Práctica No.1 (Toma de muestras de suelo).pdf

Universidad de San Carlos de Guatemala Faculta de Ingeniería

PRÁCTICA 01 Laboratorio de Mecánica de Suelos

Ing. Omar Enrique Medrano Méndez

Universidad de San Carlos de Guatemala

Generalidades

TOMA DE MUESTRAS DE SUELO


Obtención de Muestras

Lo primero que hay que consignar en la obtención de una muestra es que ésta sea representativa del terreno. Un muestreo adecuado y representativo es de primordial importancia, pues tiene el mismo valor que el de los ensayes en sí.

Las muestras pueden ser de dos tipos: alteradas o inalteradas.

La muestra deberá ser identificada fácilmente en laboratorio, por este motivo deberá indicar: nombre del proyecto, ubicación, N° de pozo, profundidad, N° de muestra, fecha de obtención, nombre de la persona que la tomó y si esta contenida en uno o más envases.


MUESTRAS INALTERADAS

La muestra inalterada

será aquella que

prácticamente no ha

sufrido

modificaciones ni

cambios en su

naturaleza. El

término inalterado es

relativo, ya que

ninguna muestra

puede considerarse

como enteramente

libre de perturbación.


Muestras inalteradas

En estas muestras la estructura del suelo, su contenido de humedad, y la configuración han de ser preservados.

Son ejemplo de muestras inalteradas las muestras cúbicas y las de tomamuestras de pared fina.

Las muestras deben revestirse en una capa de parafina sólida aplicada con brocha, es conveniente agregar un 30% de cera virgen a la parafina sólida con el fin de que la muestra sea relativamente blanda, debe rodearse de grasa y recubrir una vez mas con parafina sólida y cera. Una vez dado el tratamiento anterior se debe colocar en cajas de madera con aserrín u otro producto que actúe como amortiguador de golpes.


MUESTRAS ALTERADAS

Los muestras alteradas

son aquellas que

encierran

perturbaciones

notorias.

Estas muestras sirven

para la representación

del perfil del suelo, o el

material contenido en

una pila. Las muestras

para ensayo se obtienen

por cuarteo de muestras

compuestas.


Cuarteado de muestras alteradas

Se disgrega la muestra a fin de llevarla a un estado semejante al que va a presentar en la obra durante de construcción. La disgregación se logra empleando un mazo de

madera con un mango saliendo de la cara posterior de la base, y cuyo peso aproximadamente es de 1 kg., este se deja caer sobre el material de forma vertical desde una altura aproximada de 20 cm.

Una vez disgregada y mezclada la muestra se forma un cono colocando con una pala el material en el vértice de éste y permitiendo que se acomode.


Cuarteado de muestra alterada

Con la pala se forma un cono truncado y se divide en cuadrantes por medio de una regla.

Se mezcla el material en dos cuadrantes opuestos y se repite la operación hasta obtener la cantidad deseada de muestra para las pruebas que se realizarán.


Procedimiento Visual, ASTM D2488-06

DESCRIPCIÓN E IDENTIFICACIÓN DE SUELOS

Alcances

Esta práctica abarca los procedimientos para la descripción de los suelos para propósitos de ingeniería.

En esta práctica, la identificación que se le asigna en un grupo y nombre es limitado para suelos compuestos por partículas menores a 3 pulgadas (75mm).

La identificación está limitada a suelos en estado natural (alterados o inalterados).

Este método no puede reemplazar la educación o experiencia y puede ser usada conjuntamente con el juicio del profesional.

Esta práctica no es usada solamente para identificar suelos en campo, sino que también en la oficina, laboratorio o cualquier muestra de suelo que sea inspeccionada y descrita.



Definiciones

Arcilla: Suelo que exhibe plasticidad con un cierto contenido de agua, y exhibe una considerable fuerza cuando esta seca.

Grava: Partículas de roca menores a 75 mm y mayores a 4.75 mm, con la siguiente subdivisión

Arcilla y/o Limo orgánica: Una arcilla y/o limo con suficiente contenido orgánico para influir las propiedades del suelo.

Turba: Un suelo compuesto fundamentalmente de desechos vegetales en varias etapas de descomposición, usualmente con un olor orgánico, un color café oscuro, consistencia esponjosa y una textura entre fibrosa y amorfa.

Arena: Partículas de roca menores a 4.75 y mayores a 0.075 mm. Se puede subdividir en:

Limo: Suelo menor a 0.075 mm que no es plástico o un poco plástico y que presenta un poco o nada de fuerza cuando esta seca.


INFORMACIÓN DESCRIPTIVA DE LOS SUELOS

Angulosidad

Forma

Color

Olor

Condiciones de Humedad

Reacción Ácido Clorhídrico

Consistencia

Cementación

Estructura

Dureza

Se deben notar así mismo la presencia de raíces u hoyos de raíces, dificultad al perforar o abrir un agujero o la presencia de mica.


Describe la

angulosidad de la

arena (gruesa

únicamente), gravas,

guijarros y cantos

rodados, como

Angulares, Sub-

angulares o

Redondas. También

pueden ser definidas

como sub-redondas o

redondas.

ANGULOSIDAD


FORMA

Describe la forma de

la grava, guijarro o

canto rodado como

plana, elongada o

plana y elongada.

Indicar la fracción de

las partículas que

tienen una forma

establecida, como

por ejemplo: un

tercio de las

partículas de grava

son planas.


COLOR

El color es una

importante propiedad

para identificar suelos

orgánicos. Si la

muestra contiene

capas o parches de

colores variados, esto

debe ser anotado y

todos los colores

representativos deben

ser descritos. El color

debe ser descrito para

la muestra húmeda.


OLOR

Describe el olor si es

orgánico o inusual.

Los suelos que

contienen una

significativa cantidad

de material orgánico

tienen un olor

distintivo de

vegetación en

descomposición.

Esto es aparente en

muestras frescas.


CONDICIONES DE HUMEDAD

Describe la condición

de humedad como:

Seca: Abstinencia de

humedad, polvoriento,

seco al taco.

Húmeda: Húmeda

pero no con agua

visible.

Mojada: Es visible el

agua, usualmente el

suelo bajo el nivel

freático.


REACCIÓN ÁCIDO CLORHÍDRICO

Describe la reacción con

el carbonato de calcio

como ninguna, leve o

fuerte. Ya que el

carbonato de calcio es

un agente cementante

común, la reacción con

ácido clorhídrico es un

dato importante. En la

foto Lago Band-e-Amir

en Afganistán, formado

de piedra caliza que ha

sido disuelta por los

minerales del agua.


CONSISTENCIA

Para suelo de grano

fino intacto se

describe la

consistencia como

muy suave, suave,

firme, dura o muy

dura. Esta

observación es

inapropiada para

suelos con una

significativa cantidad

de gravas.

Descripción Criterio

Muy suave El pulgar penetrará el suelo más de 1 pulgada (25mm).

Suave El pulgar penetrará el suelo aproximadamente 1 pulgada (25 mm).

Firme

El pulgar se insertará en el suelo aproximadamente ¼ de pulgada (6mm).

Duro El pulgar no se insertará en el suelo pero lo hará fácilmente con la uña del pulgar.

Muy Duro El pulgar no se insertará en el suelo.


CEMENTACIÓN

Describe la cementación

de suelos granulares

gruesos intactos como:

Débil: Se desmorona o se

quiebra con manipularlo o

pequeña presión del dedo.

Moderado: Se desmorona

o quiebra con considerable

presión del dedo.

Fuerte: No se desmoronará

o quebrará con la presión

del dedo.


Descripción Criterio

Estratificada Capas alternadas de diferentes materiales o color con capas de al menos 6 mm de espesor.

Laminada Capas alternadas de diferentes materiales o color con capas menores de 6 mm de espesor.

Fisurada Quiebres a lo largo de planos definidos o fracturas con pequeña resistencia a fracturarse.

Resbalada Fracturas planas que se ven pulidas o brillantes

De bloque Suelo cohesivo que puede ser quebrado en pequeños terrones que resisten luego a ser quebrados.

De lente Inclusiones de pequeños puñados de distintos suelos, como si fueran pequeños lentes de arena dispersa a través de una masa de arcilla.

Homogenea El mismo color y apariencia en toda la muestra.

Se describe la

estructura de los

suelos intactos de

acuerdo a la tabla

siguiente:

ESTRUCTURA


DUREZA

La dureza de la arena

gruesa y las

partículas grandes

como duras, o

declara lo que ocurre

cuando las partículas

son golpeadas por un

martillo. “Dura”

significa que las

partículas no se

rajarán, fracturarán o

desmoronarán bajo

el golpe del martillo.


Identificación de Suelos de Grano Fino

El suelo es de grano fino si contiene 50% o más finos.

Se selecciona una muestra representativa de material a examinar, se remueven la partículas mayores que la malla No. 40 hasta conseguir suficiente material útil.


Resistencia en seco

Se selecciona suficiente material para moldear una esfera de 1 pulgada de diámetro.


Resistencia en seco

Una vez moldeado el material, se deja secar al aire libre, al sol o bajo medios artificiales, mientras la temperatura no exceda de 60°C.

Se prueba la resistencia de la esfera seca presionándola entre los dedos o bien dejándola caer en caída libre una altura aproximada de 1 metro.

Clasifica la resistencia como ninguna, baja, media, alta o muy alta.


Resistencia en seco

Una resistencia en seco alta es característica de las arcillas.

Un limo inorgánico típico posee baja resistencia en seco.

Las arenas finas limosas tienen resistencia baja, pero pueden distinguir por el tacto cuando se desmenuza el espécimen seco. La arena fina se siente áspera, mientras que en un limo típico se siente suave como el polvo.


Dilatancia

Se selecciona suficiente material para moldear una esfera de aproximadamente ½ pulgada de diámetro hasta que tenga una consistencia suave, pero no pegajosa.

Se coloca la esfera de suelo en la palma de la mano y se sacude horizontalmente varias veces contra la otra mano.


Dilatancia

Una reacción positiva consiste en la aparición del agua en la superficie de la esfera, la cual produce un brillo y se torna lustrosa.


Dilatancia

Cuando se exprime la muestra entre los dedos, el agua y el brillo desaparecen de la superficie, la pasta se entiesa y finalmente se raja o desmorona.


Dilatancia

La rapidez del agua durante el sacudimiento y la de su desaparición durante la exprimida, ayuda a identificar preliminarmente el carácter del los finos en un suelo.

Las arenas limpias muy finas exhiben una reacción rápida y distintiva mientras que una arcilla plástica no tiene reacción.

Los limos inorgánicos, tal como el polvo de roca, muestran una reacción moderadamente rápida.


Tenacidad

Luego de la dilatancia el espécimen se moldea en una superficie larga y se rodilla con la mano o entre la palma de las manos hasta lograr un cilindro de 1/8 de pulgada de diámetro (3 mm).


Tenacidad

Luego, este cilindro es amasado y rodillado varias veces. Durante esta manipulación el contenido de humedad es reducido gradualmente y el espécimen se entiesa, finalmente pierde su plasticidad y se desmorona cuando alcanza el límite plástico.

Después de que el cilindro se desmorona debe reducirse a un solo terrón y se presiona ligeramente hasta que se desmorona.


Tenacidad

Entre más tenaz sea el cilindro cerca del límite plástico y más tieso sea el terrón cuando finalmente se desmorona, mayor es la fracción de arcilla presente en el suelo.

La debilidad del cilindro en el límite plástico y la pérdida rápida de coherencia del terrón debajo del límite plástico, indican la presencia de arcilla y limos inorgánicos de baja plasticidad.

En el caso de arenas finas limosas o limos arenosos, frecuentemente es muy difícil sino imposible hacer esta prueba de tenacidad, por la imposibilidad de rodillar el suelo.


¡MUCHAS GRACIAS! Mecánica de Suelos, 2012

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