CAPITULO III.
PROPIEDADES INDICE
Y DE CLASIFICACION
CLASIFICACION Y
DESCRIPCION DE
SUELOS USADOS EN
INGENIERIA
CLASIFICACION DE LOS SUELOS
SEGÚN LA MECANICA DE LOS SUELOS
• Existen numerosas clasificaciones, varia de acuerdo al país, año,
entidad:
• S. U. C. S. (AMERICANO) (Casagrande) ASTM 2487 y 2488
• A. A. S. H. T. O. (departamento de carreteras americano)
• B. S. (Sistema Británico)
• FAA (Federal Aviation Administration)
• INTERNACIONAL
• MIT
• ALEMAN
CRITERIOS DE CLASIFICACION
TAMAÑO (granulometría)
GRAVAS: DE 2” a Nº 4
ARENAS: DE Nº 4 a Nº 200
FINOS: PASAN TAMIZ Nº 200
PLASTICIDAD (limite liquido y plástico)
LIMOS -
ARCILLAS
MATERIA ORGANICA
ORGANICO
INORGANICO
TEXTURA
ES LA QUE INDICA EL TAMAÑO DE LOS GRANOS DEL SUELO
SEGÚN ESTO SE CLASIFICAN EN:
ARENA 0.05 - 2 mm.
LIMO 0.002 - 0.05 mm.
ARCILLA < 0.002 mm.
FRANCO-ARENOSO
FRANCO-ARCILLOSO
FRANCO-LIMOSO
LA TEXTURA INDICE EN LA:
•PERMEABILIDAD
•DRENAJE
•COMPACTACION
•RESISTENCIA
SISTEMAS DE
CLASIFICACION BASADOS EN
GRANULOMETRIA
CLASIFICACION INTERNACIONAL
ARENA
GRUESA
ARENA
FINA
LIMO ARCILLA ULTRA
ARCILLA
2 0.2 0.02 0.002 0.0002
MILIMETROS
CLASIFICACION M.I.T
Tamaños en milímetros
2 0.6 0.2 0.06 0.02 0.006 0.002 0.0006 0.0002
GRUESA MEDIA FINA GRUESA MEDIA FINA GRUESA MEDIA FINA
ARENA LIMO ARCILLA
CLASIFICACION UTILIZADA A PARTIR DE 1936 EN ALEMANIA
BASADA EN UNA PROPOSICION ORIGINAL DE KOPECKY
PIEDRA ---------- MAYOR DE 70 Mm.
GRAVA GRUESA 30 A 70
MEDIA 5 A 30
FINA 2 A 5
ARENA GRUESA 1 A 2
MEDIA 0.2 A 1
FINA 0.1 A 0.2
POLVO GRUESO 0.05 A 0.1
FINO 0.02 A 0.05
LIMO GRUESO 0.006 A 0.02
FINO 0.002 A 0.006
ARCILLA GRUESA 0.0006 A 0.002
FINA 0.0002 A 0.006
ULTRA-ARCILLA ---------- 0.00002 A 0.0002
MATERIAL CARACTERISTICAS TAMAÑO Mm.
BOLOS > 12” BOLA DE BASKET
CANTOS RODADOS 3” – 12” TORONJA
GRAVA GRUESA ¾” – 3” NARANJA O LIMON
GRAVA FINA No 4” – ¾” UVA
ARENA GRUESA No 10” – No 4” SAL MINERAL
ARENA MEDIA No 40” – No 10” AZUCAR
ARENA FINA No 200” – No 40” AZUCAR PULV.
FINA MENOR A No 10” TALCO
DESCRIPCION TAMAÑO EN PLG COMPARACION
TAMAÑO
Ensayo de laboratorio
Normatividad
•MANUALES
•ASTM
•INVIAS
•NTC
Ensayo de granulometría
•Prueba por tamizado
•Prueba por Hidrometro
EQUIPO PARA GRANULOMETRÍA POR TAMIZADO
TAMICES
Berry, P. L., y Reid, D. (1993)
PROCEDIMIENTO
PROCEDIMIENTO
PROCEDIMIENTO
PROCEDIMIENTO
RESULTADOS
Resultados
CURVA GRANULOMÉTRICA
Berry, P. L., y Reid, D. (1993)
23
Descripción de materiales
5 mm 5 mm
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.1110
Arena No 2 Arena 1 Goma triturada
Diametro (mm)
% Q
ue p
asa e
l ta
miz
Goma triturada Arena No. 1 Arena No. 2
Goma triturada
Arena No. 1
Arena No. 2
5 mm
Volver
Cu = D60D10
Cc = (D30)2
D10 * D60
Coeficientes de Uniformidad
y Concavidad (SUCS)
GravasCu > 4Cc entre 1 y 3
Arenas Cu > 6Cc entre 1 y 3
Deben cumplir las dos condiciones, para que el suelo sea bien gradado
Ejemplo: granulometría
Proyecto
Fecha
Localizacion
Identificacion
PESO INICIAL DE LA M UESTRA (seco) gr: 700
PESO DESPUES DE LAVADO (seco)gr: 641,9
PORCENTAJE DE ERROR %: 0,16
M A LLA N o A B ER T UR A
P ESO
SUELO
R ET EN ID O
P OR C IEN T
O
R ET EN ID O
P A R C IA L
% QUE
P A SA
LA
M A LLA
M A LLA N o A B ER T UR A
P ESO
SUELO
R ET EN ID O
P OR C IEN T O
R ET EN ID O
P A R C IA L
% QUE
P A SA
LA
M A LLA
**** mm gr % % **** mm gr % %
2" 50,8 0,00 0,00 100,00 10 2 0,50 0,07 99,33
1 1/2" 36,1 0,00 0,00 100,00 20 0,84 0,5 0,07 99,26
1" 25,4 0,00 0,00 100,00 40 0,42 5,2 0,74 98,51
3/4" 19,05 0,00 0,00 100,00 60 0,25 133,4 19,06 79,46
1/2" 12,7 0,00 0,00 100,00 100 0,149 299,9 42,84 36,61
3/8" 9,52 0,00 0,00 100,00 200 0,074 162,2 23,17 13,44
No 4 4,75 4,20 0,60 99,40 PASA 200 ***** 93,00 13,29
SUMA ***** 4,20 0,60 SUMA ***** 694,70 99,24
TOTAL 698,90
GRAVAS = 0,60 %
ARENAS = 85,96 %
FINOS = 13,44 %
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
0,010,1110100%
Qu
e p
asa
en p
eso
Diametro ( mm )
2
1
1 21- - - --
Taller: granulometría
PRUEBA DE
HIDROMETRO
Granulometría para suelos finos pasa
tamiz No 200
EQUIPO
Agente defloculanteSilicato de sodio
HIDROMETRO
B = 1800μγS - γw
HIDROMETRO
D = √1800*μ _*_ HγS - γw t
•LEY DE STOKES
D = √B*V
V = H t
D = diámetro del grano en mmμ = viscosidad del liquido g.sec.cm-2H = Altura en cmγS = peso unitario de las partículas de sueloΓw = peso unitario de las partículas de suelot = tiempo en segundos
PROCEDIMIENTO
H = Altura en cm, corresponde a la lectura Rh de
RHLectura
Acilindro
bulvovolhHH
.
2
11
RESULTADOS
Juárez, E. B., y Rico A. R. (1989).
METODOS DE
CLASIFICACION BASADOS
EN GRANULOMETRIA Y
PLASTICIDAD
PLASTICIDAD
DefiniciónEs la capacidad de deformación de la arcilla ante la presencia del agua, sin agrietamiento.
Depende de la composición mineralógica.
PLASTICIDAD
•COMO EL CONTENIDO DE AGUA ES FACIL DE MEDIR SE
DESARROLLO UN METODO PARA CARACTERIZAR LOS
DIFERENTES ESTADOS DEL SUELO EN FUNCION DE LA
HUMEDAD.
•ESTE METODO CONSISTE EN ESTABLECER LIMITES
ARBITRARIOS ENTRE LOS DIFERENTES ESTADOS DEL
SUELO.
Estados de consistencia en los suelos
L. Contracción L. Plástico L. Liquido
SÓLIDO SEMISÓLIDO PLÁSTICO LIQUIDO
El estado de consistencia de un suelo cambia segúnsu contenido de humedad de acuerdo al siguiente grafico
Estados de consistencia en los suelos
Aumenta la humedad
Aumenta la consistencia
LIMITES DE ATTERBERG
Los límites de Atterberg son propiedades índices de los suelos, con que se definen la plasticidad y se utilizan en la identificación y clasificación de un suelo.
EQUIPO
LIMITE LIQUIDO
LIMITE PLASTICO
LIMITE PLASTICO
LIMITE PLASTICO
RESULTADOS
RESULTADOS TÍPICOS
LIMITES DE ATTERBERG
INDICE DE PLASTICIDAD = LIMITE LIQUIDO - L IMITE
PLASTICO
INDICE DE FLUIDEZ = PENDIENTE DE LA CURVA DE
FLUIDEZ
INDICE DE TENACIDAD = INDICE PLASTICO / INDICE DE
FLUIDEZ
LIMITES DE ATTERBERG
SI EL INDICE DE LIQUIDEZ = 100% INDICA QUE LA ARCILLA
NATURAL PRESENTA EN EL CAMPO UNA CONSISTENCIA
PROXIMA A SU LIMITE LIQUIDO
SI EL INDICE DE LIQUIDEZ = 0 % INDICA QUE PRESENTA UNA
CONSISTENCIA PROXIMA A LA CORESPONDIENTE A SU
LIMITE DE PLASTICIDAD
INDICE DE LIQUIDEZ = (WN - LP) / IP
ACTIVIDAD DE LA ARCILLA
Actividad Categoría del suelo
Menor que 0.75 Suelo inactivo
0.75 – 1.25 Suelo normal
Mayor que 1.25 Suelo Activo
Skempton
A = (Ip)_______% de arcilla (< 0.002 mm)
MATERIA ORGANICA
COLOR
LOS COLORES OSCUROS (NEGROS, MARRONES, GRIS
VERDOSOS) SON INDICATIVO DE SUELOS CON MATERIA
ORGANICA
LOS COLORES CLAROS Y BRILLANTES SON PROPIOS DE
SUELOS INORGANICOS.
CLAROS: CUARZO, OXIDOS DE SILICE, (GRAVAS – ARENAS)
CAFÉ, AMARILLOS, ROJIZOS ( TIENEN Fe, Mg, Al.)
OLOR
LOS SUELOS ORGANICOS TIENEN UN
OLOR INTENSO PARTICULARMENTE SI SE
ENCUENTRAN EN ESTADO HUMEDO.
PROPIEDADES DE LA ARCILLA
ACIDEZ
SE MIDE DE ACUERDO AL pH DEL SUELO
•EL pH ES EL POTENCIAL DE HIDROGENO
•EL Ph VARIA ENTRE 0 - 14
CLASIFICACION
SUELOS MUY ACIDOS < 4
SUELOS MODERADAMENTE ACIDOS 4 – 6
LIGERAMENTE ACIDOS 6 – 7
SUELOS NEUTROS = 7
SUELOS LIGERAMENTE ALCALINOS 7 – 8
SUELOS MODERADAMENTE ALCALINOS 8 – 10
SUELOS MUY ALCALINOS > 10
METODOS PARA DETERMINAR ESTA PROPIEDAD
•COLORIMETRICO
•ENSAYOS : POTENCIOMETRO
SISTEMAS DE CLASIFICACION
BASADOS EN CRITERIOS DE
GRANULOMETRIA Y PLASTICIDAD
CLASIFICACION DE SUELOS S. U. C. S
CLASIFICACION DE SUELOS S. U. C. S
CLASIFICACION DE SUELOS S. U. C. S
CLASIFICACION DE SUELOS S. U. C. S
CARTA DE PLASTICIDAD DE CASAGRANDE
Berry, P. L., y Reid, D. (1993)
APLICACIONES EN INGENIERIA
EN RESUMEN …
PROPIEDADES MAS IMPORTANTES DE LOS SUELOS
•TAMAÑO DE LAS PARTICULAS
•TEXTURA
•GRADO DE PLASTICIDAD
•COMPOSICION MINERALOGICA
•CONTENIDO DE HUMEDAD DEL SUELO
•ACIDEZ
•CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIONICO
•COLOR
•OLOR
REFERENCIAS
Berry, P. L., y Reid, D. (1993). “Teoría de laresistencia al corte.” Una Introducción a laMecánica de Suelos, traducción del ingles dela primera edición, editada por McGraw-HillInteramericana, Santafé de Bogota, Colombia.
Juárez, E. B., y Rico A. R. (1989). “Mecánicade suelos.” Tomo I, Editorial Limusa, Balderas,México.
Lambe, y Withman. (1994). “Mecánica desuelos.”
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