P2 Granulometria

7/22/2019 P2 Granulometria

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PRACTICA N2

GRANULOMETRIA

1.- Objetivos

Los principales objetivos que persigue el anlisis granulomtrico son: La determinacin de la distribucin del tamao de partculas, es decir, la distribucin

granulomtrica del suelo de ensayo. Grfica de la curva granulomtrica. Clculo de los coeficientes de uniformidad Cu y coeficiente de curvatura Cc.

Clasificacin del tipo de suelo de la muestra en base a los porcentajes retenidos y que pasaron por

los diferentes tamices, mediante la curva granulomtrica

2.- Fundamento Terico

2.1 Introduccin

La prctica de la Ingeniera est muy relacionada con la clasificacin de los suelos y su textura queest determinada por la proporcin en la que se encuentran en una determinada muestra de suelolas partculas elementales de varias dimensiones que lo conforman. El suelo donde se asienten loscimientos de una edificacin resulta determinante para la estabilizacin de dicha obra.

Por eso que la preocupacin de los ingenieros es la bsqueda de mtodos adecuados paraobtener tal distribucin, de manera que gracias a esta distribucin se puedan conocer laspropiedades fsico-mecnicas de los suelos a partir de su distribucin granulomtrica o descripcinpor tamaos.

Solamente en suelos gruesos, la distribucin por tamaos puede revelar algo referente a laspropiedades fsicas del material; en efecto la experiencia indica que los suelos gruesos biengraduados, o sea con amplia gama de tamaos, tienen comportamiento ingenieril ms favorable,en lo que atae a algunas propiedades importantes.

2.2 Fundamento Terico

La granulometra es la medicin de los granos de una formacin sedimentaria y el clculo de laabundancia de los correspondientes a cada uno de los tamaos previstos por una escalagranulomtrica.

Escala granulomtrica

Partcula Tamao

Arcillas


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Gravas 2 mm-6 cm

Cantos rodados 6-25 cm

Bloques >25 cm

Se denomina clasificacin granulomtrica a la gradacin que se lleva a cabo de los materialessedimentarios, con fines de anlisis tanto de su origen como de sus propiedades mecnicas.

Para su realizacin se utiliza una serie de tamices con diferentes dimetros que son ensambladosen una columna. En la parte superior, donde se encuentra el tamiz de mayor dimetro, se agregael material original y la columna de tamices se somete a vibracin y movimientos rotatoriosintensos en una mquina especial.

Se entiende por tamiz a una malla de filamentos metlicos recubiertos de cobre, que seentrecruzan dejando unos huecos cuadrados. Es importante que estos cuadrados tengan todos elmismo tamao, ya que ste determinar el tamao de lo que va a atravesar el hueco. El nmerode tamiz se determina por la abertura habiendo tamices de 2, 1, , para tamices nombrados

por nmeros como el tamiz #10, se determinan por el nmero de aberturas por pulgada lineal.Por ejemplo el tamiz #10 tiene 10 aberturas en una pulgada lineal.

Se considera serie gruesa de los tamices a todos aquellos tamices que se encuentren por encimadel tamiz #10(2, 1, #4, etc.) y serie fina a todos losque estn por debajo del tamiz #10.

TAMIZ APERTURA(mm)

2" 50,8

1" 38,1

1" 25,4

" 19

" 12,7

" 9,95

" 6,35

#4 4,76

#8 2,3

#10 2

#16 1,19

#20 0,84

#30 0,59

#40 0,42

#50 0,297#60 0,25

#100 0,149

#140 0,105

#200 0,074

#270 0,053
http://es.wikipedia.org/wiki/Gravahttp://es.wikipedia.org/wiki/Canto_rodadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Bloque_(roca)http://es.wikipedia.org/wiki/Bloque_(roca)http://es.wikipedia.org/wiki/Canto_rodadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Grava


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Tomando en cuenta el peso total y los pesos retenidos, se procede a realizar la curvagranulomtrica, con los valores de peso retenido que cada dimetro ha obtenido. La curvagranulomtrica permite visualizar la tendencia homognea o heterognea que tienen los granos(dimetros) de las partculas.Desde el punto de vista de la mecnica de suelos, un material heterogneo se considera biengradado si sus propiedades mecnicas ofrecen mayor calidad. Un material homogneo seconsidera mal gradado si sus propiedades mecnicas son deficientes.

La curva granulomtrica de un suelo es una representacin grfica de los resultados obtenidos enun laboratorio cuando se analiza la estructura del suelo desde el punto de vista del tamao de laspartculas que lo forman.

Se representa grficamente en un papel semi logartmico o Log-normal por tener en la horizontal

una escala logartmica, y en la vertical una escala natural.

Siempre que se cuente con suficiente nmero de puntos, la representacin grfica de ladistribucin granulomtrica debe estimarse preferible a la numrica en tablas.
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Granulometr%C3%ADa.JPGhttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:PeneiradorMecanico.jpghttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Granulometr%C3%ADa.JPGhttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:PeneiradorMecanico.jpg


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La grfica granulomtrica suele dibujarse con porcentajes como ordenadas y tamaos de laspartculas como abscisas. Las ordenadas se refieren a porcentaje, en peso, de las partculasmenores que el tamao correspondiente. La representacin en escala semi-logartmica (eje deabscisas en escala logartmica) resulta preferible a la simple representacin natural, pues en laprimera se dispone de mayor amplitud en los tamaos finos y muy finos, que en escala naturalresultan muy comprimidos, usando un mdulo prctico de escala.

La forma de la curva da inmediata idea de la distribucin granulomtrica del suelo; un sueloconstituido por partculas de un solo tamao, estar representado por una lnea vertical (pues el100% de sus partculas, en peso, es de menor tamao que cualquiera mayor que el suelo poseauna curva muy tendida indica gran variedad en tamaos (suelo bien graduado).

La forma de la curva da inmediata idea de la distribucin granulomtrica del suelo; un sueloconstituido por partculas de un solo tamao, estar representado por una lnea vertical (pues el100% de sus partculas, en peso, es de menor tamao que cualquiera mayor que el que el sueloposea una curva muy tendida indica gran variedad en tamaos (suelo bien graduado).

La curva granulomtrica tambin nos permite determinar los coeficientes de uniformidad Cu ycoeficiente de curvatura Cc, gracias a estos coeficientes se puede determinar la buena o malagraduacin de la curva.

El coeficiente de uniformidad est dado por:

Cu=D60/D10

Donde:

D60= dimetro de las partculas que pasa el 60% de la muestra.D10= tambin llamado dimetro efectivo, es el dimetro de las partculas por el cual pasa el 10%

de la muestra del suelo.

En realidad, la relacin es un coeficiente de no uniformidad, pues su valor numrico decrececuando la uniformidad aumenta. Los suelos con Cu < 3 se consideran muy uniformes; aun lasarenas naturales muy uniformes rara vez presentan Cu < 2.

Como dato complementario, necesario para definir la graduacin, se define el coeficiente decurvatura del suelo con la expresin:

Cc= (D30)^2/(D60*D10)D30 se define anlogamente que los Dl0 y D60 anteriores. Bajo estas formulas se puede ver:

Grava: Cu>4; Cc=1-3Arena: Cu>6; Cc=1-3Curva bien graduada: Cu y CcCurva pobremente graduada: No cumple


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El ensayo de anlisis granulomtrico sirve fundamentalmente para la clasificacin de los suelossegn su tamao, en base a tamaos pre-establecidos por diferentes tipos de clasificacin.

Una de las tablas ms usadas mundialmente es la siguiente:

Esta tabla da una primera indicacin de las caractersticas de la constitucin de los suelos y de lainfluencia que stas tienen en las propiedades de carcter ingenieril como las mecnicas ehidrulicas (capilaridad, cohesin, compresibilidad, facilidad de drenaje, etc.). Sin embargo, estaclasificacin no tiene en cuenta la calidad y propiedad de determinados componentes del suelo,los cuales pueden determinar acciones determinantes sobre la dinmica del suelo mismo y sobre

la relacin agua-suelo.

Algunas clasificaciones de los suelos segn su tamao son las siguientes:

a) Clasificacin Internacional.-Tamao en mm.:

2.0 0.2 0.02 0.002 0.0002
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Tabla_1_Textura_del_suelo.PNG


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Arena gruesa Arena fina Limo Arcillas Ultra-Arcilla(coloides)

b) Clasificacin M.I.T.-Fue propuesta por G. Gilboy y adoptada por el Massachusetts Institute ofTechnology. Tamao en mm

2.0 0.6 0.2 0.06 0.02 0.006 0.002 0.0006 0.0002

Gruesa Media Fina Grueso Medio Fino Grueso Medio Fino(Coloides)

ARENA LIMO ARCILLA

c) La siguiente clasificacin, utilizada a partir de 1936 en Alemania, est basada en unaproposicin original de Kopecky.

MATERIAL CARACTERSTICA TAMAO mmPiedra Mayor a 70

GravaGruesa 30 a 70Media 5 a 30

Fina 2 a 5

ArenaGruesa 1 a 2

Media 0.2 a 1

Fina 0.1 a 0.2Polvo Gruesa 0.05 a 0.1

Fina 0.02 a 0.05Limo Gruesa 0.006 a 0.02

Fina 0.002 a 0.006Arcilla Gruesa 0.0006 a 0.002

Fina 0.0002 a 0.0006

Ultra Arcilla 0.00002 a 0.0002

Estos tipos de clasificacin se basan solamente en la textura, existiendo mtodos de clasificacinque toman en cuenta tanto la estructura como los lmites de consistencia de un suelo, entre ellosel sistema Unificado que es utilizado ms en los estudios de construcciones y el mtodo AASHTO(American Asociation of StateHighways and TransportationOfficials), utilizado comnmente en losestudios para la construccin de vas frreas o terrestres.

Puede notarse que las clasificaciones anteriores y otras existentes se contradicen en ocasiones, y aun intervalo que se nombra de una manera en una clasificacin, le corresponde otra palabra enotro sistema. Pero sin duda, la objecin ms importante que puede hacerse a estos sistemas es eluso que hacen de las palabras limo y arcilla para designar fracciones de suelo definidasexclusivamente por tamaos. Estos trminos se han usado en ingeniera como nombres paradesignar tipos de suelo con propiedades fsicas definidas; la razn por la que estos nombres seintrodujeron para ciertas fracciones de tamaos fue la idea errnea de que tales tamaos eran lascausas de aquellas caractersticas tpicas. Sin embargo, hoy se sabe que las caractersticas de una


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arcilla tpica se deben en forma muy preponderante a las propiedades de su fraccin ms fina. Unsuelo formado por partculas de cuarzo del tamao de las arcillas o un depsito natural de harinade roca de la misma graduacin, tendra que clasificarse como 100% de arcilla, a pesar de que elconjunto no presenta ninguna de las propiedades que definen el comportamiento de ese material.Por otra parte, un suelo de comportamiento tpicamente arcilloso, dentro de lmites apropiados dehumedad, posiblemente no contenga ms de un 20% de arcilla, segn el criterio granulomtrico.

Los ingenieros, tpicamente los ingenieros geotcnicos, clasifican a los suelos de acuerdo a suspropiedades ingenieriles, en relacin a su uso en fundaciones o en materiales de construccin deedificios. Los sistemas modernos de clasificacin de ingeniera se disean para permitir una fciltransicin de las observaciones a campo a las predicciones bsicas de propiedades y de conductasde ingeniera de suelos.Estos sistemas de clasificacin ingenieriles del suelo, hacen descripcin a otras propiedadesedficas como el color, contenido de humedad in situ, tensin in situ, etc.

En general por comodidad, la clasificacin de los suelos se puede dividir en tres grandes grupos:o Suelos de grano grueso (ej. Arenas y grava).o Suelos de grano fino (ej. Limos y arcillas).o Suelos altamente orgnicos (referidos como turba).

2.3 Aplicacin

El ensayo granulomtrico esencialmente nos sirve para determinar el tamao de partculasgranulares que tiene un suelo, para que con esta informacin del tamao de granoposteriormente procedamos a hacer la clasificacin del suelo puesto en estudio y con esto ver sieste es un optimo suelo para hacer alguna construccin determinada sobre este ya sea esta unaobra estructural, vial, etc.

3.- Descripcin del Equipo

Los principales materiales utilizados en el ensayo granulomtrico son:

Tamices:

Muestra de suelos previamente secada al medio ambiente. Agua Balanzas de precisin de 0.1 de 2000 gr. Y 500 gr.

Bateas metlicas

Mortero Tejo Vibrador Rooptap-manual


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Horno de secado (105 5C) Taras Cuarteador

Tamiz.-En el anlisis granulomtrico son utilizados para separar los materiales gruesos de losfinos al prepara las muestras para varios ensayos.Se entiende por tamiz a una malla de filamentos metlicos recubiertos de cobre, que seentrecruzan dejando unos huecos cuadrados. Es importante que estos cuadrados tengan todos elmismo tamao, ya que ste determinar el tamao de lo que va a atravesar el hueco. El nmerode tamiz se determina por la abertura habiendo tamices de 2, 1, , para tamices nombrados

por nmeros como el tamiz #10, se determinan por el nmero de aberturas por pulgada lineal(ej.El tamiz #10 tiene 10 aberturas en una pulgada lineal).Entre las recomendaciones para el buen uso de los tamices estn:- Los tamices finos son frgiles y no deben de ser maltratados ni sobrecargados. - Los tamices finosdeben ser siempre protegidos por otros ms gruesos.

- Se deben limpiar siempre despus de cada ensayo, cepillndose con una brocha.El juego de tamices incluye una tapa y cazoleta de fondo.

Balanza.-La balanza es uno de los instrumentos de medida ms utilizados en laboratorio y de lacual dependen bsicamente todos los resultados analticos.

Entre las recomendaciones para su uso estn:- Se recomienda para su uso nivelarla y limpiarla.- Para sustancias liquidas y slidas cuidar que estn en recipientes adecuados y no dejar muestrasobre la balanza.

- La balanza es muy sensible as es necesario evitar cualquier argumento que la haga vibrar.- Despus de su uso djela completamente limpia.


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Mortero.-Es de madera y un extremo macizo el cual sirve para triturar los grumos de la muestra.

Tejo.-Instrumento de hojalata semicilndrica que sirve para transportar la muestra y compensar lamisma en la balanza.

Rooptap.-Instrumento que consta de una manivela y dos extremos metlicos, sirven para tamizarla parte fina de la muestra.

4.- Preparacin de la Muestra

Despus de traer la muestra del terreno se la hizo secar al sol para que no pierda completamente

su humedad.

5.-Procedimiento delaPrctica

Se debe obtener una muestra representativa de suelo obtenida en el terreno de inters. Estamuestra se har secar durante 24 horas, ya sea en horno o al medio ambiente esparciendo elmaterial sobre unas calaminas.

Tomar la muestra a analizar, colocar en un recipiente y golpearla con el mortero, con el finde deshacer, desmenuzar o deglutinar el material.

Cuartear el material, mientras se remueve continuamente su contenido hasta lograr lacantidad necesaria.

Con el material ya cuarteado y con un cepillo se quitar los finos al material ms grueso. Pesar toda la muestra hmeda. Luego de estos pasos, se har pasar toda la muestra por el tamiz #10, de esta manera toda

la muestra retenida en este tamiz se considera como grueso y el que pasa como fino. Tomar una muestra de 200 gr. del material fino para la determinacin de la humedad

higroscpica, colocando al horno durante 24 horas. Determinar el peso del material grueso y empezar a tamizar por la serie de tamices 1, 1,

, , #4, #10. Colocarlos pesos retenidos en una tara y determinar su peso (paracada tamiz independiente).

Como existen prdidas por el manipuleo al tamizar, la suma de los retenidos ser el pesoreal retenido en el tamiz #10.


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Teniendo estos datos se procede al clculo de los porcentajes de pesos retenidos y pesos quepasan.Para el material fino se procede de la siguiente manera:

Tomar unos 200 gr. de esta muestra (pasa #10), y hacer pasar por el tamiz #200 con ayudade agua, hasta que la muestra est limpia, es decir, el agua que caiga deber estarcristalina.

Con el contenido en el tamiz #200 que estar completamente saturado, se har la segundaparte del ensayo. Previamente este material deber ser secado en el horno durante 24horas a una temperatura de 105 5C.

Pasado este tiempo se procede al tamizado del agregado fino; es decir, por los tamices#40, #100, #200.

Colocar este juego de tamices, con la tapa y su base en el vibrador mecnico durante 5minutos.

Sacar cada uno de los tamices y determinar su respectivo peso retenido en cada uno deellos.

Con estos datos se procede al clculo de los pesos retenidos y de los pesos que pasan tantoparciales como totales.Los datos obtenidos tanto de los tamices de agregado grueso y de los tamices de agregado finoservirn para graficar la curva granulomtrica y determinar si la curva se encuentra bien opobremente graduada.

6.- Clculos

7.- Conclusiones

Se realiz el anlisis granulomtrico determinando el tamao de los granos en porcentajesde la masa de suelo.

Se logro determina el peso total de la muestra, sumando lo retenido en el tamiz N10 de lamuestra con lo que pasa sin humedad hidroscpica.

Se debe ser muy cuidadoso al tamizar la serie gruesa, ya que se debe asegurar de que losgranos pasen o no por cada uno de los tamices.

Se debe ser cuidadoso con el tamizado del N 200 para evitar perdidas de muestra quepueden salpicas fuera del tamiz y evitar daos en dicho tamiz.

8.- Terminologa

Granulometra:Modo de medir los granos.

1.- En la granulometra identificamos mayor porcentaje de arcillas que de cualquier otro material.

Coeficiente: Relacin o proporcin entre una variable significativa y cierta base arbitrariamentefijada dentro de un rea espacial determinada y cierto perodo de tiempo convencional.


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2.- El coeficiente de natalidad se ha propagado mucho en estos tiempos.

Uniformidad: Calidad de uniforme.

3.- Este suelo es uniforme.

Curvatura: Desvo de la lnea recta.

4.- La curvatura de las duelas de un tonel son de madera.

Textura: Disposicin de los hilos conformantes de un cuerpo.

5.- La textura del limo es suave.

Bien Graduados: Dividido en grados.6.- Los termmetros del laboratorio estn bien graduados.

Sedimentario: relativo al sedimento.

7.- En Potos tenemos algunos terrenos sedimentarios.


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9.- Cuestionario

1.- Defina humedad hidroscpica y de que factores depende la misma

R.- La humedad hidroscpica es la humedad natural de un suelo es decir la proporcionada por elambiente en el cual se encuentra principalmente sus condiciones climticas de una muestra desuelo inalterada.

2.- Que significa coeficiente de curvatura

R.- Este coeficiente refleja la curvatura de la curva granulomtrica. Los suelos bien graduadostienen valores de este coeficiente comprendidos entre 1 y 3.

3.- Que significa coeficiente de uniformidad.

R.- El coeficiente de uniformidad, definido originalmente porTerzaghiy Peck, se utiliza paraevaluar la uniformidad del tamao de las partculas de un suelo

4.- Cuando el coeficiente de curvatura da 0 y 1 que caractersticas tendra el suelo.

R.- Si es 1 se dice que la arena o arcilla est bien graduada5.- Cuando el coeficiente de uniformidad da 0 y 1 que caractersticas tendra el suelo.

R.- El suelo seria un limo

6.- Que parmetros se toma para la seleccin de la muestra y cantidad de la misma.

R.- Los parmetros para la muestra son desde 5 kilos esto para compensar si hubiese error oprdida de muestra al hacer el anlisis de laboratorio en este caso granulometra.

7.- Cree usted que si hubiramos tomado directamente la humedad hidroscpica cero, queconsecuencias nos podra ocasionar esta en la prctica.

R.- La humedad higroscpica es un valor tomado para determinar el peso seco del suelo sitomamos la humedad cero entonces el valor de la muestra seca no variara de la trabajada en ellaboratorio ocasionando un error en la grafica y por lo mismo una clasificacin incorrecta delsuelo.
http://es.wikipedia.org/wiki/Terzaghihttp://es.wikipedia.org/wiki/Terzaghihttp://es.wikipedia.org/wiki/Terzaghihttp://es.wikipedia.org/wiki/Terzaghi


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10.- Bibliografa

- Fundamentos de Mecnica de Suelos R. Whitlow- Manual de Laboratorio de Mecnica de Suelos Ing. Joseph E. Bowles- Manual de Laboratorio de Mecnica de Suelos U.M.S.S.- es.wikipedia.org- www.google.com.bo- www.monografas.com

ANEXO

Granulometra

Anlisis granulomtrico por tamizado ASTM D422.

A: Datos Generales

B: Datos del Ensayo

Peso de la Tara = 2368 gr.

Tara + Muestra = 12114 gr.

Serie Gruesa.-

Peso de la Tara (Serie gruesa) = 288 gr.

Peso Seco Retenido Tamiz N 10 + Tara = 3444 gr.

Peso Seco Retenido Tamiz 1 + Tara =370 gr.

Peso Seco Retenido Tamiz 1+ Tara = 404 gr.

Peso Seco Retenido Tamiz + Tara = 506 gr.

Peso Seco Retenido Tamiz + Tara = 603 gr.

Peso Seco Retenido Tamiz 3/8+ Tara = 552 gr.



Serie Fina.-

Peso Tara = 143.9 gr.

Tara + Muestra = 643.9 gr.
http://www.google.com.bo/http://www.google.com.bo/


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Tara = 108.1 gr.

Peso Retenido Tamiz N10 + Tara = 0 gr.

Peso Retenido Tamiz N16 + Tara = 143.2 gr.





Humedad Hidroscpica.-

Peso Tara = 108.1 gr.

Tara + Muestra = 308.1 gr.

Tara + Muestra Seca = 303.7 gr.

Tara + Muestra (Arena Fina) = 204.8 gr.

Tara + Muestra (Limo) = 162.3 gr.

C: Resultados

D: Grficas


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