Laboratorio 2 Suelo

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS2do. LABORATORIO DE SUELOS

1

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

LABORATORIO N° 2

ENSAYOS

o Análisis granulométrico por tamizadoo Determinación del Limite Liquido y Plástico

CICLO: 2015- 1

PROFESOR: Ing. Rosa Tocas Mena

SECCIÓN: CI-55

INTEGRANTES:

Norabuena Ita, Daniel (u201221712) Diaz Asencios, Edgar (u201322414) Fernández Molina, Kevin (u201220553) Guevara Delgado, Percy (u201120162)

Fecha de presentación: 23/04/15

LIMA – PERÚ


2

2015

INTRODUCCIÓN

El análisis granulométrico se emplea de forma muy habitual. Esta es común para la

identificación y caracterización de los materiales geológicos en la Ingeniería. También se usa

para determinar si esa granulometría es conveniente para producir concreto o usarlo como

relleno en una construcción civil (cimientos, terraplenes, estructuras, etc.).Estos, se

realizaran mediante ensayos en el laboratorio con tamices de diferente enumeración,

dependiendo de la separación de los cuadros de la maya. Los granos que pasen o se queden

en el tamiz tienen sus características ya determinadas. Además, para el ensayo o el análisis

de granos gruesos será muy recomendado el método del Tamiz; pero cuando se trata de

granos finos este no es muy preciso, porque se le es más difícil a la muestra pasar por una

maya tan fina; Debido a esto el Análisis granulométrico de Granos finos será bueno utilizar

otro método.

Ante todo, los suelos y las rocas deben identificarse y clasificarse con una buena descripción

de campo y/o laboratorio, mediante observaciones, pruebas o ensayos sencillos que

permiten seleccionar los ensayos de laboratorio posterior, fijado el tipo, calidad y cantidad

de la muestra. Para ello, normalmente existen varias normas y sistemas de clasificación

internacionales a las que hay que referirse; la descripción y clasificación de los suelos en

general se realiza con el siguiente orden de importancia: Tamaño, forma de las partículas y

su composición. Por tanto en el siguiente informe se hará el análisis granulométrico y

clasificación según el tipo de ensayo que se da en cada uno de los casos.


3

Ensayo Nº1 – Análisis Granulométrico por tamizado

Norma:

ASTM D422-99

Definiciones

El concepto de tamaño de partícula que, por lo común, tiene forma irregular, es

muy grande. La dimensión de la partícula se determina rigurosamente por una

magnitud: diámetro

El tamizado se puede definir como la técnica de clasificar partículas de una

muestra en términos de su capacidad o incapacidad que presentan para lograr

pasar a través de un orificio de dimensiones regulares

Los tamaños de los granos de un suelo se refiere a los diámetros de las partículas

que lo forman, cuando es indivisible bajo la acción de una fuerza moderada. Las

partículas mayores son las que se pueden mover con las manos, mientras que las

más finas por ser tan pequeñas no pueden ser observadas con un microscopio

Procedimiento:

1. Seleccionar el grupo de tamices de tamaños adecuados para cumplir con las

especificaciones del material que se va a ensayar


4

2. Luego, para obtener un resultado más representativo, se procede al cuarteado de la

muestra total. Si bien en el laboratorio no se realizó este proceso es recomendable.

3. Tamizar la muestra total de manera manual, lo óptimo sería por medio de un tamizador

4. Posteriormente, se procede a pesar los pesos retenidos en las mallas y anotar los resultados.


5

5. Finalmente, se procede con los respectivos cálculos, en la imagen se observa los pesos retenidos en los tamices.

Observaciones y recomendaciones:

Para que los datos no muestren errores es importante que se tome en cuenta la norma

correspondiente.

La muestra a analizar tiene que ser representativa.

Como se emplea una balanza mecánica, existe un error de aproximación al tomar

datos.

Para hallar si el suelo está bien graduado o no, se dibuja una curva granulométrica.

Esta curva no es exacta, por lo que los datos que se obtienen (D10, D30, D60, Cc y Cu)

son aproximaciones. No obstante, esos dos últimos datos tienen un rango de exactitud

mayor ya que se aproximan al entero más próximo.


6

Diámetros TAMICES Peso%

Retenido%

Retenido % Que

(mm) ASTM Retenido ParcialAcumulad

o Pasa76.2 3"63.5 2 1/2"50.8 2"38.1 1 1/2" 0.0 100.025.4 1" 397.1 4.54 4.54 95.519 3/4" 486.1 5.55 10.09 89.9

12.7 1/2" 770.0 8.80 18.89 81.19.525 3/8" 437.8 5.00 23.89 76.16.35 1/4" 824.7 9.42 33.31 66.74.76 Nº 4 533.6 6.10 39.41 60.62.3 Nº 82 Nº 10 1719.6 19.65 59.05 40.9

1.18 Nº 160.84 Nº 20 1380.4 15.77 74.82 25.20.59 Nº 300.42 Nº 40 717.3 8.19 83.02 17.0

0.297 Nº 500.25 Nº 60 358.5 4.10 87.11 12.90.18 Nº 80

0.149 Nº 100 288.4 3.29 90.41 9.60.074 Nº 200 279.7 3.20 93.60 6.4

< Nº 200 559.8 6.40 100.00 0.0Peso Inicial 8753.0

0.0

1

0.11

10

10

0

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Diámetro de partícula (mm)

% q

ue

pa

sa

en

pe

so

TAMAÑO DE LAS MALLAS U.S. STANDARD

2"2.5"

3" 1.5"

1" 3/4"

1/2"

3/8"

1/4"

Nº4

Nº1

0N

º8

Nº1

6

Nº2

0

Nº3

0

Nº4

0

Nº6

0N

º50

Nº1

00

Nº2

00


7

Determinación de D10, D30 y D60:

D10:

12.9−1012.9−9.6

= 0.25−D1 00.25−0.149

2.93.3

=0.25−D 1 00.101

D 10=0.161

D30:

40.9−3040.9−25.2

=2−D3 02−0.84

10.915.7

=2−D 3 01.16

D 30=1.195

D60:

% Pasante Diámetro (mm)

12.9 0.25

10 D10

9.6 0.149


40.9 2

30 D30

25.2 0.84


60.6 4.76

60 D60

40.9 2


8

60.6−6060.6−40.9

=4.76−D3 04.76−2

0.619.7

=4.76−D3 02.76

D 60=4.676

Determinación de Cu y Cc:

Cu:

Cu=D 60D 10

Cu=4.6760.161

Cu=29.043

Cc:

Cc= D 302

D 60×D 10

Cc= 1.1952

4.676×0.161

Cc=1.897

Gradación:

%Grava=%P3' '−%P¿4

%Grava=100 %−60.6 %


9

%Grava=29.4 %

%Arena=%P ¿4−%P¿200

%Arena=60.6 %−6.4 %

%Arena=54.2 %

Cu=29.043 ,Cu>6

Cc=1.897 ,1<Cc<3

Ambos coeficientes cumplen con las especificaciones, por lo tanto se trata de arena bien

graduada.

Determinación de límites líquido y plástico

Norma:

ASTM D4318-98

Definiciones

Límite Líquido:

Se define el límite líquido como la humedad que tiene un suelo amasado con agua y

colocado en una cuchara normalizada, cuando un surco, realizado con un amasador

normalizado, que divide el suelo en dos mitades, se cierra a lo largo de su fondo en

una distancia de 13 mm, tras haber dejado caer 25 veces la mencionada cuchara

desde una altura de 10 mm sobre una base también normalizada, con una cadencia

de 2 golpes por segundo.

Se denomina límite líquido cuando el suelo pasa de un estado líquido a plástico

Límite Plástico:


10

Se define como la humedad más baja con la que pueden formarse con un suelo,

cilindros de 3mm de diámetro, rodando dicho suelo entre los dedos de la mano y una

superficie lisa, hasta que los cilindro empiecen a resquebrajarse

Cuando el suelo pasa de un estado plástico a un estado semisólido y se rompe

Procedimiento determinación Límite Liquido:

1. Pesado de capsulas normalizadas y apuntar resultados.

2. Mezclado de la

arcilla con la ayuda de un mortero dentro de la

capsula, realizarlo hasta que se cuente con una

consistencia trabajable.


11

3. Colocación de la muestra en la cuchara de Casagrande.

4. Formar una ranura perpendicular en medio de la muestra colocada para luego girar la

manivela y contar los números de golpes hasta que el fondo de la muestre se junte

alrededor de una distancia de 13 mm.

5. Sustraer una porción central de la muestra y depositarla en un tarro para pesarla y

posteriormente colocarla al horna por 16 horas.


12

Procedimiento determinación Límite Plástico:

1. Pesado Pesar dos cápsulas y anotar su peso.

2. Recoger una porción pequeña del suelo y amasarla sobre el vidrio esmerilado hasta

formar un rollo de 3 mm de diámetro hasta que se fracture. Si no se fractura después de

dos minutos, se rehace el rollo.

3. Es caso que tenga el diámetro adecuado, pero no se fractura, so frota contra el vidrio

esmerilado para que pierda humedad.


13

4. Frotar el material hasta obtener un grosor muy delgado, esto debe realizarse sobre una

superficie de vidrio.

5. Posteriormente se mete al horno para así poder calcular su contenido de humedad.

Cálculos de LL, LP y IP

LIMITE LIQUIDO LIMITE PLÁSTICO

Prueba N° 1° 2° 3° 1° 2°

N° de golpes 21 28 32Peso de Recipiente 35.00 34.70 33.80 31.50 34.80Recipiente + Suelo Húmedo 46.20 47.90 50.90 40.10 42.10Recipiente + Suelo Seco 43.40 45.50 48.30 39.30 41.40peso del agua g 2.80 2.40 2.60 0.80 0.70peso de suelo seco g 8.40 10.80 14.50 7.80 6.6Cont. Humedad % 33.33 22.22 17.93 10.26 10.61


14

Limite líquido:

El límite líquido (LL) se halla de acuerdo al grafico de fluidez obtenida. A través de la

ecuación y=−0.0 142x+0.6286 ; donde “y” representa el contenido de humedad y “x”

representa el número de golpes. En ella reemplazamos x=25 y para obtener el limite líquido

que es igual a 27.36%, redondeado al entero más próximo obtenemos que el limite liquido

es de 27%.

Limite plástico:

El límite plástico (LP) se obtiene promediando el contenido de humedad de las dos muestras.

LP=10.26+10.612

=10.44 %

Redondeando al entero más próximo obtenemos que el límite plástico sea de 10%.

Índice de plasticidad:

El índice plástico (IP) es la diferencia entre los valores del límite líquido (LL) y del límite

plástico (LP).

IP=¿−LP=27−10=17 %

Observaciones y recomendaciones para ambos ensayos:

10 10010.00%

15.00%

20.00%

25.00%

30.00%

35.00%

40.00%

f(x) = − 0.0142112903225806 x + 0.628638172043011R² = 0.991163069964222

Grafico de Fluidez

Numero de Golpes

COnt

enid

o de

hum

edad


15

Tener especial cuidado con el uso de la balanza porque esté puede arrojar errores.

Es importante que los equipos que se utilicen en el ensayo estén calibrados

correctamente.

Es posible que ambos ensayo arrojen como resultado que el suelo es no plástico (NP).

Mientras menos golpes se necesite para cerrar la ranura, el suelo es más húmedo y lo

contrario si necesita más golpes.

Se tiene que amasar el rollo de manera uniforme sobre el vidrio esmerilado. De lo

contrario, puede fracturarse antes de tiempo o no perder parte de su humedad.

Se tiene que girar la manivela a razón de dos veces por segundo, lo que le resulta

difícil a alguien que utiliza la cuchara de Casagrande por primera vez.

El ensayo debería realizarse bajo constante supervisión del profesor

para una correcta aplicación.

Es importante que las muestras seleccionadas para determinar los límites sean lo más

homogéneas que se pueda lograr un ensayo preciso.

La determinación del límite líquido y límite plástico de un suelo deben hacerse

simultáneamente, para poder establecer correlaciones válidas entre los resultados

obtenidos.

El límite plástico es el límite inferior del estado plástico. Un pequeño aumento en la

humedad sobre el límite plástico destruye la cohesión del suelo.

En obras civiles este tipo de suelo como son las arcillas puede ser muy peligroso,

ya que absorben una gran cantidad de agua aumentando su volumen y cuando hay

temperaturas altas disminuye su volumen debido a la pérdida de agua, causando una

mala estabilidad y resistencia a las estructuras.

Los limos presentan plasticidad sólo ocasionalmente, su LP es igual o ligeramente

superior a 0.

Clasificación de la muestra – SUCS:


16

%P¿200=6.40 % .5 %<%P¿200<12 %

Entonces primero se determinara si está bien o ml graduada. En el análisis

granulométrico se obtuvo que la muestra sea arena bien graduada por lo tanto según

la clasificación SUCS, la muestra de suelo es SW

Con los valores obtenidos del Limite Liquido (LL=27%). el Índice de Plasticidad

(IP=17%) y la carta de plasticidad, se obtiene la clasificación de CL (arcilla de baja

plasticidad)

Entonces según la clasificación SUCS, la muestra de suelo es SW-SC (Arena bien

graduada con componentes arcillosos de baja plasticidad)

Clasificación de la muestra – AASHTO


17

Porcentaje de material pasante N° 200: 6.4%

Limite líquido (LL): 27%

Límite plástico (LP): 10%

Incide de plasticidad (IP): 17%

Según la tabla de clasificación se obtiene que la muestra de suelo es A-2-6.

Además como pertenece a este grupo, debemos calcular el índice de grupo con la siguiente formula:

IG=0.01(%P¿200−15)(IP−10)

IG=0.01(6.4−15)(17−10)

IG=−0.602

Entonces según la clasificación AASHTO, la muestra suelo es A-2-6 (0)

Muestra ensayada en el laboratorio:

Cálculos de LL, LP y IP


18

LIMITE LIQUIDO LIMITE PLÁSTICOPrueba N° 1° 2° 3° 1° 2°Recipiente N° 40 19 10 S ZN° de golpes 16 21 29Peso de Recipiente 36.5 37.2 34.9 11.8 12Recipiente + Suelo Húmedo 54.2 47.8 45.4 18.1 19.5Recipiente + Suelo Seco 50.6 45.9 44.3 17.6 18.5peso del agua g 3.6 1.9 1.1 0.8 1peso de suelo seco g 14.1 8.7 9.4 5.8 6.5Cont. Humedad % 25.53 21.84 11.7 13.79 15.38

Limite líquido:

El límite líquido (LL) se halla de acuerdo al grafico de fluidez obtenida. A través de la

ecuación y=−0.0108x+0. 4351 ; donde “y” representa el contenido de humedad y “x”

representa el número de golpes. En ella reemplazamos x=25 y para obtener el limite líquido

que es igual a 16.51%, redondeado al entero más próximo obtenemos que el limite liquido

es de 17%.

Limite plástico:

El límite plástico (LP) se obtiene promediando el contenido de humedad de las dos muestras.

10 10010.00%

15.00%

20.00%

25.00%

30.00%

35.00%

40.00%

f(x) = − 0.0108279069767442 x + 0.435113953488372R² = 0.983048057462663

Grafico de Fluidez

Numero de Golpes

COnt

enid

o de

hum

edad


19

LP=1 3.79+15.382

=14.585 %

Redondeando al entero más próximo obtenemos que el límite plástico sea de 15%.

Índice de plasticidad:

El índice plástico (IP) es la diferencia entre los valores del límite líquido (LL) y del límite

plástico (LP).

IP=¿−LP=17−15=2%

Clasificación de la muestra – SUCS:

Considerando que el 90% del material pasa la malla N°200

%P¿200=90 % ,%P¿200>50 %

La muestra analizada será un suelo fino (arcilla o limo) para lo cual se usaran los

valores del Limite Liquido (LL=17%), el Índice de Plasticidad (IP=2%) y la carta de

plasticidad, se obtiene la clasificación de CL (arcilla de baja plasticidad)

Entonces

según la clasificación SUCS, la muestra de suelo es ML (Limo inorgánico)


20

Clasificación de la muestra – AASHTO

Porcentaje de material pasante N° 200: 90%

Limite líquido (LL): 17%

Límite plástico (LP): 15%

Incide de plasticidad (IP): 2%

Según la tabla de clasificación se obtiene que la muestra de suelo es A-4.

Además como pertenece a este grupo, debemos calcular el índice de grupo con la siguiente formula:

IG=(%P¿200−35 ) (0.2+0.005 (¿−40 ) )+0.01(%P¿200−15)(IP−10)

IG=(90−35 ) ( 0.2+0.005 (17−40 ) )+0.01(90−15)(2−10)

IG=−1.325

Entonces según la clasificación AASHTO, la muestra suelo es A-4 (0)

Date post:	19-Dec-2015
Category:	Documents
Upload:	percy-guevara
View:	229 times
Download:	8 times

Laboratorio 2 Suelo

Documents