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INGENIERÍA EN CONSTRUCCIÓN

Clasificación de suelos

GEOLOGÍA Y

MECÁNICA DE SUELOS

INGENIERÍA EN CONSTRUCCION / Sede Alameda

CLASIFICACIÓN DE SUELOS

El objetivo de la clasificación de suelos es:

-Aportar bases sobre las cuales puedan agruparse los suelos dependiendo de sus propiedades físicas y de apariencia, es el propósito comparar diferentes suelos.

-Describir sus propiedades y definir su aptitud para ser empleado en aplicaciones de ingeniería.

Docente Ricardo Riquelme Pinto



La clasificación de suelos se basan en su mayoría en:

-La granulometría del material

- En sus límites de Atterberg.




1.1.- GRANULOMETRÍA

- La distribución granulométrica de los suelos es la propiedad más importante de los suelos granulares.

- Para determinarla se emplea una serie de tamices normalizados, los cuales se disponen en orden decreciente y se procede a determinar el material que pasa (% en peso de cada fracción) por cada tamiz.

- El resultado de la granulometría del suelo se presentan usualmente por medio de una curva de distribución granulométrica, donde se relaciona el porcentaje pasante por cada tamiz.




1.1.- GRANULOMETRÍA

Ejemplo de curvas granulométricas




1.1.- GRANULOMETRÍA: Curvas Granulométricas de Suelos.

Si un suelo de granos gruesos contiene proporciones aproximadamente iguales de todos los tamaños de partículas, se describe como bien graduado, y se caracteriza por tener una curva relativamente suave que cubre un amplio rango de partículas. En caso contrario se describe como mal graduado.

Una indicación de la graduación puede expresarse numéricamente a través de dos coeficientes:

- el coeficiente de uniformidad, Cu

- el coeficiente de curvatura, Cc




1.1.- GRANULOMETRÍA: Curvas Granulométricas de Suelos.

Dónde:

D10: Diámetro del tamiz por el cual pasa el 10% del materialD30: Diámetro del tamiz por el cual pasa el 30% del materialD60: Diámetro del tamiz por el cual pasa el 60% del material

En general, en cuanto más alto sea el valor de Cu más amplio será el rango de tamaños de partículas en el suelo.

Los suelos se clasifican como bien graduados cuando Cu > 4 para gravas o Cu > 6 para arenas, y Cc se encuentra comprendido entre 1 y 3.




1.2.- Límite de Atterberg

La granulometría solo proporciona el contenido de finos que presenta la masa de suelos analizada (bajo tamiz N° 200), pero no identifica que tipo de material es el que pasa bajo esta malla.

Para ello, se determinan los límites de Atterberg o de consistencia, que definen distintos estados de humedad por los que pasa el suelo a partir de los cuales es posible determinar si el suelo fino corresponde a un limo o una arcilla, además del grado de plasticidad que este presenta.





El significado de los contenidos de agua que permiten determinar los límites para cada estado físico son definidos en tres estados límites:





LC: Límite de contracción: La masa de suelo se contrae a medida que pierde gradualmente el agua del suelo. Con una pérdida continua de agua, se alcanza una etapa de equilibrio en la que más pérdida de agua conducirá a que no haya cambio de volumen. El contenido de agua, en porcentaje, bajo el cual el cambio de volumen de la masa de suelo cesa, se define como Límite de Contracción.





LP: Límite plástico: Contenido de Humedad al cual la muestra se comporta realmente como un material plástico.





LL: Límite líquido: Contenido de humedad de la muestra cuando esta tiene una resistencia al cizalle de 1 gr/cm2.





El límite de contracción (LC) se calcula como:

Dónde:wi: contenido de agua inicial cuando el suelo se coloca en el recipiente del límite de contracción.

Dw: cambio en el contenido de agua (es decir, entre el contenido de humedad inicial y el contenido de agua en el límite de contracción).





El límite plástico se define como el contenido de humedad que tiene el suelo cuando este es enrollado en bastoncitos de 3,2 mm de diámetro y alcanzado este estado, se desarma.





El límite líquido (LL) determinado por el método de la Cuchara de Casagrande, corresponde al estado de humedad que alcanza el suelo cohesivo luego de aplicar 25 golpes en la cuchara necesarios para cerrar en 1 cm una ranura formada en el.





A partir de la definición del LL y LP se puede obtener el índice de plasticidad (IP), que corresponde a la diferencia entre estos dos límites, el cual representa el rango de humedad en el cual el suelo se encuentra en estado plástico

Los valores de IP y LL obtenidos para cada material pueden ser graficados en una Carta de Plasticidad, definida para identificar los limos, las arcillas y suelos orgánicos, junto a la plasticidad que presentan estos materiales.





Carta de Plasticidad, Obtenida a partir de los límites de Atterberg.


C: Arcillas

M: Limos

H: Zona de Alta

Plasticidad.

L: Zona de Baja

Plasticidad.




Análisis de la Carta de Plasticidad:

LL> 50; Suelos de Alta Plasticidad, Suelos que admiten mucha agua y pueden experimentar grandes deformaciones plásticas.

LL<50; Suelos de Baja Plasticidad.

Una característica importante de esta carta es la línea A, empíricamente dada por la ecuación IP = 0,73(LL – 20). La línea A representa una separación entre arcillas inorgánicas y limos inorgánicos. Las gráficas de los índices de plasticidad versus límites líquidos para las arcillas inorgánicas se encuentran sobre la línea A y aquellas para limos inorgánicos se encuentran debajo de dicha línea. Los limos orgánicos se grafican en la misma región (debajo de la línea A y con el LL variando entre 30 y 50) que los limos inorgánicos de compresibilidad media. Las arcillas orgánicas se grafican en la misma región que los limos inorgánicos de alta compresibilidad (debajo de la línea A y LL mayor que 50).


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