Informe de Laboratorio Mecnica de Suelos -

Universidad tecnolgica de Panam

Centro Regional de Chiriqu Facultad de ingeniera civil Laboratorio #3 de mecnica de suelos: anlisis granulomtrico de suelos - Hidrmetro

FacilitadoraIng. Gina Espinosa

Integrantes:Irving Rodrguez4-777-2061Flix Santiago4-771-605Nolys Montenegro4-747-1382

Grupo: 2ic-141Fecha de realizacin: 10 de abril del 2014 Fecha de entrega: 21 de abril del 2014

IntroduccinPara analizar el rango de tamao de las partculas de los suelos existen dos mtodos, los cuales son usados segn las especificaciones que estos indican, estos mtodos son el anlisis por cribado y el anlisis hidromtrico. El anlisis con cribado especifica que se debe trabajar con partculas mayores que 0.075 mm mientras que el anlisis hidromtrico indica que se debe trabajar con partculas menores que 0.075 mm. Ahora bien como se sabe cundo aplicar un mtodo en particular, simple y sencillamente esto se conoce al observar la muestra ya que cada suelo tiene caractersticas fsicas que por simple inspeccin se pueden percibir, dndonos esto un aproximado o la idea de qu tipo de suelo estamos tratando. Al conocer esta informacin ya sabremos que mtodo usar ya que se sabe por experiencia que los suelos segn (AASHTO) como grava tiene un tamao de76.2mm a 2mm, la arena entre 2 mm a 0.075 mm, el limo entre 0.075 mm a 0.002 mm y la arcilla tiene tamaos menores que 0.002 mm. En este ensayo se utilizara el anlisis hidromtrico ya que se usara una muestra que tiene las caractersticas de una arcilla con limo, la cual el mtodo describir como se ver a continuacin.La ley fundamental de que se hace uso en el procedimiento del hidrmetro es debida a Stokes, y proporciona una relacin entre la velocidad de sedimentacin de las partculas del sudo en un fluido y el tamao de esas partculas. Esta relacin puede establecerse empricamente, haciendo observaciones con microscopio, o bien con procedimientos tericos. Siguiendo estos ltimos. G. G. Stokes en 1850 obtuvo una relacin aplicable a una esfera que caiga en un fluido homogneo de extensin infinita. Aun con esa limitacin importante (pues las partculas reales de suelo se apartan muchsimo de la forma esfrica) la ley de Stokes es preferible a las observaciones empricas. Aplicando esa ley se obtiene el dimetro equivalente de la partcula, que es el dimetro de una esfera, del mismo Ss que el suelo, que sedimenta con la misma velocidad que la partcula real; en partculas equidimensionales, este dimetro es aproximadamente igual al medio dimetro real, pero en partculas laminares el dimetro real puede ser hasta el cudruple del equivalente; cabe notar que en partculas muy finas esta forma es la ms frecuente. Esta es una razn ms para que dos curvas granulomtricas iguales, correspondientes a dos suelos diferentes, no indiquen necesariamente la similitud de ambos. Uno podra ser una arcilla muy franca con estructura floculenta y el otro una harina de roca, de comportamiento similar al de una arena.Aplicada a partculas de suelo real, que se sedimenten en agua, la ley de Stokes es vlida solamente en tamaos menores de 0.2 mm. Aproximadamente (en mayores tamaos, las turbulencias provocadas por el movimiento de la partcula alteran apreciablemente la ley de sedimentacin), pero mayores que 0.2 mieras, ms o menos (abajo de este lmite la partcula se afecta por el movimiento Browniano y no se sedimenta). Ntese que por el anlisis de tamices puede llegarse a tamaos de 0.074 mm, que caen dentro del campo de aplicabilidad de la ley de Stokes; este hecho afortunado permite obtener datos ininterrumpidamente. El mtodo del hidrmetro est, en su origen, afectado por las siguientes hiptesis.a) La ley de Stokes es aplicable a una suspensin del suelo.b) Al comienzo de la prueba la suspensin es uniforme y de concentracin suficientemente baja para que las partculas no se interfieran al sedimentarse. (En general es apropiada una concentracin de unos 50 g/litro.)c) El rea de la seccin recta del bulbo del hidrmetro es despreciable en comparacin a la de la probeta donde la sedimentacin tiene lugar, de manera que dicho bulbo no interfiere en la sedimentacin de las partculas en el instante de efectuarse una medicin.

Ttulo del laboratorio: Anlisis Granulomtrico; Mtodo del HidrmetroObjetivo: Determinar la distribucin de tamaos de partculas de la fraccin de suelo cuyo tamao es menor de 75 micrmetros.Equipo: Hidrmetro Aparato de Dispersin Dos cilindros de dispersin de 1000 ml (probetas) Termmetro Cronmetro Balanza Envases adecuados para manejo de muestras.Principio del mtodo: El ensayo hidromtrico es utilizado para determinar la distribucin de partculas de suelos finos. El proceso es descrito utilizando la Ley de Stokes, la cual asume que las partculas de suelos, de diferentes formas y tamaos, dispersas en un medio se sedimentan en el agua como esferas que no chocan entre s. Por lo tanto el tamao de las partculas se determina utilizando la distancia de sedimentacin la cual es medida utilizando un Hidrmetro. El % ms fino de un tamao x, es determinado midiendo la densidad del flujo donde est el suelo suspendido.

Muestra:El ensayo se realiza tomando una muestra de material pasndola por el tamiz #40. Para suelos arcillosos, la muestra oscila entre 50 g y 100 g. La muestra se diluye por 16 horas en una solucin dispersante de 125 ml Hexametafosfato de Sodio disueltos en agua destilada (solucin de 40 g disueltos en 1000 ml). La finalidad de ste proceso es disgregar cualquier floculo presente en la muestra.Procedimiento:1) Tomar unas muestras de la fraccin de suelo de 50 g. La muestra debe pasarse por el tamiz N40 para evitar la presencia de cualquier tipo de partcula gruesa.2) Preparar una solucin dispersante de 40 g de Hexametafosfato de sodio diluidos en 1000 ml de agua.3) Se asume la gravedad especfica del suelo como 2.65.4) Colocar el suelo en un recipiente y agregar 125 ml de la solucin dispersante. Dejar el suelo en contacto con la solucin por 16 horas para ayudar a disgregar las partculas de suelo. Despus de este periodo mezclar la solucin en una mquina dispensadora por espacio de 60 s.5) Transferir la muestra de suelo ms la solucin dispersante a un cilindro de sedimentacin. Agregar agua hasta alcanzar un volumen de 1000 ml.6) En otra probeta agregar 125 ml de agentes dispersantes y luego agregar agua hasta un volumen de 1000 ml. sta es la solucin de control que servir de referencia para corregir el cambio de densidad provocado por el Hexametafosfato de sodio.7) Agitar el cilindro de cimentacin que contiene el suelo por espacio de 60 s, luego medir las densidades a 5, 15, 30, 60, 90 y 120 segundos, sta parte debe repetirse dos veces.8) Medir la densidad y la temperatura de la solucin de control. 9) De acuerdo al procedimiento de deben realizar lecturas adicionales a las 0.5, 1, 4 y 19 horas.10) El tamao de la partcula se determina mediante la Ley de Stokes y se asume que todas las partculas son esfricas y que se sedimentan libremente sin chocar.Resultados Anlisis granulomtrico, Hidrmetro

Anlisis de ResultadosAl verificar las dimensiones de las partculas de un suelo, las cuales hacen parte de la formacin del mismo, notamos que representan una gran importancia al momento de presentar un argumento claro sobre el estado de un suelo, ya que a travs de los datos obtenidos de su granulometra, es posible establecer varios criterios ptimos de las condiciones del mismo.De acuerdo a la gradacin de los suelos, pudimos hacer una prediccin acerca de cul puede ser su capacidad portante y que tan apto puede estar para la realizacin de una obra sobre dicho suelo.Al existir variaciones en las dimensiones de partculas de un suelo, la relacin de vacos del suelo tiende a ser baja, por lo tanto no es muy comprensible, esta (relacin de vacos) se convierte en un factor importante a la hora de determinar la estabilidad de un terreno, es por ello que la correcta interpretacin de los resultados obtenidos en la prctica de laboratorio, nos permite evaluar cierto tipo de condiciones relevantes para el estudio de los suelo de una zona determinada.En la tabla de tamao de partculas y porcentaje ms fino para la granulometra por hidrmetro, se puede observar la distribucin de partculas por tamao y sus porcentajes respectivos, como tambin la curva la cual representa las dos magnitudes. El tamao de las partculas de arcilla es muy pequeo, de acuerdo a los resultados obtenidos va de 0,02 mm a 0,06 mm.ConclusionesPor medio de la mecnica de suelos, se puede estudiar la granulometra de los suelos, para de esta forma dar conclusiones claras y concisas de su estado real.El no completo, ni adecuado estudio de un suelo puede traer consecuencias graves, es por ello que cabe resaltar los criterios que se deben tener en cuenta para el estudio correcto de la granulometra de un suelo y en nuestro caso el suelo de la zona de deslizamiento del barrio campo alegre en la ciudad de Barranquilla.Debemos recordar que el suelo que estamos sometiendo a estudios, est compuesto por material arcilloso, lo que lo convierte en un suelo fino. Lanzar afirmaciones de la gradacin de un suelo con respecto a los resultados obtenidos de la granulometra por hidrmetro, es vlido, ya que estamos en presencia de un suelo fino. El tamao de las partculas de arcilla es muy pequeo, es por ello que el clculo del tamao de sus partculas es minucioso, ya que dichas partculas se rigen por los efectos qumicos y fsicos de la interaccin entre ellas, es por ello que se deben tener en cuenta toda las correcciones calculadas, puesto que son relevantes a la hora de obtener un resultado coherente.Bibliografa Fundamentos de ingeniera geotcnica, Braja M. Das, 4tha Edicin, International Thomson Editores, S. A. de C. V. La Ingeniera de Suelos en las Vas Terrestres : Carreteras, ferrocarriles y autopistas, Alfonso Rico Rodrguez., Volumen 1, Editorial Limusa, 2005

ANEXOS

Mquina dispersante

Vertido de la muestra en envase para dispersar

Dispersado de la muestraPartculas en suspensin

Medicin de la temperatura de la suspensinMedida de densidad de las partculas en suspensinMedida de densidad de la sustancia patrn

Informe de Laboratorio Mecnica de Suelos - | 4/21/2014

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