UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMON FACULTAD POLITÉCNICA DEL VALLE ALTO Carrera: T.S. EN CONSTRUCCION CIVIL / Materia: LABORATORIO DE SUELOS/ Docente: ING. RAFAEL ORTIZ JIMENEZ EXAMEN PRÁCTICO LABORATORISTAS: ELMER ANGULO CELIER ORELLANA RODRIGUEZ DIEGO GUZMAN ESCOBAR 1 FACULTAD POLITECNICA DEL VALLE ALTO – UMSS Carrera: TECNICO SUPERIOR EN CONSTRUCCION CIVIL / Materia: LABORATORIO DE SUELOS DEFINICION: La granulometría es la medición de los granos de una formación sedimentaria y el cálculo de la abundancia de los correspondientes a cada uno de los tamaños previstos por una escala granulométrica con fines de análisis tanto de su origen como de sus propiedades mecánicas. MATERIALES Y EQUIPOS: TAMIZ O MALLA BALANZA Son elementos metálicos que tienen un área Es instrumentos de pesaje de funcionamiento no cilíndrica y en la parte inferior presentan divisiones automático que utilizan la acción de la gravedad las cuales están estandarizadas. para determinación de la masa o peso. # DE TAMIZ ABERTURA (mm) 3" 1 1/2" 2" 1 1/2" 1" 3/4" 3/8" 4 6 8 10 16 20 30 40 50 60 80 100 200 76.2 63.5 50.8 38.1 25.4 19.05 9.52 4.75 3.35 2.36 2 1.18 0.85 0.6 0.4 0.3 0.25 0.18 0.15 0.075 # DE TAMIZ ABERTURA (mm) 3" 1/2" 3/4" 3/8" 4 8 16 30 50 100 76.2 12,5 19.05 9.52 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 FACULTAD POLITECNICA DEL VALLE ALTO – UMSS Carrera: TECNICO SUPERIOR EN CONSTRUCCION CIVIL / Materia: LABORATORIO DE SUELOS ANALICES DE LA GRANULOMETRIA: consiste en sacudir o vibrar una muestra de suelo a través de los tamices. METODOLOGIA: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Extraer la muestra representativa del terreno. En el laboratorio realizar el cuarteo de la muestra Extraer la muestra representativa del terreno. Obtener el peso del material con la ayuda de una balanza de precisión. colocar la muestra en el juego de tamices en la parte superior y darle un periodo de vibrado Recolectar las masas retenidas en cada tamiz y de terminar el peso. realizar el trabajo de gabinete. Dibujar la curva granulométrica. PARA ESTE EXAMEN PRÁCTICO CONTAMOS CON TRES MUESTRAS DE SUELO DE DISTINTOS LUGARES PRIMERA MUESTRA DE SUELO ES DE RIO DE ARANI -POCOATA BAJA Siguiendo la metodología del análisis granulométrico de paso 1 hasta el paso 8 se obtuvo estos datos: PESO TOTAL TAMIZ DIAM(mm) # 3" 76,5 1 1/2" 38,1 3/4" 19 3/8" 9,5 4 4,75 8 2,36 16 1,18 30 0,6 50 0,3 100 0,15 200 0,075 band. 2460 PESO RETENIDO (gr) 0 0 757,000 792,8 435,8 251,2 116,9 37,7 14,3 17,5 10,8 13,9 Gra mos pes o reteni do a cumul a do (gr) 0 0 757 1549,8 1985,6 2236,8 2353,7 2391,4 2405,7 2423,2 2434 % 0,00 0,00 30,77 63,00 80,72 90,93 95,68 97,21 97,79 98,50 98,94 % que pa s a 100,00 100,00 69,23 37,00 19,28 9,07 4,32 2,79 2,21 1,50 1,06 FACULTAD POLITECNICA DEL VALLE ALTO – UMSS Carrera: TECNICO SUPERIOR EN CONSTRUCCION CIVIL / Materia: LABORATORIO DE SUELOS CURVA GRANULOMETRICA 100 % 90 % Porcentaje que pasa (%) 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0% 0,01 0,1 1 10 Diametro de tamiz (mm) Diámetro efectivo Coeficiente de uniformidad Coeficiente de curvatura Modulo granulométrico % de grava 80.72% % de la arena 18.22 % % de finos 1,06 % 2,6 ∑ SEGUNDA MUESTRA DE SUELO ES DE RIO DE PARACAYA Siguiendo la metodología del análisis granulométrico de paso 1 hasta el paso 8 se obtuvo estos datos: FACULTAD POLITECNICA DEL VALLE ALTO – UMSS Carrera: TECNICO SUPERIOR EN CONSTRUCCION CIVIL / Materia: LABORATORIO DE SUELOS PESO TOTAL TAMIZ DIAM(mm) # 3" 76,5 1 1/2" 38,1 3/4" 19 3/8" 9,5 4 4,75 8 2,36 16 1,18 30 0,6 50 0,3 100 0,15 200 0,075 band. 1631,9 PESO RETENIDO (gr) 0 0 0,000 0 2 3,6 11,6 74,6 1147,7 298,6 54,1 37,1 Gra mos pes o reteni do a cumul a do (gr) 0 0 0 0 2 5,6 17,2 91,8 1239,5 1538,1 1592,2 % 0,00 0,00 0,00 0,00 0,12 0,34 1,05 5,63 75,95 94,25 97,57 % que pa s a 100,00 100,00 100,00 100,00 99,88 99,66 98,95 94,37 24,05 5,75 2,43 CURVA GRANULOMETRICA 100 % 90 % Porcentaje que pasa (%) 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0% 0,01 0,1 1 10 Diametro de tamiz (mm) Diámetro efectivo Coeficiente de Curvatura Modulo granulométrico % de grava 0,12% 0,2 Coeficiente de uniformidad ∑ % de la arena 97,45 % % de finos 2,43 % FACULTAD POLITECNICA DEL VALLE ALTO – UMSS Carrera: TECNICO SUPERIOR EN CONSTRUCCION CIVIL / Materia: LABORATORIO DE SUELOS NUESTRA TERCERA MUESTRA DE SUELO ES DE RIO DE ARANI Siguiendo la metodología del análisis granulométrico de paso 1 hasta el paso 6 se obtuvo estos datos: PESO TOTAL TAMIZ DIAM(mm) # 3" 76,5 1 1/2" 38,1 3/4" 19 3/8" 9,5 4 4,75 8 2,36 16 1,18 30 0,6 50 0,3 100 0,15 200 0,075 band. 1879,2 PESO RETENIDO (gr) 0 0 133,400 196,4 108,4 82,6 99,6 237,1 578 365,5 52,8 15,7 Gra mos pes o reteni do a cumul a do (gr) 0,00 0,00 133,40 329,80 438,20 520,80 620,40 857,50 1435,50 1801,00 1853,80 % 0,00 0,00 7,10 17,55 23,32 27,71 33,01 45,63 76,39 95,84 98,65 % que pa s a 100,00 100,00 92,90 82,45 76,68 72,29 66,99 54,37 23,61 4,16 1,35 CURVA GRANULOMETRICA 100 % 90 % Porcentaje que pasa (%) 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0% 0,01 0,1 1 10 Diametro de tamiz (mm) 0,2 % de grava 23,32% % de la arena 75,33 % % de finos 1,35 % FACULTAD POLITECNICA DEL VALLE ALTO – UMSS Carrera: TECNICO SUPERIOR EN CONSTRUCCION CIVIL / Materia: LABORATORIO DE SUELOS 2 FACULTAD POLITECNICA DEL VALLE ALTO – UMSS Carrera: TECNICO SUPERIOR EN CONSTRUCCION CIVIL / Materia: LABORATORIO DE SUELOS DEFENICION: El contenido de humedad es la cantidad de contenida en un material, tal como el suelo. HORNO BALANZA Horno eléctrico que distribuye una temperatura Es instrumentos de pesaje de funcionamiento no uniforme no servirá para evaporar el agua de los automático que utilizan la acción de la gravedad materiales. para determinación de la masa o peso. METODOLOGIA: 1. 2. 3. 4. Extraer la muestra representativa del terreno. Colocar la muestra en un plástico debidamente identificada. La muestra debe ser cuarteada. Una porción debe ser transportada al horno con una temperatura de 110º por el tiempo de 12 horas 5. Se saca la muestra del horno y se hace orear para luego determinar el peso de la muestra seca. 6. Proceder con el cálculo del contenido de humedad. Siguiendo la metodología del análisis granulométrico de paso 1 hasta el paso 6 se obtuvo estos datos: SE TIENE ESTOS RESULTADOS: Los resultados que se muestran pertenecen a las tres muestras de suelo A LA MUESTRA DE SUELO DE EL RIO DE ARANI - POCATA BAJA, B LA MUESTRA DE SUELO DE RIO DE PARAYA, C ES LA MUESTRA DE SUELO DE EL RIO DE ARANI. # DE LATA PESO LATA (g) P.SUELO HUMEDO + LATA(g) P.SUELO SECO+LATA (g) CONTENIDO DE HUMEDAD % A 54,6 360,9 341,7 6,69 B 55,7 348,3 270,1 36,47 C 59 384,9 348,4 12,61 FACULTAD POLITECNICA DEL VALLE ALTO – UMSS Carrera: TECNICO SUPERIOR EN CONSTRUCCION CIVIL / Materia: LABORATORIO DE SUELOS 3 FACULTAD POLITECNICA DEL VALLE ALTO – UMSS Carrera: TECNICO SUPERIOR EN CONSTRUCCION CIVIL / Materia: LABORATORIO DE SUELOS INTRODUCCIÓN: Dependiendo del contenido de agua la naturaleza de comportamientos se clasifica arbitrariamente en cuatro estados que son: 1. 2. 3. 4. Solidos Semisólido Plástico Liquido b) Límite Líquido (wL ó LL): contenido de humedad del suelo en el límite entre el estado semi-líquido y plástico. c) Limite Plástico (wp ó LP): es el contenido de humedad del suelo en el límite entre los estados semi-sólido y plástico. d) Índice de Plasticidad (IP): es la diferencia entre los límites líquido y plástico, es decir, el rango de humedad dentro del cual el suelo se mantiene plástico: IP = LL – LP HORNO BALANZA Horno eléctrico que distribuye una temperatura uniforme no servirá para evaporar el agua de los materiales. Es instrumentos de pesaje de funcionamiento no automático que utilizan la acción de la gravedad para determinación de la masa o peso. CASA GRANDE Proceder con el cálculo del límite liquido METODOLOGIA: 1. 2. 3. 4. 5. Colocar el suelo pasante la malla # 40 y añadir una pequeña cantidad de agua. Mesclar con la ayuda de una espátula hasta conseguir una mescla homogénea. Se coloca una pequeña cantidad de masa en la parte central de la copa y se nivela la superficie. Luego se pasa con el acanalador por el centro de la copa para cortar en dos la pasta de suelo. Poner en movimiento la cazuela con ayuda de la manivela y suministrar los golpes que sea necesario para cerrar la ranura. 6. Cuando se cierre la ranura registrar el número de golpes y tomar una muestra de la parte de donde se cierra para la determinación de contenido de humedad. FACULTAD POLITECNICA DEL VALLE ALTO – UMSS Carrera: TECNICO SUPERIOR EN CONSTRUCCION CIVIL / Materia: LABORATORIO DE SUELOS LOS SIGUIENTES RESULTADOS SON DE LA MUESTRA NUMERO 2 (DEL RIO DE PARACAYA). # DE LATA PESO LATA (g) P.SUELO HUMEDO + LATA(g) P.SUELO SECO+LATA (g) CONTENIDO DE HUMEDAD % 1 24,9 27 26,6 2 24,9 26,3 26,1 23,53 24 golpes 3 26,1 28,4 27,9 16,67 27 golpes 27,78 19 golpes % DE HUMEDAD 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0% 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 NUMERO DE GOLPES LIMITE LIQUIDO (LL)= 22% Proceder con el cálculo del límite plástico METODOLOGIA: 1. 2. 3. 4. se trabaja con el material preparado para el límite líquido. luego se amasa y se hace unos rollitos con un diámetro aproximado a 3,2 mm. La prueba continua hasta que el rollito empieza a rajarse y tiende a desmoronarse. Una vez que se ha producido el límite plástico se debe colocar el rollito en un recipiente de peso conocido y se pesa para determinar el contenido de humedad. 5. Seguidamente se vuelve a repetir la operación tomando otra porción de suelo el limite plástico es el promedio de ambas determinaciones. # DE LATA PESO LATA (g) P.SUELO HUMEDO + LATA(g) P.SUELO SECO+LATA (g) CONTENIDO DE HUMEDAD % 1 26,6 29,4 28,8 2 3 27,27 LIMITE PLÁSTICO (LP) = 27.27 % ÍNDICE DE PLASTICIDAD (IP): IP= LL-LP IP= - 5.27 % FACULTAD POLITECNICA DEL VALLE ALTO – UMSS Carrera: TECNICO SUPERIOR EN CONSTRUCCION CIVIL / Materia: LABORATORIO DE SUELOS 4 FACULTAD POLITECNICA DEL VALLE ALTO – UMSS Carrera: TECNICO SUPERIOR EN CONSTRUCCION CIVIL / Materia: LABORATORIO DE SUELOS INTRODUCCIÓN Debido a la gran variedad de suelos que pueden encontrarse en la corteza terrestre es que se han desarrollado varios sistemas de clasificación para poder identificarlos, elaborados de acuerdo a la aplicación que se les da a los mismos. El clasificar un suelo consiste en agrupar al mismo en grupos y/o subgrupos de suelos que presentan un comportamiento semejante con propiedades ingenieriles similares. Sistema de clasificación AASHTO El sistema de clasificación AASHTO (Designación ASTM D-3282; método AASHTO M145) es uno de los primeros sistemas de clasificación de suelos, desarrollado por Terzaghi y Hogentogler en 1928. Este sistema pasó por varias revisiones y actualmente es usado para propósitos ingenieríles enfocados más en el campo de las carreteras como la construcción de los terraplenes, subrasantes, subbases y bases de las carreteras. Sin embargo es necesario recordar que un suelo que es bueno para el uso de subrasantes de carreteras puede ser muy pobre para otros propósitos. En esta clasificación los suelos se pueden clasificar según ocho grupos principales, A-1 a A-8,. Los suelos listados en los grupos A-1, A-2 y A-3 son materiales de grano grueso, y aquellos en los grupos A-4, A-5, A-6 y A-7 son materiales de grano fino. FACULTAD POLITECNICA DEL VALLE ALTO – UMSS Carrera: TECNICO SUPERIOR EN CONSTRUCCION CIVIL / Materia: LABORATORIO DE SUELOS La fórmula para el índice de grupo es: IG=(F200 – 35) [0.2 + 0.005 (LL – 40) ] + 0.01 (F200 – 15)(IP – 10) Donde : F200 : porcentaje que pasa la malla número 200, expresado como un número entero LL: Limite Liquido IP: Índice de plasticidad Al calcular el índice de grupo para un suelo que pertenece al grupo A-2-6 o al A-2-7, sólo se utiliza la ecuación parcial del índice de grupo que se relaciona con el índice de plasticidad: IG = 0.01 (F200 – 15) (IP – 10) FACULTAD POLITECNICA DEL VALLE ALTO – UMSS Carrera: TECNICO SUPERIOR EN CONSTRUCCION CIVIL / Materia: LABORATORIO DE SUELOS SISTEMA DE CLASIFICACIÓN UNIFICADO (USCS) El sistema de clasificación unificado USCS (Unified Soil Classification System), designación ASTM D-2487, originalmente fue desarrollado por A. Casagrande (1948) para la construcción de aeródromos durante la segunda guerra mundial. Este sistema de clasificación fue posteriormente modificado en 1952 por el mismo autor y el cuerpo de ingenieros de la armada de los Estados Unidos quienes hicieron que este sistema sea más aplicable a los propósitos ngenieríles, es decir que ya no era solo aplicable al campo de la aviación. Este sistema de clasificación actualmente goza de amplia aceptación y es el preferido por la mayor parte de los ingenieros en todo el mundo. El sistema de clasificación USCS está basado en la determinación en laboratorio de la distribución del tamaño de partículas, el límite líquido y el índice de plasticidad. Este sistema de clasificación también se basa en la gráfica de plasticidad, que fue obtenida por medio de investigaciones realizadas en laboratorio por A. Casagrande (1932). El significado y uso de esta gráfica de plasticidad es explicada en forma más detallada en el capítulo uno. En el sistema unificado se utilizan los símbolos siguientes para fines de identificación: La clasificación por este sistema se realiza mediante esta tabla: FACULTAD POLITECNICA DEL VALLE ALTO – UMSS Carrera: TECNICO SUPERIOR EN CONSTRUCCION CIVIL / Materia: LABORATORIO DE SUELOS Proceder a la clasificación de la muestra número 1 (rio de arani-pocoata baja) Suelo grueso GRAVA # 04 Finos <5% # 200 𝐶𝑢 ≥ 4 𝑦 >50% Suelo fino <50% Suelo grueso <50% grava >50% arena ≤ 𝐶𝑐 ≤ 3 𝐶𝑢 < 4𝑦/𝑜 GW > 𝐶𝑐 > 3 GP En conclusión la muestra número uno (suelo del rio de Arani – Pocoata baja) Resulto ser: GW – GS (GRAVA BIEN GRADUADA CON ARENA) Proceder a la clasificación de la muestra número 2 (rio de Paracaya) Suelo grueso Arena # 04 # 200 Finos <5% 𝐶𝑢 ≥ 6 𝑦 >50% Suelo fino <50% Suelo grueso <50% grava >50% arena ≤ 𝐶𝑐 ≤ 3 𝐶𝑢 < 6 𝑦/𝑜 SW > 𝐶𝑐 > 3 SP En conclusión la muestra número uno (suelo del rio Paracaya) Resulto ser: SP (ARENA MAL GRADUADA) Proceder a la clasificación de la muestra número 3 (rio de Arani) Suelo grueso Arena # 04 # 200 Finos <5% 𝐶𝑢 ≥ 6 𝑦 >50% Suelo fino <50% Suelo grueso >50% arena <50% grava ≤ 𝐶𝑐 ≤ 3 SW 𝐶𝑢 < 6 𝑦/𝑜 > 𝐶𝑐 > 3 SP En conclusión la muestra número uno (suelo del rio de Arani) Resulto ser: SP- SG (ARENA MAL GRADUADA CON GRAVA) FACULTAD POLITECNICA DEL VALLE ALTO – UMSS Carrera: TECNICO SUPERIOR EN CONSTRUCCION CIVIL / Materia: LABORATORIO DE SUELOS 5 FACULTAD POLITECNICA DEL VALLE ALTO – UMSS Carrera: TECNICO SUPERIOR EN CONSTRUCCION CIVIL / Materia: LABORATORIO DE SUELOS