GRANULOMETRIA EN LOS SUELOS

MECANICA DE SUELOS I

Se refiere a las proporciones relativas en que se encuentran las diferentes partículas minerales del suelo (grava, arena, limo y arcilla) expresada con base al peso seco del suelo (en %) después de la destrucción de los agregados.CONCEPTO :La granulometría estudia la distribución de las partículas que conforman un suelo según su tamaño, lo cual ofrece un criterio obvio para una clasificación descriptiva. La variedad del tamaño de las partículas casi es ilimitada.

INTRODUCCION

MECANICA DE SUELOS I

Independientemente del origen del suelo, los tamaños de las partículas, en general, que conforman un suelo, varían en un amplio rango. Los suelos en general son llamados grava, arena, limo o arcilla, dependiendo del tamaño predominante de las partículas, ocasionalmente puede tener materia orgánica.

TAMAÑO DE LAS PARTICULAS

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La textura y propiedades físicas del suelo dependerán del tamaño de ellas. Mayores tamaños de partículas significa mayor espacio entre ellas, resultando un suelo mas poroso; menor tamaño de partículas tendrán menor espacio entre ellas dificultando el paso del aire y el agua, por tanto este suelo será menos poroso. Los tamaños de grano se han clasificado con base en las dimensiones dada en determinados estándares.

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Cuando se realiza un análisis físico de una muestra de suelo, se define dentro de ella variados tamaños de grano que se enmarcan dentro de rangos específicos, definidos por diversas entidades o agrupaciones.

Para clasificar a los constituyentes del suelo según su tamaño de partículas, se han establecido muchas clasificaciones granulométricas. Básicamente todas aceptan los términos de grava, arena, limo y arcillas, pero difieren en los valores de los limites establecidos para definir cada clase.

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Las fracciones tendrán denominaciones, según el sistema:

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AASHTO: American Association Of State Highway and Transportation Official.

ASTM: American Society For Testing and Materials.

SUCS: Unifield Soil Clasification System.

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Granulares: Gravas y Arenas (visible a simple vista).

Gravas 63 mm > d > 2 mm

Arena 2 mm > d > 0.063 mm

Finos: Limos y Arcillas (no visibles).

Limos 0.063 mm > d > 0.002 mm

Arcillas < 0.002 mm

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GRAVA: Son fragmentos grandes de roca, fácilmente identificables a simple vista.

ARENA: Son aquellos fragmentos los cuales en muchas ocasiones son apreciables sin necesidad de ayuda de equipos adicionales (lupa, microscopio). Están compuestas por partículas de un tamaño considerable, tienen un mayor espacio entre partículas, el agua drena muy rápidamente a través de ella.

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LIMO: Compuesto por partículas intermedias entre la arcilla y la arena, en estado húmedo es difícil de trabajar. Los limos son fracciones microscópicas del suelo que constituyen granos muy finos de cuarzo y algunas partículas en forma de escamas que son fragmentos de minerales micáceos.

ARCILLA: Son principalmente partículas sub microscópicas en forma de escamas. Es un suelo compuesto por partículas muy pequeñas y con muy poco espacio entre ellas. La arcilla tiene la habilidad de retener el agua, pero el aire no puede penetrar en estos espacios, especialmente cuando ellos están saturados con agua.

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LIMO

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Facultad de Ingeniería y Arquitectura

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ARCILLA

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ANALISIS MECANICO

Bajo este titulo general se comprende todo los métodos de separación de un suelo en diferentes fracciones según su tamaño , de tales métodos existen dos que merecen especial atención; el cribano por mallas y el análisis de una suspensión de suelo con higrómetro (densímetro)

ING. WILLIAM LOPEZ

PLASTICIDAD

generalidades ¿Qué es Plasticidad?

El contenido de agua con que se produce el cambio de estado ,varía de un suelo a otro y en mecánica de suelos interesa fundamentalmente conocer el rango de humedades, para el cual el suelo presenta un comportamiento plástico, es decir, acepta deformaciones sin romperse (plasticidad),

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Generalidades:

Limites de Atterberg Los límites de Atterberg o límites de consistencia se basan

en el concepto de que los suelos finos, presentes en la naturaleza, pueden encontrarse en diferentes estados, dependiendo del contenido de agua. Así un suelo se puede encontrar en un estado sólido, semisólido, plástico, semilíquido y líquido.La arcilla, por ejemplo al agregarle agua, pasa gradualmente del estado sólido al estado plástico y finalmente al estado líquido.

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generalidades

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L. Contracción L. Plástico L. Líquido

0 W% 100 W%

Fig. 3.1 Límites de Atteberg

Semi - Sólido PlásticoSólido Contracción

Líquido

limites de consistencia

Para calcular los limites de Atterberg el suelo se tamiza por la malla Nº40 y la porción retenida es descartada y se tiene:

La frontera convencional entre los estados semisólido y plástico se llama límite plástico, que se determina alternativamente presionando y enrollando una pequeña porción de suelo plástico hasta un diámetro al cual el pequeño cilindro se desmorona, y no puede continuar siendo presionado ni enrollado. El contenido de agua a que se encuentra se anota como límite plástico.

La frontera entre el estado sólido y semisólido se llama límite de contracción y a la frontera entre el límite plástico y líquido se llama límite líquido y es el contenido de agua que se requiere adicionar a una pequeña cantidad de suelo que se colocará en una copa estándar, y ranurará con un dispositivo de dimensiones también estándar, sometido a 25 golpes por caída de 10 mm de la copa a razón de 2 golpes/s, en un aparato estándar para limite líquido; la ranura efectuada deberá cerrarse en el fondo de la copa a lo largo de 13 mm

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estados de consistencia

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Para medir la plasticidad de las arcillas se han desarrollado varios criterios de los cuales se menciona el desarrollado por Atterberg, el cual dijo en primer lugar que la plasticidad no es una propiedad permanente de las arcillas, sino circunstancial y dependiente de su contenido de agua. Una arcilla muy seca puede tener la consistencia de un ladrillo, con plasticidad nula, y esa misma, con gran contenido de agua, puede presentar las propiedades de un lodo semilíquido o, inclusive, las de una suspensión líquida.

estados de consistencia

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Según su contenido de agua en forma decreciente, un suelo susceptible de ser plástico puede estar en cualquiera de los siguientes estados de consistencia, definido por Atterberg.

1. Estado líquido, con las propiedades y apariencias de una suspensión.

2. Estado Semilíquido, con las propiedades de un fluido viscoso.

3. Estado Plástico, en que el suelo se comporta plásticamente.

4. Estado semi sólido, en el que el suelo tiene la apariencia de un sólido, pero aún disminuye de volumen al estar sujeto a secado.

CLASIFICACION Y TIPOS DE SUELOS

GENERALIDADES

Dada la complejidad y prácticamente la infinita variedad con que los suelos se presentan en la naturaleza, cualquier intento de sistematización científica, debe ir precedido por otro de clasificación completa. Obviamente la Mecánica de Suelos desarrolló estos sistemas de clasificación desde un principio.

Es evidente que un sistema de clasificación que pretenda cubrir hoy las necesidades correspondientes, debe de estar basado en las propiedades mecánicas de los suelos, por ser estas lo fundamental para las aplicaciones ingenieriles

IDENTIFICACION DE SUELOS La identificación de un suelo se realiza en campo mediante observación

directa de la :

textura,

Color

mediante manipuleo para determinar la plasticidad.

CLASIFICACION DE SUELOS

Se realiza mediante ensayos de

Granulometría

ensayos de Limites de Atterberg,

con los datos obtenidos y mediante tablas de clasificación se determina la clase o tipo de suelo

SISTEMAS PARA LA CLACIFICACION DE SUELOS

1)CLACIFICACION DE SUELO AASHTO

Es uno de los primeros sistemas de clasificacion de suelos, este sistema paso por varias revisiones y actualmente es utilizado para propositos de ingenieria enfocados mas en el campo de las carreteras.

2) CLASIFICACION USCS

El Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (USCS) deriva de un sistema desarrollado por A. Casagrande para identificar y agrupar suelos en forma rápida en obras militares durante la guerra.

Este sistema divide los suelos primero en dos grandes grupos, de granos gruesos y de granos finos. Los primeros tienen más del 50 por ciento en peso de granos mayores que 0,08 mm; se representan por el símbolo G si más de la mitad, en peso, de las partículas gruesas son retenidas en tamiz 5 mm, y por el símbolo S sí más de la mitad pasa por tamiz 5 mm.

3) CLACIFICACION CBR

El ensayo CBR mide resistencia al corte de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controladas, la ASTM denomina a este ensayo, simplemente como “Relación de soporte” y esta normado con el número ASTM D 1883-73.

 Se aplica para evaluación de la calidad relativa de suelos de subrasante, algunos materiales de sub – bases y bases granulares, que contengan solamente una pequeña cantidad de material que pasa por el tamiz de 50 mm, y que es retenido en el tamiz de 20 mm. Se recomienda que la fracción no exceda del 20%.

 Este ensayo puede realizarse tanto en laboratorio como en terreno, aunque este último no es muy practicado.

PROCESO DE CONTRACCION Y FENOMENOS CAPILARES

Antecedentes

Tensión Superficial:

La superficie de cualquier líquido se comporta como si sobre esta, existiera una

membrana a tensión.

FENOMENOS CAPILARES

Antecedentes

La ascensión capilar es la tendencia de un líquido a subir y absorberse en un tubo estrecho (tubo capilar).

Antecedentes

Efecto capilar:

Este efecto se produce por la tendencia del líquido a humedecer la pared capilar seca. Si esta fuerza dirigida hacia arriba es mayor que el peso del líquido dentro del tubo capilar, éste es absorbido hacia arriba.

Objetivo

Conocer los efectos producidos en los suelos finos que contienen agua, es decir, mediante los conocimientos de los fenómenos capilares definir los cambios de volumen de un suelo.

Problemática De que manera se contrae un suelo?

MetodologíaSi se tiene un suelo saturado, el agua estará ejerciendo una fuerza de separación entre

las partículas sólidas del suelo (presión hidrostática).

Empezará a secarse por cualquier causa, que generalmente es el calentamiento por el sol, el agua que hay en el suelo se evaporara, y la masa de suelo tratara de tomar su nivel freático normal, de esta manera el agua tratará de bajar, creándose una presión capilar dentro del suelo, lo que produce esfuerzos de compresión en el suelo, pasando esto de la presión hidrostática (cuando el suelo estaba saturado), a un esfuerzo de tensión superficial (al tener el fenómeno de capilaridad del agua). De esta manera el suelo entrará en proceso de contracción.

Hay que tener en cuenta que el suelo debe ser un suelo fino, para poder producir el proceso de capilaridad, y de esta manera crear la tensión superficial necesaria para que el suelo se contraiga.

El proceso de la retracción del agua hacia el interior no se hará simultáneamente en toda la masa de suelo, debido a que la masa tiene diferentes diámetros de poros, produciendo tubos capilares de diferentes diámetros, bajando primero el agua que se encuentra en los canalículos más gruesos.

http://www.construmatica.com/construpedia/images/b/be/Durares11.png

Contracción

Es la disminución en sus dimensiones, de la muestra de suelo, expresada como un porcentaje de la dimensión original, cuando el contenido de humedad se reduce.