LABORATORIO N°1

“MECÁNICA DE SUELOS”

Integrantes: Patricio Santos

Asignatura: Mecánica de suelos

Profesor: José Moxxxxxxxx

Fecha: lunes 06 de abril 2015

Introducción

Sin duda la mecánica de suelos es un área de la ingeniería prácticamente “nueva” pero a la vez una de las más importantes, debido que es el suelo donde parte cualquier proyecto de construcción. Cada día se le da más énfasis a las características de suelo y sus propiedades para poder desarrollar cualquier proyecto de índole constructivo, estableciendo normas de cada nación, leyes y clasificaciones universales para los suelos.

En el siguiente primer informe de laboratorio de mecánica de suelos, procederemos a identificar suelos a base del conocimiento obtenido en catedra, utilizando solo tacto, olfato, visión y experiencias previas para poder clasificar y/o identificar el suelo. También utilizaremos métodos exactos y exhaustivos para poder clasificar y determinar las propiedades básicas de un suelo; cuyos procedimientos son:

-Límites de Atterberg (Humedad, plasticidad) -Análisis cribado por tamices. (Distribución de partículas)

Utilizando los límites de Atterberg para poder determinar los límites líquido y plástico de cada muestra y el análisis de cribado por tamices para determinar la distribución de tamaño de partículas de la muestra y poder clasificarla.

Objetivos

-Poder dar a conocer una clasificación básica del suelo a través de la experiencia y sentidos (olfato, tacto, etc.)-Aplicar los conocimientos de catedra, para poder desarrollar de forma efectiva las actividades para determinar las propiedades del suelo.-Clasificar suelos mediante ensayos realizados.

Procedimiento

Identificación visual

Es el reconocimiento preliminar del suelo sin hacer algún ensayo previo para determinarlo, aunque no es muy exacto ya que se debe tener experiencia para reconocer el suelo a simple vista si es una grava o arena; limo o arcilla, ya que normalmente los suelos están compuestos por uno a más de estos, sin embargo se puede distinguir el tipo de suelo predominante y así poder deducir su clasificación.Procedimiento:Vertemos el suelo en una fuente, luego con una maseta golpearlo para deshacer los terrones y así comenzar a observar, olerlo, sentirlo, palparlo anexo a esto realizamos el ensayo de sacudimiento o dilatancia estudiando su consistencia y finalmente anotamos sus características para deducir el tipo de suelo predominante.

Determinación de los límites de Atterberg

Los suelos tienden a cambiar su consistencia cuando se les agrega una cantidad de agua. Los estados por lo que el suelo va variando debido a su contenido de humedad son: sólido, semisólido, plástico y líquido.Método para medir los límites se conoce como método de Atterberg y la cantidad de agua o humedad para la cual se produce el cambio de estado se conoce como límites de Atterberg, los cuales marcan una separación arbitraria pero apta en la práctica para los cuatro estados mencionados.La norma chilena 1517/I Of. 1979 define los límites.- Límite líquido (LL). Humedad de un suelo remoldado, límite entre los estados líquido y plástico, expresado en porcentaje.- Límite plástico (LP). Humedad de un suelo remoldado, límite entre los estados plástico y semi-sólido, expresado en porcentaje.- Límite de contracción (LC). Humedad máxima de un suelo para la cual una reducción de la humedad no causa una variación del volumen del suelo, expresado en porcentaje

Procedimiento limite líquido

Una semana antes de realizar el laboratorio se tomó una muestra de suelo y se pasó por el tamiz nº 200 luego la dejamos en el horno según lo indicado por el profesor y un día antes del laboratorio se humecto la muestra con agua destilada para que esta estuviera homogénea quedando cercana al límite líquido.Se toma un poco de la muestra y se deposita en el aparato de Casagrande (este debe ser limpiado y secado previamente) luego se alisa la superficie con la espátula de modo que la

muestra quede esparcida horizontalmente, después se pasa un ranurador y se divide la pasta en dos partes hecho esto se comienza a girar la manivela a una velocidad de dos golpes por segundo contando el número de golpes hasta visualizar que la ranura se cierra en un centímetro de longitud en el fondo luego si esto sucede entre los 15 a los 35 golpes se toma una muestra del material que se juntó en el fondo y se determina su humedad.Finalmente se repite el procedimiento hasta lograr obtener al menos 5 valores para luego graficar.

Procedimiento limite plástico

Se utiliza la misma muestra del límite líquido que fue pasada por el tamiz nº200 y luego humectada cercana al límite líquido. Después de ser usada la muestra en el límite líquido, perdiendo un poco de humedad procedimos a tomar la muestra con las manos para formar una esfera y luego hacerla rodar con la palma de la mano o la base del pulgar sobre la superficie de porcelana hasta alcanzar un diámetro aproximado de 3 mm (parte interior de un lápiz bic.) y que el cilindro formado se quiebre al llegar a los 3 mm y así colocamos la muestra en un recipiente (tara) y luego lo pesamos y lo colocamos en el horno para después calcular su humedad .Si no se quiebra en los 3 mm de diámetro se vuelve a formar una esfera y empieza de nuevo el procedimiento hasta lograr llegar al límite plástico del suelo.

Análisis granulométrico

Su objetivo es obtener la distribución por tamaño de todas las partículas presentes en la muestra del suelo y de esta forma lograr su clasificación ya sea por los sistemas como USCS o AASHTO este análisis es importante ya que es un criterio de aceptación para utilizarse en diversas obras. Para la distribución se utilizan tamices normalizados y numerados, ordenados de forma decrecienteProcedimiento:Tomamos una muestra de suelo y la lavamos pasándola por el tamiz nº 200 con el fin de eliminar todas las partículas de tamaño inferior a 0.074 mm, después la pusimos en el horno. una vez que la muestra ya se encontraba seca la pesamos. obtenido el tamaño de la muestra se comienza a ensayar. los tamices se deben encontrar ordenados y limpios el juego debe contar con una tapa superior y una bandeja inferior, luego vaciamos la muestra y se hace vibrar por al menos 5 min y se registra el peso retenido en cada tamiz.

Resultados

Limite líquido

Tara M. Tara [gr] Nº GolpesM. Tara+M. Suelo [gr]

M. Tara+M.Suelo_Seco [gr] Humedad [%]

04

7,16 16 26,82 20,4 48,5

09 7,1 22 20,74 16,34 47,6

1 7,22 24 25,4 19,48 48,3

A20 6,7 30 19,07 15,18 45,9

A21 6,76 34 20,28 15,96 47,0

.

LL 47.468

Límite Plástico

Tara M.Tara [gr]M. Tara+M.Suelo [gr] M.Tara+M.Suelo_Seco [gr] Humedad [%]

A12 6,5 9,36 8,56 38,8

44 9,3 11,44 10,9 33,8

45 9,18 10,84 10,43 32,8

LP 33,3

Ensayo granulométrico.

Nº Tamiz Tamiz (mm) M. Ret. (gr) %Ret. M. Acum. %Ret. Acum. %Que pasa

4 5 136,6 27,32% 136,6 27,32% 72,68%

10 2 49,6 9,92% 186,2 37,24% 62,76%

20 0,9 34,5 6,90% 220,7 44,14% 55,86%

40 0,5 17,4 3,48% 238,1 47,62% 52,38%

60 0,3 10,5 2,10% 248,6 49,72% 50,28%

100 0,1 8,5 1,70% 257,1 51,42% 48,58%

200 0,08 8,2 1,64% 265,3 53,06% 46,94%

<200 0,002 234,7 46,94% 500 100,00% 0,00%

P. muestra total (g) 500

P. muestra lavada (g) 265,3

P. finos 234,7

%suelo grueso 53,06%

Análisis de Resultados

I) Identificación de muestras

Características suelo 1Color: Amarillo a café claro.No orgánico.Plasticidad alta.Consistencia Alta.Permeabilidad media.

Por lo tanto con las características observadas anteriormente podemos deducir que es un suelo arcilloso.

Características suelo 2Color: Café oscuro.No orgánico Plasticidad mediaConsistencia media.Permeable.

Por lo tanto con las características observadas anteriormente podemos deducir que el suelo presenta mayormente limo y arcilla en menor cantidad.

II) Ensayo de granulometría

Al observar los porcentajes retenidos en los tamices de interés podemos llegar a las siguientes conclusiones.

La cantidad retenida en el tamiz 200 mayor a 50% lo cual nos indica a grandes rasgos que la muestra pertenece a un suelo grueso. Luego al observar la cantidad retenida por el tamiz número 4 que es mayor a 50% se concluye que la muestra ensayada corresponde a una grava. Finalmente al notar que el porcentaje que paso por el tamiz número 200 es mayor a 12% obtenemos como resultado que estamos ante dos posibles resultados los cuales son GC(grava - arcilla) o GM(Grava - Limo). No es posible determinar con certeza cual de los dos tipos de suelo mencionados anteriormente corresponde a la muestra, puesto que se requiere de los Límites de Atterberg que no fueron obtenidos para esta muestra.

De acuerdo a nuestro conocimiento y lo estudiado en el laboratorio nos inclinamos a que la muestra corresponde a GC (grava - arcilla).Observación:

Al desarrollar este informe y analizar el procedimiento efectuado fue que nos percatamos que incidimos en algunos errores. El primero podría ser el de no pasar la muestra por el tamiz 4 cuyas razones se detallan en las opiniones emitidas por el equipo de trabajo

También nos es posible clasificar la muestra según el sistema AASHTO, dado a que no obtuvimos los límites de Atterberg.

III) Limites de Atterberg

Ensayo Límite Líquido (LL):

En este ensayo se calculó el límite líquido de la muestra con la cuchara de Casagrande, de acuerdo a las instrucciones se debía obtener 5 muestras de este.. Una vez obtenida todas las muestras se pesaron para luego llevarlas al horno donde perdieron toda la humedad, posterior a esto se volvieron a pesar todas las muestras para poder obtener la humedad de cada una (como se indica en la tabla de Resultados “límite líquido”). Con los resultados obtenidos fue posible elaborar un gráfico de dispersión (humedad vs n° de golpes) con su correspondiente línea de tendencia en la que se observa que al golpe número 25 le corresponde una humedad de 47,468, éste es el valor de límite líquido obtenido.

Observación: De acuerdo a la norma es importante que solo una persona manipule la cuchara de Casagrande para que se mantenga el mismo ritmo de golpes para cada muestra y de esta forma obtener resultados más precisos.

Ensayo Límite Plástico (LP):

En este ensayo se determinó el límite plástico haciendo 3 muestras (bastones de 3 mm de espesor) a las que luego de secadas en el horno (siguiendo el mismo procedimiento que en el ensayo de límite líquido) se les calculó la humedad obteniéndose los valores tabulados en la sección de resultados, limite plástico. Finalmente para obtener el valor correspondiente se toma el promedio simple entre dos humedades obtenidas.Observación: De acuerdo a las humedades obtenidas y según la norma hay un valor que no cumple con ésta, ya que la diferencia de humedad entre cada muestra no puede superar el 2%, la norma indica que en estos casos el experimento se debe repetir pero por problemas de tiempo esto no se realizó, sin embargo, el resultado obtenido de límite plástico se obtuvo del promedio simple entre las dos muestras que tenían la humedad más cercana entre sí, y que además cumplían por lo establecido con la norma.

Opiniones

1) La identificación del suelo fue compleja debido al limitado conocimiento de los tipos de suelos previo al laboratorio. Sin embargo ha sido una experiencia enriquecedora para identificar los tipos de suelo tanto en nuestra vida cotidiana como laboral.

2) En el método de Atterberg al obtener el límite líquido no nos complicó la realización del ensayo, en cambio en el procedimiento para conseguir el límite plástico del suelo fue monótono ya que no llegábamos a lo requerido del suelo estudiado.

3) En el ensayo granulométrico fue simple tanto el entendimiento del ensayo como al practicarlo pero al momento de realizar el informe aplicando la teoría nos dimos cuenta que habíamos incurrido en un error debido a que al momento de realizarlo no nos dijeron que había que filtrar la muestra por el tamiz número 4 antes de pasarla por la máquina vibratoria por lo descrito anteriormente nuestro experimento presentó resultados inadecuados a la petición del profesor.

Anexos

● Identificación visual :

● Límites de Atterberg:

- Muestra utilizada para los límites.

Limite líquido:

- Abierto - Cerrado

- Muestra seca.

Límite plástico:

- Muestra del límite plástico seca.

Ensayo de Granulometría:

- Muestra utilizada para la granulometría.

- Proceso de lavado

- Muestra seca y máquina de vibración.

- Pesando lo retenido en cada tamiz

● Instrumentos:

- Horno

- Pesa

Conclusión

Dado finalizado el laboratorio 1 de mecánica de suelos, se pudo proceder y concluir las experiencias con gran eficacia, cumpliendo con los plazos para humectar, secar y pesar muestras, esto nos sirvió para la homogeneidad de la muestra que ensayábamos.Se identificó a grandes rasgos el suelo utilizado, luego para proceder a una clasificación más exhaustiva con los límites de Atterberg y de cribado por tamices.Gracias a los estudios y experimentos realizados nos dimos cuenta que los suelos estaban compuesto de limo-grava y arcilla-grava, del cual el segundo se utilizó para lo que fue cribado y limites se Atterberg

Podemos destacar que la realización de los ensayos debe ser de forma detallada y profesional para no tener errores que significarían poner en riesgo la seguridad y pérdida de utilidades en mi proyecto constructivo.

Bibliografía

- Apuntes entregado por profesor de cátedra.- Conocimientos previos.- Villalobos F. “Mecánica de suelos” 2014