analisis-granulometrico
- 1. ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL INFORME: ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO – POR TAMIZADO EJECUTOR: CHUQUIMAMANI ARAPA, Aldo Fedor CURSO: MECANICA DE SUELOS I DOCENTE: Ing. JORGE LUIS ALEJANDRO QUISPE GRUPO: B CICLO: V SEMESTRE AREQUIPA – PERÚ
- 2. I. MARCO TEÓRICO ANALISIS GRANULOMETRICO DE LOS SUELOS Los granos que conforman en suelo y tienen diferente tamaño, van desde los grandes que son los que se pueden tomar fácilmente con las manos, hasta los granos pequeños, los que no se pueden ver con un microscopio. El análisis granulométrico al cuál se somete un suelo es de mucha ayuda para la construcción de proyectos, tanto estructuras como carreteras porque con este se puede conocer la permeabilidad y la cohesión del suelo. También el suelo analizado puede ser usado en mezclas de asfalto o concreto. Los Análisis Granulométricos se realizaran mediante ensayos en el laboratorio con tamices de diferente enumeración, dependiendo de la separación de los cuadros de la maya. Los granos que pasen o se queden en el tamiz tienen sus características ya determinadas. Para el ensayo o el análisis de granos gruesos será muy recomendado el método del Tamiz; pero cuando se trata de granos finos este no es muy preciso, porque se le es más difícil a la muestra pasar por una maya tan fina; Debido a esto el Análisis granulométrico de Granos finos será bueno utilizar otro método. GENERALIDADES El tamaño de los granos de un suelo se refiere a los diámetros de las partículas que lo forman, cuando es indivisible bajo la acción de una fuerza moderada. Las partículas mayores son las que se pueden mover con las manos, mientras que las más finas por ser tan pequeñas no pueden ser observadas con un microscopio. De igual forma constituye unos de los fundamentos teóricos en los que se basan los diferentes sistemas de clasificación de los suelos, como H.R.B. y el S.U.C.S. OBJETIVOS Determinar la cantidad en % de diversos tamaños que constituyen el suelo, e n cuanto al total de la muestra utilizada. Su finalidad es obtener la distribución por tamaño de las partículas presentes en una muestra de suelo. Así es posible su clasificación mediante sistemas como AASHTO o USCS, el ensayo es importante, ya que gran parte de los criterios de aceptación de suelos para ser utilizados en bases u sub-bases de carreteras, presas de tierra o diques, drenajes, etc., depende de este análisis. Conocer y definir ciertas características importantes del suelo como son: La Permeabilidad, Cohesión, altura de ascenso capilar, y facilidad de drenaje. METODOS DE ENSAYO Existen diferentes métodos, dependiendo de al mayor proporción de tamaños que existen en la muestra que se va a analizar. Para las partículas Gruesas, el procedimiento utilizado es el Método Mecánico o Granulometría por Tamizado. Pero para las partículas finas, por dificultarse mas el tamizado se utiliza el Método del Sifoneado o el Método del Hidrómetro, basados en la Ley de Stokes.
- 3. GRANULOMETRIA POR TAMIZADO Es un proceso mecánico mediante le cual se separan las partículas de un suelo en sus diferentes tamaños, denominado a la fracción menor (Tamiz No 200) como limo, Arcilla y Coloide. Se lleva a cabo utilizando tamices en orden decreciente. La cantidad de suelo retenido indica el tamaño de la muestra, esto solo separa una porción de suelo entre dos tamaños. EQUIPOS -Tamices (3”, 2 ½”, 2”, 1 ½”, 1”, ¾”, ½”, 3/5”, ¼”, No 4, No 10, No 40, No 60, No 100, No200) Balanza con capacidad de 20Kg Horno eléctrico (temperatura 105 ± 5) Bandejas, agitador de vidrio, brochas de cerda. Vaso precipitado. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO FRACCION GRANULAR GRUESA Primero que todo la fracción granular gruesa se pesa en la balanza y el peso se anota en la hoja de registro 5.1. Luego de lleva a cabo el tamizado para separar las diferentes partículas 3”, 2”, 1 ½”, 1”, ¾”, 3/8”, ¼”, y No 4, comenzando en orden decreciente, teniendo en cuenta de no mezclar las partículas tamizadas. Al mismo tiempo de tara una ponchera en la balanza de 20Kg de capacidad y 1gr de sensibilidad. Y se determina el peso de cada fracción retenida. Se debe verificar que la suma de los pesos retenidos en cada tamiz de igual al peso de la Fracción Granular gruesa, con una tolerancia de 0.5%. FRACCION GRANULAR FINA Se toma todo el material pasante el tamiz No 4 (Ba), se pesa en la balanza de 20kg y se anota en la hoja se registro 5.1. Se vierte la muestra en el Tamiz No 200, teniendo el cuidado de no perder el material. Luego se elimina las partículas inferiores al Tamiz No 200 (limo, arcilla y coloides) lavando el material. Hasta que el agua salga limpia y clara. No se debe remover el material con las manos dentro del tamiz. Todo el material retenido en el Tamiz No 200 será arena, ya que los finos fueron lavados, se coloca en un recipiente, teniendo en cuenta de no dejar material adherido en el tamiz. Se pasa el material a una escudilla de 600 ml, haciendo uso del frasco lavador. Se descanta el agua y se seca la muestra en el horno a una temperatura de 105±5 C por 18 horas aprox. Luego se deja enfriar y se separa por medio de tamices No 10, No 40, No 60, No 200. Se pesan las fracciones retenidas en cada uno de tamices.
- 4. CALCULOS 1. - Se calcula el peso total de la muestra (T): peso total de la muestra (T) (A): Fracción Granular Gruesa (A) (Ba) Fracción Granular Fina T = A + Ba 2. - Se determina el Peso pasante del tamiz No 200 Peso pasa No 200= Bb - "(peso retenidos tamices No 10,40,60,200) 3. - Se calcula el peso retenido en los tamices inferiores. Al tamiz No 4 con respecto a (Ba) Peso ret. En Tamiz < No4= _Ba_ x Peso ret. En dicho Tamiz Bb 4. - Determinar el % retenido en cada tamiz, en cuanto a (T): %retenido parcial Tamiz X=100 X Peso ret. tamiz X T 5. - Calcula el % retenido acumulado, % ret. Acum. Tamiz X =% ret. Acum tamiz anterior + % ret parcial tamiz X 6. - Obtener % pasante de cada tamiz % Pasante Tamiz X= 100 - % ret. Acumul tamiz X 7. Se construye la curva granulometrica 8. - Se determina la Gradación del suelo, mediante los Coeficientes de Uniformidad y Curvatura. CURVA GRANULOMÉTRICA Una curva granulométrica nos indica en general el tamaño de los granos y la buena o mala graduación de estos. A partir de la curva de distribución granulométrica pueden obtenerse dos importantes indicadores que caracterizan a un suelo
- 5. COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD El coeficiente de uniformidad, definido originalmente por Terzaghi y Peck, se utiliza para evaluar la uniformidad del tamaño de las partículas de un suelo. Se expresa como la relación entre D60 y D10, siendo: Ejemplode curvagranulométricaycoeficiente de uniformidad Cu = 10. D60 = el diámetrootamañopor debajo del cual quedael 60% del suelo,enpeso;y, D10 = el diámetrootamañopor debajodel cual quedael 10% del suelo,enpeso. En el gráfico del ejemplo se tiene: D60 = 0.42 D10 = 0.04 Cu = D60 / D10 = 10 El coeficiente de uniformidad (Cu) representa la extensión de la curva de distribución granulométrica, es decir, a mayor extensión de esta curva, se tendrá una mayor variedad de tamaños, lo que es propio de un suelo bien graduado.; generalmente esto se cumple en arenas para un Cu > 6, y en gravas con un Cu > 4. El coeficiente de curvatura (Cc) nos indica una curva granulométrica constante, sin “escalones”; esto se cumple tanto en arenas como gravas para cuando 1< Cc < 3. Por lo tanto ambos coeficientes sirven para indicarnos de una manera práctica
- 6. COEFICIENTE DE CURVATURA Se define el coeficiente de curvatura como: Cc = (D30)2 / (D60 ⋅ D10) Siendo Dx la abertura del tamiz por el que pasa el x% de la muestra. Este coeficiente refleja la curvatura de la curva granulométrica. Los suelos bien graduados tienen valores de este coeficiente comprendidos entre 1 y 3. II. MATERIALES Y HERRAMIENTAS. Cucharón. Brocha. Escobilla Charola. Pocillo. Bandeja. Tamices. Balanza Electrónica. Cocina. III. REALIZACIÓN DEL ENSAYO. PARA LA MUESTRA DE 1500 g DEL MATERIAL Pesamos 6 kg. Del material con ayuda de la balanza la muestra de 6 kg puesta en la charola la ponemos en la cocina para el secado (utilizando método del vidrio). Hallando 5936 g peso en seco de la muestra Calculamos el porcentaje de humedad hallando 1.08% De la muestra en seco pesamos en la balanza 1500 g como nuestra nueva muestra o la muestra inicial PARA EL TAMIZADO DE LA MUESTRA INCICIAL (1500 g) En la meza ponemos los tamices con los que se hará el análisis granulométrico y deben estar en orden La muestra inicial (1500 g) la introducimos suavemente en los tamices, pasamos a colocar la tapa y procedemos con el sacudido de los tamices para que la muestra vaya pasando o siendo retenido.
- 7. Retiramos el tamiz superior (2”)y el material retenido en el tamiz es pasado al pocillo para el pesado y limpiando los tamices y el pocillo con la escobilla y brocha Volvemos a sacudir los tamices y nuevamente sacamos el tamiz superior restante (12 1" ) pesamos el material retenido en ese tamiz, realizamos el limpiado respectivo y así sucesivamente hasta llegar al tamiz N° 4 Desde el tamiz N° 8 utilizaremos otro método para el sacudido, con movimientos de atrás hacia adelante durante un minuto y medio (90 segundos). Retiramos el tamiz N° 8 con la tapa puesta la colocamos en el pocillo y nuevamente la sacudimos, lo que queda en el pocillo (material pasante) la introducimos en la malla siguiente, limpiando adecuadamente el pocillo y el tamiz con ayuda de la brocha para mayor exactitud El material que fue retenido en el tamiz N° 8 eso si la pesamos y así sucesivamente los tamices restantes. PARA LA GRANULOMETRÍA TAMIZ PESO RETENIDO(g) 2” 0 𝟏 𝟐 𝟏 " 0 1” 63 𝟑 𝟒⁄ " 39 𝟏 𝟐⁄ " 47 𝟑 𝟖⁄ " 34 N° 4 87 N° 8 110 N° 10 31 N° 16 82 N° 30 144 N° 40 112 N° 80 314 N° 100 83 N° 200 216 FONDO 135 TOTAL 1497
- 8. IV. PROCESAMIENTO DE DATOS. PARA LA GRANULOMETRÍA. TAMIZ PESO RETENIDO(g) % PESO RETENIDO % RETENIDO ACUMULADO % PASANTE 2” 0 0.000 0.000 100.000 𝟏 𝟐 𝟏 " 0 0.000 0.000 100.000 1” 63 4.208 4.208 95.792 𝟑 𝟒⁄ " 39 2.605 6.814 93.186 𝟏 𝟐⁄ " 47 3.140 9.953 90.047 𝟑 𝟖⁄ " 34 2.271 12.224 87.776 N° 4 87 5.812 18.036 81.964 N° 8 110 7.348 25.384 74.616 N° 10 31 2.071 27.455 72.545 N° 16 82 5.478 32.933 67.067 N° 30 144 9.619 42.552 57.448 N° 40 112 7.482 50.033 49.967 N° 80 314 20.975 71.009 28.991 N° 100 83 5.544 76.553 23.447 N° 200 216 14.429 90.982 9.018 FONDO 135 9.018 100.000 - TOTAL 1497 100.000 Se trabajo con el peso de la muestra inicial de 1497 gramos para los porcentajes del peso retenido y retenido acumulado HALLANDO D10, D30 Y D60 PARA D10 ( 𝟐𝟑, 𝟒𝟒𝟕 –𝟗, 𝟎𝟏𝟖) ( 𝟎, 𝟏𝟓𝟎 − 𝟎, 𝟎𝟕𝟓) = ( 𝟏𝟎 − 𝟗, 𝟎𝟏𝟖) 𝒙 𝒙 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟓𝟏 𝑫𝟏𝟎 = 𝟎, 𝟎𝟕𝟓 + 𝟎, 𝟎𝟎𝟓𝟏 𝑫𝟏𝟎 = 𝟎, 𝟎𝟖 PARA D30 ( 𝟒𝟗, 𝟗𝟔𝟕 – 𝟐𝟖, 𝟗𝟗𝟏) ( 𝟎, 𝟒𝟐𝟓 − 𝟎, 𝟏𝟖𝟎) = ( 𝟑𝟎 − 𝟐𝟖, 𝟗𝟗𝟏) 𝒙 𝒙 = 𝟎, 𝟎𝟏𝟏𝟕𝟖 𝑫𝟑𝟎 = 𝟎, 𝟏𝟖𝟎 + 𝟎, 𝟎𝟏𝟏𝟕𝟖 𝑫𝟑𝟎 = 𝟎, 𝟏𝟗
- 9. PARA D60 ( 𝟔𝟕, 𝟎𝟔𝟕 – 𝟓𝟕, 𝟒𝟒𝟖) ( 𝟏, 𝟏𝟖𝟎 − 𝟎, 𝟔𝟎𝟎) = ( 𝟔𝟎 − 𝟓𝟕, 𝟒𝟒𝟖) 𝒙 𝒙 = 𝟎, 𝟏𝟓𝟑𝟗 � 𝑫𝟔𝟎 = 𝟎, 𝟔𝟎𝟎 + 𝟎, 𝟏𝟓𝟑𝟗 𝑫𝟔𝟎 = 𝟎, 𝟕𝟓 PARA EL COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD 𝑪𝒖 = 𝑫𝟔𝟎 𝑫𝟏𝟎 𝑪𝒖 = 𝟎, 𝟕𝟓 𝟎, 𝟎𝟖 𝑪𝒖 = 𝟗, 𝟑𝟖 PARA EL COEFICIENTE DE CURVATURA 𝑪𝒄 = 𝑫𝟑𝟎 𝟐 ( 𝑫𝟔𝟎 ∗ 𝑫𝟏𝟎) 𝑪𝒄 = 𝟎, 𝟏𝟗 𝟐 ( 𝟎, 𝟕𝟓 ∗ 𝟎, 𝟎𝟖) 𝑪𝒄 = 𝟎, 𝟔𝟎
- 10. V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. Se obtuvo los siguientes resultados en porcentajes TAMIZ PESO RETENIDO(g) % PESO RETENIDO % RETENIDO ACUMULADO % PASANTE 2” 0 0.000 0.000 100.000 𝟏 𝟐 𝟏 " 0 0.000 0.000 100.000 1” 63 4.208 4.208 95.792 𝟑 𝟒⁄ " 39 2.605 6.814 93.186 𝟏 𝟐⁄ " 47 3.140 9.953 90.047 𝟑 𝟖⁄ " 34 2.271 12.224 87.776 N° 4 87 5.812 18.036 81.964 N° 8 110 7.348 25.384 74.616 N° 10 31 2.071 27.455 72.545 N° 16 82 5.478 32.933 67.067 N° 30 144 9.619 42.552 57.448 N° 40 112 7.482 50.033 49.967 N° 80 314 20.975 71.009 28.991 N° 100 83 5.544 76.553 23.447 N° 200 216 14.429 90.982 9.018 FONDO 135 9.018 100.000 - TOTAL 1497 100.000 Se hallo 𝑫𝟏𝟎 = 𝟎, 𝟎𝟖 Se hallo 𝑫𝟑𝟎 = 𝟎, 𝟏𝟗 Se hallo 𝑫𝟔𝟎 = 𝟎, 𝟕𝟓 Se llego a determinar el coeficiente de uniformidad dándonos 𝑪𝒖 = 𝟗, 𝟑𝟖 Se determino el coeficiente dándonos 𝑪𝒄 = 𝟎, 𝟔𝟎 Se recomienda utilizar en una próxima vibrador mecánico Realizar el método del hidrómetro a partir del tamiz N° 8 para mayor exactitud Realizar el ensayo de manera muy precavida y mucha calma ante la pérdida de la muestra en 3 gramos
- 11. VI. BIBLIOGRAFÍA. http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/02_laboratorio/manual_laboratorio/gran ulometria.pdf http://html.rincondelvago.com/analisis-granulometrico-de-los-suelos.html https://www.u- cursos.cl/ingenieria/2009/1/CI51J/1/material_alumnos/bajar?id_material=28576 http://informes-agricola.es.tl/Analisis-granulometrico-por-tamizado.htm http://www.wikivia.org/wikivia/index.php/Coeficiente_de_curvatura