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UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

FACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUITECTURA

ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

INFORME DE PRÁCTICA

DETERMINACION DE HUMEDAD Y GRANULOMETRÍA POR TAMIZADO

CURSO: MECÁNICA DE SUELOS I

DOCENTE: Ing. Alex D. Roque Roque

ELABORADO POR:

DARIO RENE BELIZARIO CARI

JULIACA – PERU

2012

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UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

MECANICA DE SUELOS I DOCENTE: Ing. Alex D. Roque Roque.

ÍNDICE DE CONTENIDOS

I INTRODUCCION

Introducción .................................................................................................................................... 3

II OBJETIVOS

2.1 Objetivo General ....................................................................................................................... 3

2.2 Objetivos Específicos ................................................................................................................. 3

III. MATERIALES Y EQUIPOS

3.1 Materiales ................................................................................................................................. 3

3.2 Equipos ...................................................................................................................................... 3

IV. PRESENTACION DE DATOS Y CALCULOS

4.1 Datos obtenidos determinación de humedad .......................................................................... 3

4.2 Resultados y Cálculos ................................................................................................................ 4

4.3 Datos obtenidos determinación de Granulometría por tamizado ........................................... 5

4.4 Resultados ................................................................................................................................. 6

V. ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS, CONCLUSIONES

5.1 Interpretación de Resultados .................................................................................................... 7

5.2 Conclusiones ............................................................................................................................. 7

VI. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

VI. ANEXOS ............................................................................................................................................. 8

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DETERMINACION DE HUMEDAD Y GRANULOMETRÍA POR TAMIZADO

A. INTRODUCCIÓN

La práctica de laboratorio Nº 02 del grupo Nº 01, ha realizado los siguientes análisis de laboratorio de suelos: Determinación del contenido de humedad que es el peso de agua que contiene un suelo comparada con el peso seco del suelo, que generalmente se expresa como porcentaje. Esta propiedad se determina en laboratorio, se toma una muestra pequeña de suelo que sea representativo del total, se coloca en una tara de vidrio o de otro material de peso conocido (en nuestro laboratorio tara es un pocillo) se pesa el suelo húmedo más la tara, luego secar la muestra 100ºC a 110ªC de temperatura (en cocina de gas removiendo la muestra con espátula para evitar quemar), y luego se determina el peso de la muestra seca.

El análisis granulométrico es un intento de determinar las proporciones relativas de los diferentes tamaños de grano presentes en una masa de suelo dada. Obviamente para obtener un resultado significativo la muestra debe ser estadísticamente representativa de la masa del suelo. Como no es físicamente posible determinar el tamaño real de cada partícula independiente del suelo, la práctica solamente agrupa los materiales por rangos de tamaño. Para lograr esto se obtiene la cantidad de material que pasa a través de un tamiz con una malla dada pero que es retenido en un siguiente tamiz cuya malla tiene diámetros ligeramente menores a la anterior y se relaciona esta cantidad retenida con el total de la muestra pesada a través de los tamices. Es evidente que el material retenido de esta forma en cualquier tamiz consiste en partículas de muchos tamaños todos los cuales son menores al tamaño de la malla del tamiz en el cual el suelo fue retenido.

B. OBJETIVOS

Objetivo General

Determinación de humedad del suelo y la granulometría del suelo

Objetivo Específico

Determinar la humedad de la calicata obtenida del D.J.D.Ch. estrato Nº 2

Clasificar el suelo, según el tamaño de sus partículas por medio de la granulometría de

la calicata obtenida del D.J.D.Ch. estrato Nº 3.

C. MATERIALES Y EQUIPOS

Materiales

Muestra representativa del suelo (estrato Nº 02 y 03) húmedo y seco Paleta para cuarteo Cuchara Brocha Espátula Pocillos Bandeja

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Guantes

Equipos

Balanza electrónica de precisión a una centésima

Balanza de 10Kg

Cocina a gas

Tamices: 1 ½”, ¾”, ½”, 3/8”, Nº 4, Nº 10, Nº 40, Nº 50, Nº 100, Nº 200

D. PRESENTACION DE DATOS Y CALCULOS

Datos para el análisis de Humedad del suelo

Para la toma de muestra significativa se lleva a cabo primero el

cuarteo, que consiste en dividir en 4 partes iguales y de manera

homogénea.

Fig 1

Pesado de portamuestras o pocillo y luego el peso de la muestra húmeda más

pocillo

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Fig 2

Secado de muestra en la cocina, se realiza removiendo constantemente la

muestra con una espátula para evitar quemar y facilitar la rápida pérdida de

humedad, hasta que en el espejo no se presente la exudación.

Fig 3

En el siguiente cuadro se muestra todo los resultados de análisis de las 02

muestras realizadas.

Cuadro Nº 01

Resultados de laboratorio para determinación de Humedad del suelo Pocillo Nº 01 E-2A Pocillo Nº 07 E-2A Pocillo Nº 04 E-2B

Masa de portamuestras

(pocillo) vacio =M1

124.7 g. 128.5 g. 101.6 g.

Masa de la muestra

húmeda + pocillo = M2

533.6 g. 511.7 g. 547.2 g.

Masa de muestra 408.9 g. 383.2 g. 445.6 g.

Masa de muestra seca +

pocillo = M3

503.9 g. 485.1 g. 504.3 g.

Humedad (%) 7.83 7.46 10.65

Etiquetado del portamuestras vacío. Peso del portamuestras vacío -------------------- M1

Introducción de muestra en portamuestra Peso de portamuestras + muestra húmeda ---- M2

Secado en cocina Peso de portamuestras + muestra seca -------- M3

M2 - M3 w = ------------------- . 100

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M3 - M1

Datos para el análisis Granulométrico por tamizado (MTC-107)

Se realiza el cuarteo para la toma de muestra significativa el cual se

muestra en la imagen Nº 01.

Se realizar el pesado de portamuestra tiene un peso de 750g. y posterior

recojo de la muestra

Fig 4

Se realiza el Pesado de la muestra más el portamuestras (bandeja) el

cual se obtiene un valor de 4925 g.

Colocado de la muestra en los tamices empezando por Tamiz Nº 1 ½”.

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Fig 5 y 6

Se pesa los retenidos en los tamices cuyos resultados se muestra en el

cuadro Nº 02

Cuadro Nº 02

Resultados de laboratorio para determinación de Granulometría por tamizado Tamiz N º

(Pulg)

Tamiz en

(mm)

Peso retenido

(g)

% Retenido

(%)

% que Pasa

(%)

1 ½” 38.10 - 0.00 100.00

1” 25.40 - 0.00 100.00

¾” 19.05 9.3 0.22 99.78

½” 12.70 72.7 0.75 98.03

3/8” 9.53 227.2 5.46 92.56

4 4.76 762.5 18.34 74.23

10 2.00 777.3 18.69 55.54

20 0.84 831.4 19.99 35.54

40 0.43 560.4 13.48 22.07

50 0.30 197.7 4.75 17.31

100 0.15 416.6 10.02 7.30

200 0.07 149.2 3.59 3.71

Fondo 154.2 3.71 0.00

TOTAL 4158.5 100 0.00

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E. ANALISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS, CONCLUSIONES

De los antecedentes obtenidos en laboratorio se destacan los siguientes aspectos:

I. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

BRAJA M. DAS. Fundamentos de Ingeniería Geotécnica, 2007

II. ANEXOS

Cuadro de resultados

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ENSAYO LIMITE LIQUIDO, LIMITE PLASTICO E INDICE DE

PLASTICIDAD

NORMA: ASTM D 4318, AASHTO T89-90 Y T90-87

INTRODUCCION

1 Generalidades

Los límites de Atterberg 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.

El método usado para medir estos límites de humedad fue ideado por Atterberg a

principios de siglo a través de dos ensayos que definen los límites del estado plástico.

2 Plasticidad y límites de consistencia

Plasticidad es la propiedad que tienen algunos suelos de deformarse sin agrietarse, ni producir

rebote elástico.

Los suelos plásticos cambian su consistencia al variar su contenido de agua. De ahí que se

puedan determinar sus estados de consistencia al variar si se conoce las fronteras entre ellas.

Los estados de consistencia de una masa de suelo plástico en función del cambio de humedad

son sólidos, semisólido, líquido y plástico. Estos cambios se dan cuando la humedad en las

masas de suelo varía. Para definir las fronteras en esos estados se han realizado muchas

investigaciones, siendo las más conocidas las de Terzaghi y Attergerg.

Para calcular los limites de Atterberg el suelo se tamiza por la malla Nº40 y la poción retenida

es descartada.

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

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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.

3 Relación entre las fases sólidas y liquidas en una arcilla

Existen suelos que al ser remoldeados, cambiando su contenido de agua, si es necesario,

adoptan una consistencia característica que se ha denominado plástica. Estos suelos han sido

llamados arcillas originalmente por los hombres dedicados a la cerámica; la palabra pasó a la

mecánica de suelos, en épocas más recientes, con idénticos significados. La plasticidad es en

este sentido, una propiedad tan evidente que ha servido de antaño para clasificar suelos en

forma puramente descriptiva. Pronto se reconoció que existía una relación específica entre la

plasticidad y las propiedades fisico - químicas determinantes del comportamiento mecánico de

las arcillas. Las investigaciones han probado que la plasticidad de un suelo es debida a su

contenido de partículas más finas de forma laminar ya que esta ejerce una influencia

importante en la compresibilidad del suelo, mientras que el pequeño tamaño propio de esas

partículas hace que la permeabilidad del conjunto sea muy baja.

4 Estados de consistencia. Límites de plasticidad

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. Entre ambos extremos, existe un

intervalo del contenido de agua en que la arcilla se comporta plásticamente. En segundo lugar,

Atterberg hizo ver que la plasticidad de un suelo exige, para ser expresada en forma

conveniente, la utilización de dos parámetros en lugar de uno.

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 semisólido, en el que el suelo tiene la apariencia de un sólido, pero aún disminuye de

volumen al estar sujeto a secado.

OBJETIVOS

El ensayo de límites de consistencia consiste en determinar el estado de los suelos finos que

se encuentran en la naturaleza que pueden ser sólidos, líquidos y hasta plástico.

El objetivo de este ensayo es medir estos límites de humedad y así conocer e

identificar la plasticidad de los suelos para su posterior clasificación.

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Para conseguir estos objetivos se realizaran dos ensayos de límites de consistencia. El primero

es el ensayo de límite plástico y el segundo el ensayo de límite liquido.

MATERIALES Y EQUIPOS

- Espátula.

- Cuarteador

- Recipiente para almacenaje.

- Balanza.

- Estufa o cocina gas.

- Tara pequeña y grande

- Tamiz Nº 40.

- Agua.

- Vidrio de reloj, para determinación de humedad.

- Aparato de Arturo Casagrande, incluyendo la solera plana y el ranurador trapezoidal

1. LIMITES PLASTICO

PROCEDIMIENTO

1. Se toma aproximadamente la mitad de la muestra que se usó en límite

líquido, procurando que tenga una humedad uniforme cercana a la humedad optima,

amáselo con la mano y ruédelo sobre una superficie limpia y lisa, como una hoja de

papel o un vidrio hasta formar un cilindro de 3 mm, de diámetro y de 15 a 20 cm de

largo.

2. Se amasa la tira y se vuelve a rodar, repitiendo la operación tantas veces como

se necesite para reducir, gradualmente, la humedad por evaporación, hasta que el

cilindro se empiece a endurecer.

3. El límite plástico se alcanza cuando el cilindro se agrieta al ser reducido a 3mm

de diámetro.

4. Inmediatamente se divide en proporciones y se ponen los pedazos en dos taras.

5. Se pesan en la balanza de 0.01 gr., y se registra su peso.

6. Se introduce la muestra en el horno por un período aproximado de 24 horas y

se determina su peso seco.

7. Con los datos anteriores se calcula el contenido de agua en porcentaje. Si la

diferencia de los dos % no es mayor que 2% se promedian y en caso contrario se repite el ensaye.

8. El promedio es el valor en porcentaje del Límite Plástico.

Para este ensayo se empleo una muestra pulverizada seca de arcilla que pasa la malla

Nº 40 hasta la malla Nº 200, para esto se peso 20 gr de muestra hidratada de arcilla.

Esta muestra debe de estar amasada con agua destilada formando una esfera, para

realizar cada ensayo tomar de 1.5 a 2 gr de dicha esfera.

Entonces a la arcilla una vez mezclada con agua se moldea uniformemente se procede a

adelgazar el radio de base de la figura que se ha formado una especie de cilindro de

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aproximadamente 3.2 mm de diámetro sobre una superficie lisa y luego dividirlos en

trozos de 6 mm, con el cual se obtienen los siguientes resultados:

Descripción 35 para golpes

Tara Nº 17 10

Peso de la tara 12.36 19.83

Peso de suelo húmedo + la tara 14.08 21.78

Peso de suelo seco + la tara 13.78 21.45

Peso del agua 0.33 0.33

Contenido de humedad (W) % 21.13 20.37

Límite Plástico (LP) 20.75

2. LIMITE LÍQUIDO

PROCEDIMIENTO

Los ensayes de consistencia se hacen solamente con la fracción de suelo que pasa por

el tamiz No. 40.

1. Después de secada la muestra de suelo, se criba a través del tamiz No. 40

desechándose el que quede retenido.

2. Antes de utilizar la “Copa de Casagrande”, debe ser ajustada (calibrada), para que

la copa tenga una altura de caída de 1 cm., exactamente.

3. Del material que pasó por el tamiz No. 40 se toman aproximadamente unos 100

gramos se colocan en una cápsula de porcelana y con una espátula se hace una mezcla

pastosa, homogénea y de consistencia suave agregándole una pequeña cantidad de

agua durante el mezclado.

4. Parte de esta mezcla se coloca con la espátula en la copa de Casagrande formando una

torta alisada de un espesor de un (1) cm., en la parte de máxima profundidad. Una

altura menor aumenta el valor del límite líquido.

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5. El suelo colocado en la “Copa de Casagrande” se divide en la parte media en

dos porciones utilizando para ello un ranurador, de manera que permanezca

perpendicular a la superficie inferior a la copa.

Para suelos arcillosos con poco o ningún contenido de arena hágase la ranura con

un solo movimiento suave y continúo.

6. Después de asegurarse de que la copa y la base están limpias y secas, se da vuelta a la

manija del “Aparato de Casagrande”, uniformemente a razón de 2 golpes por

segundo, contando el número de golpes requeridos hasta que se cierre el fondo de la

ranura en una distancia de 1 cm. Si la ranura se cierra antes de los 10 golpes, se

saca el material se vuelve a mezclar y se repiten los pasos 4, 5 y 6.

Antes del Ensayo Después del Ensayo

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7. Después que el suelo se ha unido en la parte inferior de la ranura, se toman

aproximadamente unos 10 gramos del suelo; se anota su peso húmedo, el No. de golpes

obtenidos y se determina el peso seco.

8. Repita los pasos 2, 4, 5, 6 y 7; con el propósito de obtener puntos menores de 25

golpes y mayores de 25 golpes.

9. Determine el porcentaje de humedad correspondiente a cada número de golpes y se

construye la curva de fluidez en papel simi-logarítmico.

10. El límite líquido define cuando el contenido de agua en la curva de fluidez corresponda

a 25 golpes.

Este ensayo mediremos el limite liquido de las muestra de arcilla en una copa de

casagrande para esto se irá retirando la muestra anterior y se le agregara más agua y

así sucesivamente.

Entonces tomamos aproximadamente 15 gr. de la porción de suelo humedecida y

amasada.

De aquí obtenemos los siguientes resultados:

Descripción

35 golpes

(39 golpes en lab.)

25 golpes

(28 golpes en lab.)

15 golpes

(17 golpes en lab.)

Nº de tara 16 18 13

Peso de tara (gr.) 19.99 17.98 19.78

Peso suelo húmedo + peso de tara (gr.) 50.01 46.70 48.03

Peso de suelo seco + peso de tara (gr.) 43.50 40.38 41.48

Peso del agua (gr.) 6.51 6.32 6.55

Contenido de Humedad (W%) 27.69 28.21 30.18

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Límite Líquido (LL) 28.74

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

1. LIMITE PLASTICO.

De este ensayo podemos concluir que la plasticidad está directamente relacionado con

la cantidad de agua contenido en la muestra de los suelos y la ventaja que ofrece para

poder moldear y utilizar el suelo convenientemente, para esto los ensayos nos dan un

parámetro plástico para tipo de suelo ya que no se pueden exceder los niveles de agua

ya que se perdería la consistencia adecuada.

Entonces es importante poner atención a los ensayos y conocer muy bien las

propiedades de los distintos tipos de suelos que se emplean y con la experiencia

adquirida poder realizar las prácticas en el campo en la realidad.

2. LIMITE LÍQUIDO.

Es importante que las muestras seleccionadas para determinar los límites sean lo más

homogéneas que se pueda lograr. A este respecto, ha de tenerse en cuenta, que el

aspecto de una arcilla inalterada es muy engañoso; a simple vista puede no presentar la

menor indicación de estratificación, ni cambio de color y ello no obstante, su contenido

natural de humedad puede variar.