LABORATORIO DE MECNICA DE SUELOS PRCTICA N3 ANLISIS GRANULOMTRICOMTODO MECNICO

A U X I L I A R : U N I V . S A M U E L A D A M S O S S A L A Y M E G R U P O B

Pgina 1

Practica N3

ANA LISIS GRANULOM TRICO M TODO MCA NICO

3.1.- INTRODUCCION.- Una parte importante de los criterios de aceptabilidad de suelos para carreteras, aeropistas, presas,

diques y otros tipos de terraplenes es el anlisis granulomtrico. La informacin obtenida del anlisis

granulomtrico puede utilizarse para predecir el movimiento de aguas a travs del suelo, aun cuando los

ensayos de permeabilidad se utilizan ms frecuentemente.

K = coeficiente de permeabilidad

Ck = coeficiente variable entre 0.01 y 0.015

La susceptibilidad de sufrir accin de las heladas en el suelo, una consideracin de gran importancia en

climas fros puede predecirse a travs del anlisis granulomtrico de suelos.

El diseo de filtros puede ser establecido a partir del anlisis granulomtrico (ver anexo 1).

Granulometra es la determinacin del rango del tamao de partculas en suelo expresado en porcentaje

de peso (o masa), se lo representa mediante un grfico que relaciona el porcentaje que pasa cada tamiz

con el dimetro respectivo en milmetros, este grafico se lo denomina curva granulomtrica.

Una curva granulomtrica solo puede aproximar la situacin real, esto se debe a varias razones

consideradas, incluyendo las limitaciones fsicas de obtener muestras estadsticamente representativas,

la presencia de grumos en el suelo, la limitacin prctica impuesta por la utilizacin de mallas

rectangulares. La exactitud del anlisis se hace an ms cuestionable para suelos de grano fino (algunos

autores indican que el tamiz que divide a suelos finos y gruesos es el #4, otros el #10, nosotros

adoptaremos el #10). Es por eso que se ofrece el mtodo del lavado para la realizacin de esta prctica.

Otro factor que afecta a la exactitud es la humedad, algunos autores afirman que el secado al horno

afecta a la distribucin granulomtrica, pero se encontr que haciendo ensayos en el laboratorio de

mecnica de suelos, esto no afecta en gran magnitud.

10

2( * ) /kk C D m s

LABORATORIO DE MECNICA DE SUELOS PRCTICA N3 ANLISIS GRANULOMTRICOMTODO MECNICO

A U X I L I A R : U N I V . S A M U E L A D A M S O S S A L A Y M E G R U P O B

Pgina 2

Existen tres tipos generales de curvas granulometras, graduacin discontinua, buena graduacin,

graduacin uniforme.

Existen parmetros de la distribucin granulomtrica que son muy tiles al disear de drenajes,

y al clasificar el suelo.

Dn = Dimetro correspondiente al n%

Coeficiente de uniformidad.

Coeficiente de concavidad

Para suelos de un solo tamao Cu y Cc son unitarios.

Para una graduacin uniforme Cu < 4

Para una muy buena graduacin Cu > 6

Para una buena graduacin 0.2< Cc

LABORATORIO DE MECNICA DE SUELOS PRCTICA N3 ANLISIS GRANULOMTRICOMTODO MECNICO

A U X I L I A R : U N I V . S A M U E L A D A M S O S S A L A Y M E G R U P O B

Pgina 3

3.3.- PROCEDIMIENTO Y MATERIAL UTILIZADO.-

2.3.1.- MATERIAL.-

Juego de tamices

Horno de secado

Balanza de precisin

Agitador mecnico

Cepillo metlico y brocha

Taras o recipientes para el secado y el lavado

Mazo de goma

Frasco lavador

Cuarteador

3.3.2.- MUESTRA.-

El tamao de la muestra depende del tipo de suelo al tamao de los granos del suelo a

ensayarse, a continuacin se da una tabla indicando la cantidad a usarse de acuerdo al tamao

de sus partculas.

TAMAO MXIMO DE LAS PARTCULAS (mm) CANTIDAD MNIMA A ENSAYARSE (kg)

5 0.5

25 10

50 20

80 32

La muestra debe estar libre de materia orgnica, que es perjudicial, como bolsas, hojas, races, aguas

negras, etc.

3.3.3.- DETERMINACION DE LA DISTRIBUCION GRANULOMETRICA.-

3.3.3.1.- SEPARACION DE LA MUESTRA.-

Secar la muestra durante 24 horas (al aire libre o al horno), tenga en cuenta que muestras

mayores son ms representativas.

Cuartear la muestra, se debe asegurarse de tener la muestra ms representativa. si no se tiene

un cuarteador mecnico, dividir la muestra en 4 partes iguales, y tomar los lados opuestos, hasta

obtener una muestra representativa.

Es necesario pulverizar la muestra con el mazo de goma y luego con un cepillo metlico, limpiar

las gravas grandes de los granos finos. Tambin este paso puede hacerse lavando la muestra por

el tamiz 10, 40 y 200.

Si se tiene mayor cantidad de gravas y pocos finos, se deber dividir la muestra en dos partes

(hacer pasar toda la muestra por el tamiz #10).

Serie Gruesa.- Mayores al tamiz #10

Serie Fina.- Menores al tamiz #10

LABORATORIO DE MECNICA DE SUELOS PRCTICA N3 ANLISIS GRANULOMTRICOMTODO MECNICO

A U X I L I A R : U N I V . S A M U E L A D A M S O S S A L A Y M E G R U P O B

Pgina 4

En caso de que la muestra tenga mayor cantidad de finos, hacer un tamizado directamente

desde el tamiz #4.

Si se desea realizar la separacin por lavado, segur este procedimiento:

Colocar sobre el tamiz N 200 el tamiz N 40 para que ste proteja la malla del tamiz N 200.

Sobre el suelo contenido en la bandeja de plstico, verter la cantidad de agua necesaria para

sumergirlo. Refregar y agitar el suelo con la yema de los dedos, evitando que ninguna cantidad

de ste salga de la bandeja.

Si durante este proceso flotan partculas de suelo individuales, tomar las mismas y colocarlos en

el plato metlico o de porcelana.

Llenar con agua limpia la bandeja hasta 1 cm por debajo de sus bordes, mezclar con la muestra

disgregada y verter parte de la suspensin resultante sobre el tamiz N 40, cuidando siempre

que debajo de ste se encuentre el tamiz N 200.

Repetir los pasos anterires hasta que en el tamiz N 200 se haya depositado una cantidad

excesiva de suelo de partculas finas que deber ser devuelto a la bandeja de plstico, utilizando

el chorro de agua de la pera de caucho, por el reverso del tamiz.

Someterlo al secado en el horno por 24 horas

3.3.3.2.- TAMIZADO.-

Una vez pesado el material grueso, se procede a tamizar por los tamices 1 , 1, , 3/8, #4, #10, y

se pesan los porcentajes retenidos en cada tamiz

Para el material fino se toma dos muestras de 200 a 500 gr. Una para determinar la humedad

higroscpica, y la otra para el tamizare. (si se sec al horno la muestra no es necesario

determinar la humedad higroscpica)

La muestra para el tamizado debe lavarse por el tamiz N200, siguiendo el procedimiento del

lavado del subtitulo anterior, luego hacer secar por el tiempo de 24 horas.

Pasado este tiempo, se debe tamizar el agregado fino en los tamices #20, #40, #60, #100, #200.

Se debe colocar su tapa y base para someterlo al vibrador mecnico.

Finalmente sacar los tamices y pesar la cantidad de muestra retenida en cada una de ellas.

Secado de la muestra Cuarteo mecnico

LABORATORIO DE MECNICA DE SUELOS PRCTICA N3 ANLISIS GRANULOMTRICOMTODO MECNICO

A U X I L I A R : U N I V . S A M U E L A D A M S O S S A L A Y M E G R U P O B

Pgina 5

Pulverizacin con el mazo de goma separacin con el tamiz N10

Tamizado de la serie gruesa

LABORATORIO DE MECNICA DE SUELOS PRCTICA N3 ANLISIS GRANULOMTRICOMTODO MECNICO

A U X I L I A R : U N I V . S A M U E L A D A M S O S S A L A Y M E G R U P O B

Pgina 6

Lavado de la serie fina

Tamizado de la serie fina

LABORATORIO DE MECNICA DE SUELOS PRCTICA N3 ANLISIS GRANULOMTRICOMTODO MECNICO

A U X I L I A R : U N I V . S A M U E L A D A M S O S S A L A Y M E G R U P O B

Pgina 7

3.4.- CALCULOS.-

3.4.1.- Clculos directos

Hallar el peso seco utilizamos la siguiente expresin::

Determinar y registrar los porcentajes retenidos parciales; dividiendo los pesos retenidos parciales en

cada tamiz para el peso del suelo seco (Ws), y multiplicando por 100 para expresarlo en porcentaje.

( ) ( )

Determinar y registrar los porcentajes retenidos acumulados; sumando todos y cada uno de los

porcentajes retenidos parciales.

( )

El porcentaje que pasa cada tamiz perteneciente a la serie, se determina por diferencia de 100, del

porcentaje retenido acumulado.

3.4.2. Presentacin de resultados

La informacin obtenida del anlisis granulomtrico se presenta en forma de curva granulomtrica,

ubicando en abscisas la abertura de los tamices a escala logartmica y en ordenadas el porcentaje que

pasa a escala aritmtica.

Graficar en manualmente y en un programa de computadora la curva granulomtrica en papel semi-log

3.4.3. Clculos adicionales.-

Hallar el coeficiente de curvatura y uniformidad (concluir acerca de sus resultados).

Hallar el porcentaje de gravas, arenas y arcillas.

Hallar el coeficiente de permeabilidad suponiendo que la muestra era una arena limpia, utilizar

Ck=0.01.

3.4.4. Aplicacin.-

Disear las curvas de filtro suponiendo un dimetro de tubera de 1/4.(investigar)

LABORATORIO DE MECNICA DE SUELOS PRCTICA N3 ANLISIS GRANULOMTRICOMTODO MECNICO

A U X I L I A R : U N I V . S A M U E L A D A M S O S S A L A Y M E G R U P O B

Pgina 8

3.5.- CUESTIONARIO.- Por qu se realiza la determinacin de la humedad hidroscpica?

Dibuje y describa los tres tipos principales de curvas granulomtricas.

Explique tres utilidades de la curva granulomtrica.

Defina granulometra.

Es necesario dividir la muestra a tamizar en serie gruesa y serie fina?

Explique por qu se cuartea la muestra.

LABORATORIO DE MECNICA DE SUELOS PRCTICA N3 ANLISIS GRANULOMTRICOMTODO MECNICO

A U X I L I A R : U N I V . S A M U E L A D A M S O S S A L A Y M E G R U P O B

Pgina 9