GRANULOMETRÍAPROCEDIMIENTO SIN EFECTUAR LAVADO

Para efectuar el análisis granulométrico, la muestra de suelo debe estar completamente seco (proceso de secado en la estufa a 105°C ó 110°C por 24 horas)

1.- Seleccionar muestra de suelo: Gravas 1200gr-2500gr; arenas 300gr-500gr; Suelo fino 200gr. Pesar la muestra seca con aproximación en gramos.

2.- Si hay presencia de terrones se machacan con un rodillo suavemente sobre una superficie limpia y llana ó pulverizar con la mano.

3.- Seleccionar los tamices y ordenarlos (tamices de mayor abertura van en la parte superior), el tamiz N°200 puede ser el último. Colocamos la muestra en el tamiz de la parte superior

4.- Proceder a efectuar un movimiento mecánico (vibrador), que permita esparcir las partículas del suelo y pasen a los tamices inferiores. También el conjunto de tamices podemos sacudir vigorosamente con un movimiento rotatorio horizontal, pueden agitarse dejándolos caer ligeramente sobre un rimero de periódicos (manual).

5.- Terminado el movimiento, se procede a determinar el peso de la muestra retenida en cada tamiz.

6.- La suma de todos los pesos, debe ser igual al peso original de la muestra.

ACLARACIÓN: En el proceso de pesado pueden ocurrir errores por defecto: 2% Ensayo bien ejecutado; errores por defecto mayores no son

aceptables. PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN OBTENIDA EN LABORATORIO

Peso total de la muestra = mTamiz Abertura Peso % parcial % retenido % Que pasa retenido (gr) Retenido acumulado

1” 25.400 a 100x

m

a

100x

m

a

100100 x

m

a

N°4 4.760 b 100x

m

b

100x

m

ba

100100 x

m

ba

N°100 0.149 c 100x

m

c

100x

m

cba

100100 x

m

cba

... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

N°200 0.074 X 100x

m

X

100

...x

m

Xba

100

..100 x

m

Xba

Platillo Y 100x

m

Y

100 0

7.- Luego, en papel semilogarítmico se procede a trazar la composición de la CURVA GRANULOMETRICA con los datos de abertura de tamiz en el eje horizontal (abscisas) con escala logarítmica y % que pasa en eje vertical (ordenadas) a escala aritmética.

% Q PASA ESPECIFICACIONES

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00ABERTURA EN PULGADAS

2" 1/2" 3/4" 3/8" N° 4 N° 10 N° N N N° 100 N° 200

% Q

UE

PA

SA

1/2"

REPRESENTACION GRAFICA

8.- La forma de la curva granulométrica dibujada en escala semilogarítmica, nos indica la composición granulométrica del suelo.

- Cuando la curva es de pendiente muy empinada (vertical), se trata de un suelo formado por partículas de un mismo tamaño; es decir son suelos uniformes ó pobremente graduados.- En cambio cuando la curva es de pendiente suave (bien tendida) nos indica un suelo con gran variedad de tamaños de partículas; por consiguiente se trata de un suelo bien graduado. El método más conocido para determinar las características granulométricas de un suelo es el de Allen Hazen, quién descubrió que la permeabilidad de las arenas sueltas para filtros dependía de: diámetro efectivo, coeficiente de uniformidad y coeficiente de curvatura.

Diámetro efectivo(D10): Tamaño de las partículas que corresponde al 10% en la curva granulométrica, de modo que el 10% de las partículas son más finas que D10 y el 90% más gruesas.

Coeficiente de Uniformidad (Cu): Cu 10

60

D

D

, donde D60 = es el diámetro en milímetros para el cual el 60% de las partículas son

menores que ese diámetro

Coeficiente de curvatura (Cc): Cc 1060

)30( 2

xDD

D

Un suelo bien graduado debe cumplir las condiciones siguientes:

Cu 4, para gravas Cu 6, para arenas También, el coeficiente de curvatura: 1 Cc 3

Los suelos bien graduados tienen mejor comportamiento ingenieril que aquellos de granulometría uniforme.

Los suelos finos, tanto sus propiedades mecánicas como hidráulicas dependen de su estructura, plasticidad e historia geológica. Esto hace que la determinación de la granulometría de dichos suelos no conduzcan a obtener, por sí sola, datos muy útiles sobre ellos.

Los suelos bien graduados cuando se compactan, se obtiene un mínimo de vacíos, lo que no sucede con suelos uniformes (gran cantidad de vacíos). Ubicación del D60:

- Ubicamos en el eje % que pasa el valor de 60%- Levantamos una perpendicular al este eje hasta cortar la curva (ó también una paralela al eje X, hasta cortar la curva).- A partir del punto de corte bajamos una perpendicular al eje X, entonces en el punto de corte del eje X se obtiene la lectura (diámetro en mm) que corresponde a D60.

De la misma forma se procede para hallar el D10 y D30

PROCEDIMIENTO EFECTUANDO LAVADO DE LA MUESTRA.

1.- Se toma una muestra representativa de unos 20.0kg y se seca al sol o en horno, unas 12 horas.

2.- Por medio de cuarteos, de la muestra mencionada, se sacan unos 2.0kg.

3.- Los 2.0kg de muestra se hacen pasar por las mallas de: 2”, 1 ½”, 1”, ¾”, 3/8”,y N°4, luego se pesa las porciones de muestra retenidas en cada una de las mallas.

4.- De la muestra de suelo que pasa la malla N°4 se toma una cierta cantidad (generalmente 200gr) y se coloca en un vaso con agua, dejando que el material se remoje unas 12 horas.

5.- Con un agitador metálico se agita el contenido del vaso durante un minuto y se vacía luego sobre la malla N°200, luego se procede nuevamente a vaciar el material al vaso lavando la malla en posición invertida; se agita nuevamente el agua del vaso y se repite el procedimiento tantas veces como sea necesario hasta que no se enturbie el agua al ser agitada.

6.- Se elimina el agua y se pone la muestra a secar en un horno a temperatura constante.

7.- Se pesa y por diferencia a los 200gr se obtiene el porcentaje que pasó la malla N°200.

8.- Se vacía el material que pasó la malla N°4 y se retuvo en la malla N°200 para que pase lo correspondiente por las mallas N°s 10, 20, 40, 60, 100 y 200, pesando los retenidos.

9.- Conociendo los pesos parciales retenidos desde la malla de 2” hasta la 200 se obtienen los porcentajes retenidos parciales, los porcentajes retenidos acumulados y los porcentajes pasando.

Es necesario aclarar que: Los retenidos parciales en cada malla deberán expresarse como porcentajes de la muestra total, y para calcular los porcentajes retenidos en las mallas 10 a 200, se divide el peso en gramos retenido en cada malla entre el peso seco de la muestra para la prueba lavado (200gr generalmente) y se multiplica este cociente por el porcentaje que pasa la malla N°4, determinado en el análisis del material grueso. El retenido acumulativo en la malla N°10 se calcula sumando el retenido parcial en dicha malla al retenido acumulativo de la malla N°4. El retenido acumulativo en la malla N°20 es igual al retenido acumulativo en la malla N°10 más el retenido parcial en la malla N°20. De igual manera se calculan los demás retenidos acumulativos hasta la malla N°200.

10.- Se traza la composición de la curva granulométrica del material en una gráfica que tiene por abscisas a la escala logarítmica, donde se indica las aberturas de las mallas y

por ordenadas los porcentajes de material que pasa por dichas mallas, a escala aritmética.

11.- La curva resultante se compara con las que se tengan como especificaciones, o se obtienen de ella relaciones entre ciertos porcentajes pasando que dan la idea de la graduación del material. Además, la forma de la curva granulométrica, dibujada a escala semilogarítmica, da una idea de la composición granulométrica del suelo. Así, un suelo que está formado por partículas de un mismo tamaño quedará representado por una línea vertical y un suelo con curva granulométrica bien tendida indicará gran variedad de tamaños.

PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR EL LIMITE LIQUIDO EN LABORATORIO

1.- Tomar aproximadamente 100grs de muestra de suelo que pasa la malla N°40 y colocarlo en una Cápsula de porcelana; luego se prepara una mezcla pastosa, homogénea y de consistencia suave, agregando agua.

2.- Parte de esta mezcla se coloca con una espátula en la Copa de Casagrande, formando una torta alisada de espesor 1.0cm en la parte de máxima profundidad.

- Una altura mayor a 1.0cm, disminuye el valor del límite líquido, y - Una altura menor, aumenta dicho valor.

3.- Se divide la muestra de suelo de la Copa de Casagrande en la parte media con un ranurador, de ranura de forma trapezoidal de las siguientes características:

11 mm . . . . . :..:..:..:. : : : : . . . . . . . . . . . . . . . . : .- : : : : : : : ½”=1.27mm : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :

2mm

- El ranurador se debe mover de arriba hacia abajo- En suelos arenosos es preferible hacer uso del ranurador laminar en vez del trapezoidal, ya que éste último al ranurar no rebana al suelo sino que lo desplaza, lo que provoca que se rompa la adherencia entre el suelo y la copa; por tanto los resultados no son correctos.

4.- Hecha la ranura sobre la muestra de suelo, se acciona la copa a razón de 01 golpe/seg (02 golpes/seg), contando el número de golpes. Debiendo cerrar la ranura en su parte inferior ½” (1.27cm) en forma longitudinal.

5.- El número de golpes debe estar comprendido entre 6 y 35; luego tomar una cantidad de muestra (10 grs aproximadamente) de suelo de la zona próxima a la ranura cerrada, y se procede a determinar el contenido de humedad en forma inmediata:

N1 w1

6.- Se repite los pasos del 2 al 5 hasta obtener 3 ó 4 lecturas:

N1 w1 N3 w3

N2 w2 N4 w4

7.- Con los datos obtenidos se grafica estos resultados en papel semilogarítmico; en el eje vertical los contenidos de humedad y en el eje horizontal el número de golpes, obteniéndose la curva de fluidez.

W%

w1

Curva de w2 fluidez

C wLL

w3

w4

N1 N2 25 N3 N4 N (log)

- La curva de fluidez se ajusta a la ecuación de la recta, de la forma: Y = mX + b8.- En la curva de fluidez ubicamos (en eje horizontal, logarítmico) el punto N = 25 golpes,

y en el eje vertical ubicamos su respectivo contenido de humedad WLL; el cual corresponde al valor del Límite Líquido.

- Conceptualmente, el límite líquido es el contenido de humedad con el cual la ranura en la copa de casagrande cierra con 25 golpes.

- En límite líquido los suelos tienen un esfuerzo cortante: 2/25 cmgrT ; es decir viene hacer la resistencia del suelo al corte.- El rango entre 6 y 35 golpes, es el intervalo en que la curva de fluidez puede considerarse recta.

PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR EL LIMITE PLASTICO

- Se hace evaporar humedad a la muestra de suelo, hasta obtener una mezcla plástica que sea fácilmente moldeable.

- Se forma una pequeña bola, la misma que debe someterse a un proceso de rollado en la palma de la mano o en una placa de vidrio, a efectos de formar pequeños cilindros del suelo húmedo de aproximadamente 1/8” ó 3.17mm sin romperse.

- El proceso anterior debe continuarse hasta que los cilindros de 3.17mm inicien a romperse ó agrietarse.

- Se toma los pedazos de suelo que se rompen y a esta muestra se determina su contenido de humedad.

- La humedad determinada corresponde al límite plástico del suelo, que se calcula de la siguiente manera:

100100 x

Ws

Wwx

Ws

WsWhLP

LP = Límite plástico Wh = Peso de trocitos de cilindro de suelo húmedo (gr) Ws = Peso de trocitos de cilindro de suelo seco (gr) Ww = Peso del agua (gr)

Este procedimiento se repite por lo menos dos veces, se obtiene el promedio de los contenidos de humedad, obteniéndose así el límite plástico.

NOTA: Si los resultados de ensayos de laboratorio se van a utilizar en diseños de ingeniería, las muestras deben ser representativas e inalteradas de tal manera que los parámetros de diseño reflejen el comportamiento ingenieril del terreno.Las pruebas de LL y LP, sin embargo, se realizan sobre muestras remoldeadas de suelo y por tanto no pueden esperarse que reflejen las características del comportamiento ingenieríl. La función principal de estas pruebas es proporcionar bases para clasificar suelos arcillosos y no proporcionar criterios de comportamiento ingenieríl.

DETERMINACION DEL LIMITE DE CONTRACCION EN LABORATORIO

Materiales requeridos:

- Vasito de cristal de fondo plano: Alto 1.27cm (1/2”) y diámetro interior de 4.4cm (1 ¾”).- Mercurio líquido aproximadamente 300 cm3 - Regla metálica con bordes lisos, para alisar la superficie del mercurio colocado en un vasito de porcelana.- Placa de vidrio con tres agujas (se colocan según se indica en la figura).- Una probeta de cristal graduado con capacidad de 25 cc con graduaciones de 0.2cc.- Vaso de cristal con borde liso.- Cápsula de porcelana.- Espátula, balanza con sensibilidad de 0.01gr, y una placa lisa de vidrio.

CRISTAL DE 1/16”X3”X3” MUESTRA HUMEDA MUESTRA SECADA AL HORNO

A B 15/16 15/16

15/16

Antes del encogimiento Después del encogimiento C

MUESTRA SECA PLATILLO DE PORCELANA

B . . . . . . . . . . . . . MERCURIO . . . . . . . . . . . . : : : : : : : : : : : : : VASITO DE CRISTAL MERCURIO DESPLAZADO POR LA MUESTRA SECA

El procedimiento a seguir es el siguiente:

a) Se determina el volumen del vasito de porcelana llenándolo con mercurio líquido y nivelando su superficie con placa lisa de cristal. Habiéndose llenado el vasito, para medir su volumen se vacía el mercurio en la probeta graduada.

b) Tomar 30gr de muestra de suelo que pasa la malla N°40 y añadir agua hasta formar una mezcla pastosa cuya consistencia sea, aproximadamente, la misma que la que tiene el suelo cuando su contenido de humedad es igual al límite líquido.

c) Para lograr que la muestra no se adhiera a las paredes del vasito de porcelana, estas deben cubrirse con una capa muy delgada de vaselina o de aceite.

d) Colocar la capa pastosa en el vasito de porcelana en tres capas iguales y se golpea sobre una superficie lisa hasta obtener una distribución uniforme de la muestra.

e) Una vez lleno el vasito con la muestra pastosa, se alisa la superficie quitando el material sobrante con la regla metálica. El volumen de esta masa de material húmedo será igual a la del vasito de porcelana (Vh = Vm).

f) Se pesa el vasito de porcelana con la masa pastosa (Wh = Wm), y antes de colocarlo en el horno debe dejarse secar un poco al aire libre.

g) Colocar el vasito con la muestra al horno a una temperatura de 100-110°C, para obtener muestra seca.

h) Sacar del horno el vasito con la muestra seca y estando a temperatura ambiente proceder a pesarlo y registrar dicho peso (Ws).

i) Determinar el volumen de sólidos (Vs) de la muestra de la siguiente forma: - Llenar el vasito de cristal con mercurio líquido y nivelar su superficie con la

placa de vidrio que tiene agujas. - Introducir el suelo seco cuidadosamente, evitando las burbujas de aire en el vaso

lleno de mercurio, empujándolo con las agujas de la placa de vidrio. Al introducirse el suelo seco desalojará una cantidad de mercurio igual a su (Vs).

j) Calculamos el límite de contracción mediante la fórmula:

100

)(100

)(. x

Ws

VsVhwx

Ws

VsVhWsWhCL ww

Para efectuar la interpretación de la ecuación que se indica, se dibujan las cantidades obtenidas en la prueba: Vh, Vs, Wh, y Ws.

Los pesos se marcan en el eje de las abscisas y los volúmenes en el eje de las ordenadas (ambos ejes a escala del mismo módulo: Así, el segmento horizontal de 1gr = 1cm3

vertical.)

Volúmenes (V)

Vh 1

Vs 3 2 4 Ww Ws Wh Pesos (W)

(Vh-Vs)w

En efecto, la relación de disminución de peso al perderse agua durante el secado (respecto a la correspondiente pérdida de volumen) es una recta a 45°, para humedades superiores al límite de contracción (ver figura).- El límite de contracción (L.C) es muy útil para evaluar el comportamiento de cortes y terraplenes, principalmente en el posible surgimiento de grietas.- En la gráfica el punto 2 representa el límite de contracción del suelo, obtenido secándolo desde sus condiciones iniciales de humedad 1. Al continuar el secado hasta llegar al total del mismo, o sea al punto 3, prácticamente ya no hay variación volumétrica.- En verdad la curva de secado no presenta un quiebre brusco en 2, como se ve en la gráfica. Sino que presenta una transición gradual. - Un suelo húmedo se contrae hasta que alcanza la humedad del Límite de Contracción Natural del mismo. Un suelo que tenga una humedad natural menor que la del límite de Contracción Natural ya no se contrae.

Grado de Contracción (G.C): Es igual al volumen inicial menos el volumen final entre el volumen inicial y multiplicado por cien (100):

100. x

Vo

VfVoCG

Grado de Contracción Suelo Menor a 5% Bueno De 5% a 10% Regular De 10% a 15% Pobre Mayor a 15% Muy pobre

CONRACCION LINEAL (C.L)

Viene hacer el porcentaje de contracción con respecto a la dimensión original que sufre una barra de suelo de 2 cm x 2 cm x 10 cm al secarse en un horno a 100-110°C, desde una humedad equivalente a la humedad del límite líquido hasta el límite de contracción.

ENSAYO DE LABORATORIO

a) Se utiliza la misma pasta de suelo empleada para el límite líquido por el método directo de 25 golpes; se llena un molde de 2cmx2cmx10cm, haciendo el llenado en tres capas y golpeando el molde duramente para expulsar el aire atrapado. Una vez el molde lleno se enrasa y se deja al aire libre para que seque un poco, y después se coloca al horno para un secado correspondiente.

b) Una vez seco el suelo del molde, se extrae la barra y se mide su longitud (L2).c) Se calcula el porcentaje de contracción lineal, mediante la relación

%100.

1

21 xL

LLLC

Si la contracción lineal de un suelo es mayor de 9%, se puede esperar una actividad significativa de contracción-expansión.

Índice de Compresión: Dado por Terzaghi y Peck, es un valor que se emplea bastante en el cálculo de asentamientos de estructuras para suelos normalmente consolidados y viene dado por la expresión:

Ic = 0.009 (LL –10)

La compresibilidad de los suelos puede expresarse así:

Índice de compresión Compresibilidad

De 0.0 a 0.19 Baja 0.2 a 0.39 Media 0.4 a más Alta

SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACION DE SUELOS

Este método es el que mejor satisface los diferentes campos de aplicación de la Mecánica de Suelos. Sistema propuesto originalmente por Arthur Casagrande en 1942 como una modificación y adaptación más general a su sistema de clasificación para aeropuertos; después revisado y adoptado por el Bureau of Reclamation de Estados Unidos y por el Cuerpo de Ingenieros. Este sistema se usa en prácticamente todo trabajo de Geotécnia. Se clasifica el suelo en dos grupos: 1.- Suelos gruesos - Gravas (G) - El símbolo de cada grupo consta de un prefijo

Malla N°200 - Arenas (S) y un sufijo. retiene más de - Los prefijos, son las iniciales de los nombres50% ingleses (Grava, arena, arcilla, limos, suelos

orgánicos de grano fino y turba) 2.- Suelos finos - Arcillas ( C) Malla N°200 - Los sufijos indican sub divisiones en dichos retiene menos - Limos (M) grupos. de 50%

SUELOS GRUESOS

Suelo grueso si la malla N°200 retiene más del 50% del porcentaje retenido acumulado. En suelos gruesos se tiene las gravas (G) y arenas (S), de tal manera que:Grava: Más del 50% (% ret. Acuml.) de la fracción gruesa es retenido por la malla N° 4.Arena: Menos del 50% (% ret: acunl.) de la fracción gruesa es retenido por la malla N° 4 Ejemplo: Malla % Ret. Acumulado % Que pasa --- --- --- N° 4 48 52 --- --- --- N° 200 92 8 Fracción gruesa Fracción fina Malla N° 200: Retiene más del 50% del total; entonces se trata de suelo Grueso: G ó S Malla N° 4: Retiene más del 50% de la fracción gruesa; entonces es G

Aclaración: En malla N° 4; el 50% de 92 es 46 48% 46%

CLASIFICACION DE GRAVAS Y ARENAS

CASO I: Cuando el suelo grueso tiene como máximo 5% de finos: Se define la calidad de graduación: Bien graduados (W) y pobremente graduados (P):

GW = Grava bien graduada (well gravel) SW = Arena bien graduada GP = Grava pobremente graduada SP = Arena pobremente graduada ( poorly graded gravel)Para este caso se debe graficar la curva granulométrica y obtener los valores de Cc y Cu, para definir la calidad de graduación.

a) Gravas (G): (gravel)

Condiciones de una GW:- Reunir condiciones para ser considerada grava- Deberá tener como máximo el 5% de finos- De la curva granulométrica, debe cumplirse que: Cu 4 y 1 Cc 3; para ser W ambas condiciones deben cumplirse simultáneamente. Basta que una de ellas no se cumpla entonces será P.

Condiciones de una GP:- Reunir condiciones para ser considerada grava- Tener como máximo 5% de finos- De la curva granulométrica, los valores de Cc y Cu, basta que uno de los valores no con cumpla con satisfacer las condiciones para una GW.

Ejemplo: Si Cc = 0.85 No cumple Por tanto será un suelo GP = pobremente Cu = 7 Si Cumple graduado

b) Arenas (S): ( sands)

Condiciones para una SW:- Cumplir condiciones para ser considerada arena- El suelo debe tener como máximo 5% de finos- De la curva granulométrica debe cumplirse que: Cu 6 y 1 Cc 3, las dos deben cumplirse simultáneamente.

Condiciones para una SP:- Cumplir condiciones para ser considerada arena- Debe tener como máximo el 5% de finos- De la curva granulométrica, los valores de Cu ó Cc, ú ambos no satisfacen las condiciones para una SW.

CASO II: Cuando el suelo grueso tiene más del 12% de finos: En este caso es necesario practicar ensayos de plasticidad y determinar LL e Ip. Así mismo se hace uso de la carta de plasticidad., para determinar la calidad de finos: Limos (M) ó arcillas (C)

Ip (60%) B

A

C C

22 M

7 M-C 4

M 0 10 20 50 (LL) 100%

CARTA DE PLASTICIDAD

- La carta de plasticidad se grafica en papel milimetrado - Se tiene los siguientes tipos de suelo:

GM = Grava limosa SM = Arena limosaGC = Grava arcillosa SC = Arena arcillosa

Condiciones para una GM:- Debe reunir condiciones para ser considerada grava- Tener finos más del 12%- En la carta de plasticidad: Los valores de LL é Ip se interceptan debajo de la línea “A”, ó en la zona ubicada encima de la línea “A”, pero con Ip 4%.

Condiciones para una GC:- Reunir condiciones para ser considerada grava- Tener más del 12% de finos- En la carta de plasticidad: Los valores de LL é Ip se interceptan sobre la línea “A” , con Ip 7%.

Condiciones para una SM:- Reunir condiciones para ser considerada arena- Tener más del 12% de finos

- En la carta de plasticidad: Los valores de LL é Ip se interceptan debajo de la línea “A”, ó en la zona ubicada sobre la línea “A” pero con Ip 4%.

Condiciones para una SC:- Reunir condiciones para ser considerada arena- Finos, más del 12%- En la carta de Plasticidad: Los valores de LL é Ip se interceptan encima de la línea “A” , con Ip 7%.

Ejemplo:

Malla % Rete, Acumul. % Que pasa --- --- --- N° 4 40 60 Además: --- --- --- LL = 40% N° 200 85 15 Lp = 36% f. gruesa f. fina

SOLUCION:

Cálculo del índice plástico: Ip = LL – Lp = 40% - 36% Ip = 4%

Determinación del suelo grueso:- Malla N° 200 retiene más del 50%; entonces se trata de un suelo grueso: G ó S- Malla N° 4 retiene menos del 50% de la fracción gruesa; entonces se trata de una S

Determinación del suelo fino:- Finos más del 12%; los finos pueden ser M ó C- En carta de plasticidad: Los valores de LL = 40% é Ip = 4%, se interceptan debajo de la línea “A”; entonces los finos son M.

Respuesta: El suelo es SM

CASO III: Cuando el suelo grueso tiene entre 5% y 12% de finos: La característica fundamental es que la representación del suelo adopta símbolo doble:

- Describe la calidad de graduación del suelo: W ó P Símbolo (mediante la curva granulométrica, se obtiene Cc y Cu) Doble - Describe la calidad de finos (carta de plasticidad) Se tiene los siguientes tipos de suelo:

GW - GM = Grava bien graduada, cuyos finos son limos GW - GC = Grava bien graduada, cuyos finos son arcillas GRAVAS GP - GM = Grava pobremente graduada, cuyos finos son limos GP - GC = Grava pobremente graduada, cuyos finos son arcillas

SW - SM = Arena bien graduada, cuyos finos son limos

ARENAS SW - SC = Arena bien graduada, cuyos finos son arcillas SP - SM = Arena pobremente graduada, cuyos finos son limos SP - SC = Arena pobremente graduada, cuyos finos son arcillas

Curva granulométrica Carta de plasticidad

Ejemplo: Malla % Ret. Acumul. % Que pasa --- --- --- LL = 10% N° 4 40 60 Lp = 7% --- --- --- N°200 92 8 Cu = 4.5 Cc = 2.8 SOLUCIÓN - Ip = LL – Lp = 10 – 7 Ip = 3%- Malla N° 200, retiene más del 50%; entonces es un G ó S- Malla N° 4, retiene menos del 50% de la fracción gruesa; entonces es una S- Suelo tiene entre 5% y 12% de finos (III caso); entonces adopta símbolo doble: S - S- Valores de Cu y Cc no cumplen condiciones para un suelo W; entonces será: SP – S- En carta de plasticidad: Valores LL é Ip se interceptan encima de línea A, con Ip 4%; entonces finos son M.

POR TANTO SUELO SERA: SP - SM

CASOS DE FRONTERA

Se trata de casos cuando la calidad del suelo no está bien definida; es decir cuando la malla N°4 retiene exactamente el 50% de la fracción gruesa. Para estos casos el suelo adopta símbolo doble.Ejemplo: Malla % Ret. acum. % Que pasa --- --- --- N° 4 48 52 --- --- --- N° 200 96 4

CASO I: Finos 5% como máximo: - Malla N° 200, retiene más del 50% de la muestra; entonces es G ó S- Malla N° 4, retiene el 50% de la fracción gruesa (50% grava y 50% de arena); entonces el suelo adopta símbolo doble, se trata de grava arenosa: G - S- Según los valores de Cc y Cu, se tendrá los siguientes tipos de suelo

Cu 4 Cu 6 Para GW Para SW 1 Cc 3 1 Cc 3

GW - SWGP - SP

CASO II: Finos más del 12%GM - SMGC – SCCASO III: Finos entre 5% - 12% (GW - GM) - (SW - SM)(GP - GM) – (SP - SM)(GW – GC) . (SW – SC)(GP – GC) – (SP – SC)

SUELOS FINOS

Suelo fino, cuando la malla N| 200 retiene menos del 50% del porcentaje retenido acumulado; se consideran agrupados en tres grupos: Pueden ser limos, arcillas y suelos finos altamente orgánicos.

CLASIFICACION DE SUELOS FINOS

1.- Cuando LL 50%: Suelos de baja compresibilidad (L): Se tiene tres grupos.ML = Limos inorgánicos de baja compresibilidad (baja plasticidad)CL = Arcillas inorgánicas de baja compresibilidad (baja plasticidad)OL = Limos orgánicos de baja compresibilidad

2.- Cuando LL 50%: Suelos de alta compresibilidad (H): Tenemos tres gruposMH = Limos inorgánicos de alta compresibilidad (alta plasticidad)CH = Arcillas inorgánicas de alta compresibilidad (alta plasticidad)OH = Arcillas orgánicas de alta compresibilidad

3.- Pt ó Pr = Suelos altamente orgánicos, como las turbas.

Ip

B A

CH u

CL OH u OL 22

MH

7 u M L- CL ML OH

4 ú OL 10 20 50 LL

CARTA DE PLASTICIDAD

CARACTERÍSTICAS QUE DEBEN REUNIR LOS SUELOS FINOS

ML: Limos inorgánicos de baja compresibilidad.- Es un suelo fino- Tiene LL 50%- En la carta de plasticidad:

a) Se ubican a la izquierda de la línea B.b) Los valores de LL e Ip se interceptan debajo de la línea A, y en la zona

comprendida encima de la línea A, pero con Ip 4% CL: Arcilla inorgánica de baja compresibilidad.- Es un suelo fino- Con LL 50%- En la carta de plasticidad

c) Se ubica a la izquierda de la línea Bd) Los valores de LL e Ip se interceptan encima de la línea A; pero con Ip 7%

MH: Limos inorgánicos de alta compresibilidad.- Suelo fino- LL 50%- En la carta de plasticidad:

a) Se ubican a la derecha de la línea Bb) Los valores de LL e Ip se interceptan debajo de la línea A

CH: Arcillas inorgánicas de alta compresibilidad- Suelo fino- LL 50%- En la carta de plasticidad:

a) Se ubican a la derecha de la línea Bb) Los valores de LL e Ip se interceptan encima de la línea A, con Ip 22%

CASOS DE FRONTERA

Se presentan cuando:

a) Los valores de LL e Ip se interceptan en la zona neutrab) Cuando los valores de LL e Ip se interceptan en la línea A.

En estos casos el suelo adopta símbolo doble:

ML – CL; MH – CH

IDENTIFICACIÓN EN EL CAMPO

a) Tamaños y granulometría de las partículas:

- Los suelos de partículas gruesas se identifican fácilmente por inspección visual. Para ellos se extiende una muestra de suelo sobre una superficie plana y se observa la distribución de las partículas, tamaño de las mismas, forma y composición mineralógica. Los tamaños de la grava y la arena se reconocen fácilmente, para separar una de la otra se usa el tamaño de ½ cm como equivalente a la malla N°4

- Para la estimación del contenido de finos es suficiente considerar que las partículas de tamaño correspondiente a la malla N° 200 son aproximadamente las más pequeñas que se pueden distinguir a simple vista. Para la granulometría de los suelos finos se agita la muestra en agua dentro de un recipiente de vidrio y se deja sedimentar La granulometría aproximada se determina por la separación de las partículas en

el recipiente desde arriba hasta el fondo. Los limos permanecen en suspensión por lo menos 01 minuto y la arcilla una hora o más.

b) Dilatación o reacción al sacudimiento

Este ensayo es útil para la identificación de suelos de partículas finas:

- Después de quitar las partículas gruesas mayores que la malla N°40 (0.42mm) se prepara una pequeña porción de suelo húmedo de un volumen aproximado de 10cm3, si es necesario agregar agua para dejar el suelo suave pero no pegajoso.

- Colocar el suelo en la palma de la mano y agítese horizontalmente, golpeando secamente una mano contra la otra varias veces.

- Como resultado de esta acción, en la superficie de la muestra aparece agua mientras se le agita, su superficie cambia adquiriendo una apariencia de hígado.

- Cuando la muestra se aprieta entre los dedos, desaparece de la superficie el agua y el lustre; el suelo se vuelve tieso y finalmente se agrieta o se desmorona.

Una reacción rápida es típica de las arenas finas, uniformes, no plásticas, como las SP y SM; así como, de algunos limos inorgánicos (ML) del tipo de polvo de roca y en las tierras diatomáceas (MH).

Ligeros contenidos de arcilla le proporcionan algo de plasticidad al suelo y, por tanto, la reacción al movimiento del agua es menos rápida. Ello sucede en los limos inorgánicos y orgánicos ligeramente plásticos como los ML y los OL, lo mismo que las arcillas muy limosas como las CL – ML, y en muchas arcillas tipo caolinítico como las ML – CL y las MH – CH.

Una reacción nula o extremadamente lenta corresponde a las arcillas situadas sobre la linea A de la carta de plasticidad CL – CH; así como las arcillas orgánicas de alta plasticidad (OH).

c) Resistencia al quebrantamiento en estado seco.

- Después de eliminar las partículas de tamaño mayor que el de la malla N°40, moldear una pastilla de suelo hasta alcanzar la consistencia de masilla, añadiendo agua si es necesario.

- Secar la pastilla al aire o al sol, o en un horno si lo hay; luego pruebe su resistencia al esfuerzo cortante rompiéndola y desmoronándola entre los dedos.

- Esta resistencia al corte es una medida del carácter y cantidad de la fracción coloidal que contiene el suelo.

La resistencia al corte en estado seco asciende al aumentar la plasticidad del suelo. Una resistencia en seco es característica de las arcillas del grupo CH y las del grupo CL localizadas muy arriba de la línea A de la carta de plasticidad.. Una resistencia media en seco es propia de los suelos del grupo CL, que caen muy cerca de la línea A.

Los limos de los grupos ML y MH exentos de plasticidad poseen solamente muy pequeña resistencia en seco.

Las arenas finas limosas y los limos poseen la misma resistencia en seco, pero pueden distinguirse por la sensación táctil si se pulveriza el espécimen. La arena fina se siente granular, mientras que el limo da la sensación suave de harina.

d) Tenacidad o consistencia cerca del límite plástico.

- Después de pasar las partículas de suelo por la malla N° 40, moldear un espécimen de unos 10 cm3 hasta alcanzar la consistencia de masilla.

- Si en estado natural el suelo esta muy seco, agregarle agua, y si esta demasiado húmedo secarlo por evaporación hasta que adquiera la consistencia deseada.

- En este estado efectuar el rollado entre las palmas de la mano hasta formar un cilindro de 3.0 mm de diámetro aproximadamente.

- Se amasa y se vuelve a rollar varias veces; durante estas operaciones el contenido de humedad se reduce gradualmente y el espécimen llega a un estado duro, pierde su plasticidad y se desmorona cuando se alcanza el límite plástico.

- Después que el cilindro se ha desmoronado, los pedacitos deben juntarse y amasarse ligeramente entre los dedos formando una bolita hasta que la masa se demorone nuevamente.

La mayor o menor tenacidad del cilindro de suelo al acercarse al límite plástico y la rigidez de la bolita al romperla finalmente entre los dedos es indicativo de la preponderancia de la fracción arcillosa del suelo.La debilidad del cilindro en el límite plástico y la rápida pérdida de cohesión de la bolita al rebasar este límite indican la presencia de arcilla inorgánica de baja plasticidad.

Las arcillas altamente orgánicas dan una sensación de debilidad y se sienten esponjosas al tacto en el límite plástico.