Informe De Ensayo De Analisis Granulometrico - Casi Listo.docx

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ENSAYO DE ANALISIS GRANULOMETRICO DE SUELOS 1.- INTRODUCCIÓN Como bien se sabe en toda construcción siempre es primordial hacer un estudio de todos los factores a los cuales estará sometida nuestra estructura, siendo primero el estudio del suelo ya que cuando es sometido a cargas externas puede experimentar deformaciones; por lo que; si no es tratado adecuadamente puede ocasionar distintos accidentes. La mecánica de suelos se basa en la experimentación lo cual nos facilita ensayos y procedimientos para poder determinar las distintas propiedades físicas y mecánicas de un suelo. Este ensayo tiene por finalidad, determinar la distribución de tamaño de partículas de suelo. El presente informe tiene como finalidad exponer el procedimiento para el cálculo de la granulometría de un suelo, para ello se utilizó el laboratorio del Ing. Sócrates Muñoz. Para el desarrollo de los ensayos se ha tenido como fuente de consulta una “Guía de Laboratorio de Mecánica de Suelos” y la experiencia impartida por nuestro docente el Ing. Sócrates Muñoz.

2.- RESUMEN El objetivo de esta prueba consiste en separar por tamaños las partículas de suelo, pasando a través de una sucesión de mallas de aberturas cuadradas y pesar las proporciones que se retienen en cada una de ellas, expresando dicho retenido como porcentajes en peso de la muestra total. La sucesión de tamaños obtenida mediante el empleo de mallas, da una idea de la composición granulométrica únicamente en dos dimensiones, por lo que las curvas resultantes solo serán representativas de materiales constituidos por partículas de forma equidimensional, si las partículas de un material tienen forma laminar o acicular, es decir, de lajas o agujas, respectivamente, los resultados que se obtengan no serán representativos de los tamaños reales del material, y en consecuencia, de su comportamiento. La prueba tiene dos variantes, el análisis granulométrico estándar y el análisis granulométrico simplificado, los cuales se describen a continuación. El análisis granulométrico estándar consiste esencialmente en separar y clasificar por tamaño las partículas que componen el suelo.

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3.- OBJETIVOS.  OBJETIVOS GENERALES.  Determinar el porcentaje de paso de los diferentes tamaños de suelo y con estos datos construir su curva granulométrica.

 OBJETIVOS ESPECIFICOS.  Elaborar la gráfica de granulometría y calcular los coeficientes de uniformidad y curvatura.  Determinar el porcentaje de finos, y el contenido de humedad de la muestra.

4.- EQUIPO Y MATERIAL         

Balanza de 20 kg de capacidad y 1 gr de aproximación. Balanza de 2 kg de capacidad y 0.1 gr de aproximación. Charola de lámina. Cucharon de lámina. Horno con termostato para mantener una temperatura constante de 105 ± 5 °C. Cepillo de cerdas. Cepillo de alambre delgado. Desecador de cristal. Juego de mallas de las siguientes designaciones: ¼”, N°4, N°8, N°10, N°16, N°20, N°30, N°40, N°50, N°60, N°80, N°100, N°140, N°200, N°400. JUEGO DE MALLAS

HORNO

BALANZA

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5.- FUNDAMENTOS TEORICOS. GRANULOMETRIA. Su finalidad es obtener la distribución por tamaño de las partículas presentes en una muestra de suelo. Así es posible también su clasificación mediante sistemas como AASHTO o SUCS. El ensayo es importante ya que gran parte de los criterios de aceptación de suelos para ser utilizados en bases o sub-bases de carreteras, presas de tierra o diques, drenajes, etc. Dependen de este análisis. Para obtener la distribución de tamaños, se emplean tamices normalizados y numerados, dispuestos en orden decreciente. Los tamices a utilizar en el presente ensayo son los siguientes: TAMIZ

ABERTURA

NÚMERO

( MM )

¼”

6.30

N°4

4.75

N°8

2.36

N°10

2

N°16

1.18

N°20

0.85

N°30

0.60

N°40

0.425

N°50

0.30

N°60

0.25

N°80

0.18

N°100

0.15

N°140

0.106

N°200

0.075

N°400

0.053

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6.- METODOLOGIA Y PROCEDIMIENTOS 6.1.- METODOLOGIA. La muestra que se va a utilizar para el análisis granulométrico se obtuvo con los cuidados necesarios y representativos del terreno en estudio.

6.2.- PROCEDIMIENTOS  EN CAMPO.  Exploración del suelo o Ubicación del área.  Luego de ubicar la cantera procedemos a extraer el material utilizando las herramientas de trabajo (Pala, Pico).  El material extraído debe de estar limpio, sin raíces, para luego ser llevado a laboratorio de suelos del Ing. Sócrates Muñoz para su análisis.  EN LABORATORIO “ANALISIS GRANULOMETRICO”  Se superponen las mallas en el siguiente orden, ¼”, N°4, N°8, N°10, N°16, N°20, N°30, N°40, N°50, N°60, N°80, N°100, N°140, N°200, N°400 y Fondo.  Se vierte el material sobre la malla superior, se coloca la tapa, y se efectúa la operación de cribado, imprimiendo al juego de mallas un movimiento vertical y horizontal, durante 5 - 10 minutos (según norma); en esta operación es conveniente utilizar el agitador mecánico.

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 Se quita la tapa, se separa la malla ¼” y se agita sobre una charola. Hasta que se estime que el peso del material que pase dicha malla durante 1 minuto, no sea mayor de 1 gr. Se vierte sobre la malla N°4 el material que pasó la malla ¼” y se deposita en la charola. Se repite este procedimiento del cribado adicional con cada una de las mallas restantes. Las partículas que hayan quedado atoradas deberán regresarse a las porciones retenidas correspondientes, cepillando las mallas por al revés. A continuación se pesan los materiales retenidos en cada una de las mallas y se anotan los pesos respectivos.

6.- CALCULOS Hallamos: % 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 =

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑒𝑛 𝑡𝑎𝑚𝑖𝑧 ∗ 100 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎

% 𝑃𝑎𝑠𝑎 = 1 − % 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝐷2 − 𝐷1 𝐷𝑥 = ( ∗ 𝐿𝑜𝑔%𝑥 − 𝐿𝑜𝑔%1) + 𝐷1 𝐿𝑜𝑔 %2 − 𝐿𝑜𝑔%1

7.- RESULTADOS TAMIZ

ABERTURA

NÚMERO

( MM )

¼” N°4 N°8 N°10 N°16 N°20 N°30 N°40 N°50 N°60 N°80 N°100 N°140 N°200 N°400 FONDO

PESO RETENIDO (gr)

% RETENIDO

6.3 4.75 2.36 2 1.18 0.85 0.6 0.425 0.3 0.25 0.18 0.15 0.106 0.075 0.053 0

0 1.2 32.5 14.8 50.7 40.1 47.4 58.1 50 22 38.1 20.8 30.4 26.3 40.3 24.6

0.00 0.24 6.54 2.98 10.20 8.06 9.53 11.68 10.05 4.42 7.66 4.18 6.11 5.29 8.10 4.95

SUMA

497.3

100.00

% ACUMULADO % QUE PASA LA MALLA 0 0.24 6.78 9.75 19.95 28.01 37.54 49.23 59.28 63.70 71.37 75.55 81.66 86.95 95.05 100.00

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100.00 99.76 93.22 90.25 80.05 71.99 62.46 50.77 40.72 36.30 28.63 24.45 18.34 13.05 4.95 0.00

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GRAFICA DE CURVA GRANULOMETRICA 100.00 90.00

PORCENTAJE QUE PASA (%)

80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 10

1

0.1

0.01

ABERTURA DE TAMIZ (MM)

D10 D30 D60 Cu Cz

0.069 0.19 0.57 8.26 0.92

CLASIFICACIÓN S.U.C.S

SUELO GRAVA ARENA FINO

% RETENIDO 0.24 86.71 13.05

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SM

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8.- CONCLUSIONES  Mientras menos mallas se tienen no tan acomodada a una curva granulométrica saldrá el ensayo.  Concluimos que el material presenta un porcentaje de Arena de 86.71% y un porcentaje considerable de finos que es 13.05% por lo cual se concluye que es una SM (Arenas limosas, Arena mezclada con Limo).

9.- BIBLIOGRAFIA  Guía de Laboratorio de Mecánica de Suelos I” de Ing. Abraham Polanco Rodríguez.  Mecánica de suelos y cimentaciones – Ing. Carlos Crespo Villalaz  http://www3.ucn.cl/FacultadesInstitutos/laboratorio/calicataM2.htm  Norma técnica de edificación E.050 suelos y cimentaciones.

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PRUEBA DE PROCTOR ESTÁNDAR Se tomó una muestra de suelo que pase Tamiz # 4 se le agrego agua hasta llegar al contenido requerido de acuerdo al porcentaje que fue previamente escogido. Luego se determinó el peso del molde de Proctor más el envase y luego se vertió la muestra húmeda de suelo en el molde. Cada capa debe ser compactada uniformemente por el martillo (moviendo por toda la paredes del molde) Proctor Estándar 25 veces antes que la siguiente capa sea vertida al molde.

Utilizando un borde recto, recorte el exceso de suelo del molde; la parte superior del molde debe estar pareja con la parte superior del suelo compactado. Luego se procede a determine el peso del molde más el suelo compactado en el molde. Se procede a partir la muestra por el centro para obtener una muestra del centro del suelo compactado luego se coloca en la latita es pesada. Con una muestra de suelo húmedo del cilindro de suelo compactado y determine la masa de la latita de humedad más el suelo húmedo. Coloque la latita de humedad con suelo húmedo en el horno hasta secarse a un peso seco.

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1.- INTRODUCCION Se denomina compactación de suelos al proceso mecánico por el cual se busca mejorar

las

características

de

resistencia,

compresibilidad

y

esfuerzo

deformación de los mismos. Este proceso implica una reducción más o menos rápida de los vacíos, como consecuencia de la cual en el suelo ocurren cambios de volúmenes de importancia, fundamentalmente ligados a pérdida de volumen de aire. En la actualidad existen muchos métodos para compactar, al menos teóricamente, en el laboratorio unas condiciones dadas de compactación de campo.

Unos de lo cual cabe mencionar es “Prueba Proctor Estándar” que

consiste en determinar el peso por unidad de volumen de un suelo que ha sido compactado por un procedimiento definido para diferentes contenidos de humedad.

2.-OBJETIVOS  Realizar los ensayos de compactación en el laboratorio para poder obtener la correcta relación entre densidad y humedad para un esfuerzo de compactación dado sobre un suelo particular.

3.- NORMAS NORMAS AASTHO  T 99 método de ensayo para la relación humedad-densidad, utilizando un apisonador de 2.5 kg y una caída de 0.305 m.  T 19, T19M densidad en masa y vacíos agregados.

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 T 265 determinación en laboratorio del contenido de humedad de un suelo. NORMAS ASTM  D653 terminología relacionada a suelo , roca y fluidos contenidos  D698

métodos

de

ensayo

de

laboratorio

para

las

características de compactación de un suelo, utilizando un esfuerzo normado.

4.- MARCO TEÓRICO El ensayo estándar consiste en tomar un muestra de suelo, pasarlo a través del tamiz Nº 4, añadir agua y compactarlos en un molde de 943.4 cm3 en tres capas con 25 golpes por capa de un martillo de compactación de 24.5 N (2.5 kg) con una caída de 0.3048 m. Esto libera una energía de compactación:

𝐸𝐶 =

𝑁º 𝐷𝐸 𝐶𝐴𝑃𝐴𝑆 ∗ 𝑁𝑈𝑀𝐸𝑅𝑂 𝐷𝐸 𝐺𝑂𝐿𝑃𝐸𝑆 ∗ 𝑃𝐸𝑆𝑂 𝐷𝐸𝐿 𝑀𝐴𝑅𝑇𝐼𝐿𝐿𝑂 ∗ 𝐻. 𝐷𝐸 𝐶𝐴𝐼𝐷𝐴 𝑉𝑂𝐿𝑈𝑀𝐸𝑁 𝐷𝐸𝐿 𝑀𝑂𝐿𝐷𝐸

CURVA PROCTOR Es la curva que muestra la relación entre peso unitario seco (densidad) y el contenido de agua de un suelo, para un esfuerzo de compactación dado. PORCENTAJE DE COMPACTACIÓN Es la relación, expresada como porcentaje entre el peso unitario seco de un suelo y el peso unitario máximo obtenido en un ensayo de compactación en laboratorio. INFORME DE ENSAYOS : ANALISIS GRANULOMETRICO Y PROCTOR

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ALCANCES Este método de ensayo proporciona 4 procedimientos alternativos para determinar la relación humedad-densidad de los suelos, los cuales son:  Método A: en este método se utiliza el material que pasa el tamiz Nº4 y es compactado en un molde de 4”.  Método B: en este procedimiento se utiliza el material que pasa el tamiz Nº4 y es compactado en un molde de 6”.  Método C: en este procedimiento se utiliza el material que pasa el tamiz Nº3/4 y es compactado en un molde de 4”.  Método D: en este procedimiento se utiliza el material que pasa el tamiz Nº3/4 y es compactado en un molde de 6”. FACTORES QUE AFECTAN LA COMPACTACIÓN  La distribución del tamaño de grano, forma la cantidad y tipo de minerales de arcilla presentes tienen una gran influencia en la compactación.  La energía de compactación por unidad de volumen, usada en la prueba de proctor estándar. Se debe tener en cuenta que a medida que aumenta el esfuerzo de compactación, el peso unitario seco máximo de compactación también se incrementara.

5.- MATERIALES Y EQUIPOS  Muestra de suelo  Apisonador manual  Moldes  Regla enrazadora  Balanza  Horno de secado

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 Tamices  Espátula  Pocillos de humedad

6.- CONTENIDO DEL REPORTE  Procedencia del material utilizado en el ensayo  Método de compactación utilizado  contenido de humedad optimo  peso unitario seco máximo  descripción o clasificación el material utilizado en el ensayo  gravedad especifica del suelo y método de determinación  curva de compactación del suelo

7.- PROCEDIMIENTOS MÉTODO A  Determinación del volumen y peso del molde de compactación.  Preparación de la muestra.  Se debe exponer la muestra de suelo a temperatura ambiente o colocarla en un horna de secado manteniendo una temperatura de 60º-C  Desmenuce los grumos.  Tamice una cantidad adecuada y representativa del suelo, utilizando la malla Nº4 y descarte el retenido.  Determinar el contenido de humedad natural  Calcule la cantidad de agua a utilizar, 3% por peso  Compactación de la muestra  Ensamble la placa base al molde con el collarín, asegurándolos correctamente. INFORME DE ENSAYOS : ANALISIS GRANULOMETRICO Y PROCTOR

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 Coloque el preparado dentro del molde hasta formar una capa de espesor uniforme, de tal manera que al compactarlo ocupe la tercera parte del molde.  Compacte el suelo colocado en el molde utilizando el martillo de compactación y proporcione 25 golpes distribuidos uniformemente dentro del molde.  Remueva el collarín del molde y corte cuidadosamente el suelo compactado hasta nivelar la parte superior.  Determine la masa del molde con el suelo compactado.  Desmonte la placa base del molde y extraiga el espécimen compactado. Posteriormente corte el espécimen y tome 2 muestras del centro.  Determine el contenido de humedad de las muestras extraídas en el paso anterior.

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8.- RECOMENDACIONES  No es necesario utilizar gran cantidad de agua para la compactación del suelo en estudio.  Las condiciones climáticas afectan la humedad del suelo, en lugares desérticos aumentar en 6% el contenido de humedad en el suelo.  Según la clasificación del suelo determina el procedimiento de compactado.

9.- CONCLUSIONES  Este ensayo se utiliza en suelos que son colocados como relleno, terraplén, relleno de fundación y bases de carreteras; son compactados a una condición de densidad requerida para obtener propiedades de ingeniería satisfactorias tales como la resistencia al corte, compresibilidad y permeabilidad.  El ensayo de compactación en el laboratorio provee las bases para la determinación del grado de compactación y contenido de humedad optimo; necesario para obtener dichas propiedades de ingeniería.

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