Clasificacion de Suelos y Propiedades Indice

1

Clasificación de Suelosy Propiedades Índicey Propiedades Índice

(64.08) Mecánica de SuelosFIUBA

2

Índice

• Clasificación de suelos– Suelos gruesos

S l fide s

uelo

s

– Suelos finos– Carta de clasificación de suelos– Fundamentos físicos de la clasificación de suelosla

sific

ació

n d

– Fundamentos físicos de la clasificación de suelos• Propiedades índice

Cl

3

Nota sobre el origen de los suelos: residuales y transportados

de s

uelo

sla

sific

ació

n d

Cl

4

Clasificación de suelosde

sue

los • La clasificación le da el

“nombre” a un sueloD fi l l l “ ”

lasi

ficac

ión

d • Define lo que el suelo “es”– Grava

ArenaCl – Arena

– Limo– ArcillaArcilla

5

Clasificación de suelos

• La clasificación de suelos agrupa materiales con propiedades físicas, mecánicas e hidráulicas similaresde

sue

los

similares• Suelos gruesos

Las partículas se tocan entre sí (fuerzas de masa)lasi

ficac

ión

d

– Las partículas se tocan entre sí (fuerzas de masa)– Distribución por tamaño de partículas, forma y dureza

• Suelos finos

Cl

• Suelos finos– Las partículas tienen cargas eléctricas (f. superficiales)– Las partículas no se tocan entre síLas partículas no se tocan entre sí– Capacidad de absorber agua

6

Índice


Granulometríade s

uelo

s

• Granulometría• Esfericidad y redondez

– Suelos finoslasi

ficac

ión

d

– Carta de clasificación de suelos– Fundamentos físicos de la clasificación de suelos

Cl

• Propiedades Índice

7

Granulometría por vía secade

sue

los

lasi

ficac

ión

dC

l

8

Hydrometer analysisSieve analysis

Clay (C)Silt (M)Sand (S)Gravel (G)

90

1000.0020.0060.020.060.20.6262060

C6

Clay (C)Silt (M)Sand (S)Gravel (G)

C1

60

70

80 C6

C8

(in w

eigh

t)

10D

30

40

50

C4

% s

mal

ler t

han

D (

10

20

30C5

%

2

00.0010.010.1110100

Particle diameter, D (mm)

1060 DDCu =1060

230

3060

1030

DDD

DDDD

C g ⋅==Coef.

uniformidad:Coef. of

curvatura:(Sagaseta 2010)

9

Curvas granulométricas típicasde

sue

los

lasi

ficac

ión

dC

l

10

Granulometría por vía seca

• Coeficiente de uniformidad

de s

uelo

s

Cu =D60

D

• Coeficiente de curvatura

lasi

ficac

ión

d u D10

Cl

Cc =D30

2

D60 D10

11

Ej.: Granulometría por vía secade

sue

los

lasi

ficac

ión

dC

l

12

Granulometría por vía húmeda

• Hidrometría (ley de Stokes) ( )η

γ ωω

18

2 GGDV s −=

de s

uelo

s

85%90%95%

100%%

PASA

η

lasi

ficac

ión

d

55%60%65%70%75%80%

ICl

25%30%35%40%45%50% I

IIIIIIVVVIVII

0%5%

10%15%20%25%

0 0010 010 1

VIIIIXXXI

1212

0.0010.010.1Φ PARTICULA (mm)

ARCILLAS (<2μ)

LIMOS (74 - 2μ)RET #200 (> 74μ)

13

Esfericidad y redondezde

sue

los

lasi

ficac

ión

dC

l

14

Esfericidad y redondezde

sue

los

lasi

ficac

ión

dC

l

1414estimación emáx - emínCORRELACIONES

15

Índice


S l fide s

uelo

s

– Suelos finos• Límite líquido y límite plástico• Carta de Casagrandela

sific

ació

n d

g

– Carta de clasificación de suelos– Fundamentos físicos de la clasificación de suelos

Cl

• Propiedades Índice

16

Límite líquido• Es la humedad que tiene el suelo cuando se

juntan ~13mm dos mitades colocadas en la copa

de s

uelo

s

j pde Casagrande con N=25 golpes

• Es la humedad que separa el estado de

lasi

ficac

ión

d

q pconsistencia “plástico” del “líquido”

Cl

1616

17

Límite líquido

• Método 1 punto y 3 puntos (ASTM 4318)

de s

uelo

s ( ) ( )NNkLL ω⋅=

1210⎞⎛

lasi

ficac

ión

d

( )121.0

25⎟⎠⎞

⎜⎝⎛⋅=

NLL Nω

Cl

k 0.973 0.979 0.985 0.990 0.995N 20 21 22 23 24k 1.000 1.005 1.009 1.014 1.018 1.022N 25 26 27 28 29 30

Si N > 25, “le falta humedad”, ω < LL

N 25 26 27 28 29 30

1717

, ,Si N < 25, “le sobra humedad”, ω > LL

18

Límite plástico

• Es la humedad que separa el estado de

de s

uelo

s

Es la humedad que separa el estado de consistencia “plástico” del “semisólido”

lasi

ficac

ión

dC

l

LPLPLP ++

18183

321 LPLPLPLP ++=

19

Carta de plasticidad

U line: IP = 0.9 * (LL – 8)

de s

uelo

s

( )

A line: IP = 0.73 * (LL – 20)

lasi

ficac

ión

dC

l

1919

20

Carta de plasticidadAlgunos suelos

de s

uelo

sla

sific

ació

n d

Cl

21

Índice


S l fide s

uelo

s


sific

ació

n d

– Fundamentos físicos de la clasificación de suelos• Propiedades Índice

Cl

22

Carta de clasificación de suelos

de s

uelo

s

de suelos

lasi

ficac

ión

dC

l

23

Índice


S l fide s

uelo

s


sific

ació

n d

– Fundamentos físicos de la clasificación de suelos• Propiedades Índice

Cl

24

Fundamentos físicos de la clasificación de suelos

de s

uelo

sla

sific

ació

n d

Cl

25

Las partículas de los suelos gruesos se tocan entre sí

de s

uelo

sla

sific

ació

n d

Cl

26

Las partículas de los suelos finos no se tocan entre sí

de s

uelo

s 100 – 50 – 20 μm

lasi

ficac

ión

dC

l

10 – 2 – 1 μm10 2 1 μm

27

Fundamentos físicos de la clasificación de suelos

de s

uelo

sla

sific

ació

n d

Cl

28

Índice

• Clasificación de suelos• Propiedades Índice

de s

uelo

s

– Definición– Humedad

Pesos unitarioslasi

ficac

ión

d

– Pesos unitarios– Relación de vacíos– Porosidad

Cl

Porosidad– Propiedades Índice derivadas

29

Propiedades Índices

índi

ce

• Las propiedades índice caracterizan el estado de un suelo (definen cómo el suelo “está”)

Prop

ieda

des

30

Propiedades Índices

índi

ce

• Las propiedades índice caracterizan el estado de un suelo (definen cómo el suelo “está”)

H d d W / W

Prop

ieda

des – Humedad ω = Ww / Ws

– Peso unitario γ = W / V– Peso unitario– Peso unitario

seco γd = Ws / V– Relación de

vacíos e = Vv / Vs

– Porosidad n = Vv / VGrado de– Grado desaturación Sr = Vw / Vv

31

Deducción de algunas relaciones útiles

s ín

dice γd = γ

1+ωγd = γs

1+ e

Prop

ieda

des 1+ω 1+ e

n = e1+ e

e= n1 n1+ e 1− n

e= γs

γ−1 ω = eγw

γSrγd γs

ωsat = eγw Sr = ω γssat γs

r e γw

32

Ejercicio: Propiedades Índices

índi

cePr

opie

dade

s

33

Pesos unitarios típicoss

índi

cePr

opie

dade

s

34

Peso específico absoluto de las partículas sólidas

s ín

dice

Prop

ieda

des

35

Índice

• Clasificación de suelos• Propiedades índice

s ín

dice

– Propiedades índice derivadas• Densidad relativa• Consistencia relativaPr

opie

dade

s

Consistencia relativa• Índice de liquidez

36

Propiedades índice derivadas

Son números adimensionales que permiten agrupar a suelos de comportamiento similar

s ín

dice

• Suelos gruesos

Prop

ieda

des

Dr =emax − e

– Densidad relativa r emax − emin

37

Propiedades índice derivadas

Son números adimensionales que permiten agrupar a suelos de comportamiento similar

s ín

dice

• Suelos gruesos

Prop

ieda

des

Dr =emax − e

– Densidad relativa• Suelos finos

C i t i l ti

r emax − emin

Cω L − ω

– Consistencia relativa

– Índice de liquidez

Cr = L

ω L − ωP

ω − ωP– Índice de liquidez IL =ω ωP

ω L − ωP

38

Pruebas de laboratorio

• Arcilla– Humedad natural

P it i ál l d it is ín

dice

– Peso unitario y cálculo de peso unitario seco– Límites y Clasificación– Fabricación de muestra con C = 0 2 y C = 0 8Pr

opie

dade

s

– Fabricación de muestra con Cr = 0.2 y Cr = 0.8• Arena

– Granulometría y ClasificaciónGranulometría y Clasificación– Medición de emin y emax

– Fabricación de muestra con Dr = 0.2 y Dr = 0.8r y r

39

Bibliografía

• Básica– Juárez Badillo y otros. Mecánica de Suelos. Ed.

Limusade s

uelo

s

Limusa• Complementaria

– Mitchell Fundamentals of soil behavior Wileylasi

ficac

ión

d

– Mitchell. Fundamentals of soil behavior. Wiley.– Narcilio y Santamarina. Clasificación de suelos.

Fundamento físico, prácticas actuales y

Cl

recomendaciones. www.fi.uba.ar/materias/6408.

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