UNIVERSIDAD TECNICA FEDERICO SANTA MARIADEPARTAMENTO DE OBRAS CIVILESMECANICA DE SUELOS I – CIV 261

ENSAYO GRANULOMÉTRICO ASTM LNV-105

INTEGRANTESFERNANDO LIZAMA 2711040-1RICARDO GONZALEZ 2704135-3

CARLOS COFRE 2704120-5JOSUE LARENAS 2502007-3

PROFESORMIGUEL PETERSEN

20 de Diciembre, 2011

ENSAYE GRANULOMÈTRICO CIV 261

INTRODUCCION

El ensayo de granulometría consiste en hacer pasar suelo seco por cedazos, mallas o tamices de aberturas normalizadas con el fin de conocer la distribución de tamaños de los granos de la muestra de suelo. Si el suelo que se estudia es para un proyecto de vialidad usamos los criterios de la AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials) para clasificarlo, y si es para un proyecto estructural usamos los criterios del sistema unificado USCS (Unified Soil Classification System). Ambos sistemas hacen uso de los resultados obtenidos de los ensayos granulométricos como base para su clasificación.

El ensayo granulométrico requiere de una cantidad normada de muestra de suelo, según el tamaño máximo del grano, para obtener resultados apropiados. Además se requiere de tiempo suficiente para secar la muestra a fin de obtener el contenido de humedad, lavarla y volver a secarla para limpiarla de los finos, antes de pasarla por los tamices y determinar su granulometría. Incluso en ocasiones, el laboratorista podría estimar conveniente repetir el ensaye, lo que aumentaría la demora de los resultados. Todos estos aspectos deben ser considerados y gestionados por el ingeniero que solicita los ensayes.

Los resultados que se obtendrán en este ensayo aportarán mayor claridad y profundidad a la descripción visual inicial.

ENSAYE GRANULOMÈTRICO CIV 261

PROCEDIMIENTOS

1. Se toma una muestra de suelo previamente homogeneizado, desmenuzado y seco en horno.2. Se pesa la muestra seca (varias veces) inmediatamente después de secada al horno y al comenzar el

ensayo, para determinar de esta forma, la humedad higroscópica adquirida. El último valor obtenido es el peso total del suelo seco (Wt).

3. Inmediatamente se separa la muestra seca en dos partes por el tamiz 3/8’’ (9,52 [mm])3.

4. Se somete la muestra obtenida en este tamiz a un lavado con el fin de eliminar todo el suelo fino (menor a 74 micrones). Para esto, se remoja el suelo en un recipiente con agua, hasta que las partículas finas que se encuentran adheridas a las mayores “se suelten”. Enseguida se lava el suelo con una manguera colocando como filtro la malla Nº200. El lavado termina cuando se observa que el agua utilizada sale limpia, pudiéndose apreciar claramente el fondo del recipiente. Este proceso debe ser realizado cuidadosamente, para no dañar el tamiz o producir perdidas de suelo al ser lanzado éste fuera del tamiz.

5. Se vacía el residuo al plato de evaporación de porcelana y se deja reposar durante un periodo de tiempo, hasta que la parte superior de la suspensión esté limpia; luego de esto el plato o bandeja con el suelo y agua debe ser colocado en el horno a 110 + 5ºC durante 24 [hr].

6. Cumplido el tiempo de secado se registra el peso del material seco al horno y por diferencia, el peso del material fino lavado.

7. Se deposita el material en la criba superior del juego de tamices limpios y ordenados hasta la criba 3/8’’. El juego de tamices deberá llevar en la parte superior la tapa y en la inferior la bandeja de residuo (BR).

8. El juego de tamices con la muestra de suelo se coloca en el vibrador mecánico durante 5 a 10 minutos, dependiente de la cantidad de material angular y material fino presente. Si la cantidad de material retenida en determinados tamices es tal que el juego de tamices no puede ser bien ajustado, se agita éste, en forma manual con movimientos horizontales y verticales, combinados hasta lograr un buen ajuste luego de lo cual el juego se coloca en la maquina vibradora.

9. Cumplido el tiempo de vibrado, se mueve el juego de tamices desde el vibrador y se obtiene el peso del material retenido en cada tamiz colocando enseguida cada fracción retenida sobre una hoja de papel. Se registra cada peso obtenido en la hoja de cálculos.

10. Se toma una muestra representativa seca de 500 [gr] de la fracción que pasó el tamiz 3/8’’.11. Esta fracción de suelo se lava y posteriormente se seca en forma similar a lo indicado en las etapas

anteriores.12. Se vacía el material en la malla superior del juego (Nº4), la cual ha sido previamente limpiada y

ordenada.13. Se procede a continuación en forma similar a lo mencionado en las etapas 8 y 9.

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RESULTADOS

Registro y pauta

NOMBRE DEL SOLICITANTE PLAN DE MUESTREO

Grupo 1

NOMBRE LABORATORIO MUESTREADOR LEMCOCLASE DE MATERIAL Arena LimosaPROCEDENCIA NingunaTIPO DE MUESTRA No perturbadas y perturbadas.CANTIDAD DE MATERIAL QUE REPRESENTA(m3)

No se sabe

PROCEDIMIENTO DE EXTRACCION SondajeEMPLEO PROPUESTO FundaciónENSAYOS REQUERIDOS Porcentaje de HumedadFECHA DE EXTRACCION 14/11/2011IDENTIFICACIÒN DE CALICATAS SondajeNº DE HORIZONTE O ESTRATO MUESTREADO

Horizonte 8.

PROFUNDIDAD DE MUESTREO(m)ESTADO DEL TIEMPO AL MOMENTO MUESTREAR

Despejado

PROFUNIDAD CALICATA 45 mPROFUNIDAD DE NAPA DE AGUA 4.7CANTIDAD DE MUESTRAS 1MODO DE TRANSPORTE AL LABORATORIO ProtegidoIDENTIFICAR USO DE MUESTRAS GEMELAS Si.INFORMACION ESPECIFICA Debido a la finura del material

probablemente se tenga fenómeno de licuación en presencia de sismo de alta intensidad.

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Identificación visual del suelo

NOMBRE: ARCILLA LIMOSA G0%/A95%/F5%.TAMAÑO, GRADUACIÓN: < 2 [mm] de diámetro.COLOR: Gris oscuroOLOR: No tieneDILATANCIA: Rápida.RESISTENCIA SECA: No aplica.PLASTICIDAD: Nula.HUMEDAD: Húmedo.CONSISTENCIA O COMPACIDAD: Media.ESTRUCTURA: Homogénea.CEMENTACIÓN: Débil.ORIGEN: Sedimentario.MATERIA ORGANICA: Sin indicios.SIMBOLO DEL GRUPO: (SM)NOMBRE DEL SUELO: Arena.

Contenido de humedad: 6.4 %.

CÁLCULOS Y RESULTADOS

1.1 Porcentaje retenido en cribas.

No hubo material retenido en las cribas. (0%)

1.2 Porcentaje retenido en mallas:

Usamos % retenido enlamalla Nº 4=pesoretenido encadamalla∗porcentaje pasando por tamiz 3 /8} over {peso de la muestra ¿

Considérese que la masa de la muestra: 510 [gr] y que el porcentaje que paso por la malla 3/8” es de un 100%.

a) Peso retenido en malla Nº4 es 0[grs], por lo tanto: % retenido enlamalla Nº 4=0 b) Peso retenido en malla Nº10 es 0[grs], por lo tanto: % retenido enlamalla Nº10=0 c) Peso retenido en malla Nº40 es 167.8 [grs], por lo tanto:

% retenido enlamalla Nº 40=167.8∗100510

=32.90 %

d) Peso retenido en malla Nº200 es 311.9 [grs], por lo tanto:

% retenido enlamalla Nº200=311.9∗100510

=61.16 %

1.3 Porcentaje retenidos acumulados en mallas:

a) Porcentaje retenido acumulado hasta malla Nº4: 0%b) Porcentaje retenido acumulado hasta malla Nº10: 0%c) Porcentaje retenido acumulado hasta malla Nº40: 32.9%

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d) Porcentaje retenido acumulado hasta malla Nº200: 32.9+61.16 = 94.06%

1.4 Porcentaje pasando por mallas:

a) Porcentaje pasando por malla Nº4: 100-0 = 100%b) Porcentaje pasando por malla Nº10: 100-0 = 100%c) Porcentaje pasando por malla Nº40: 100-32.9 = 67.1= 67%d) Porcentaje pasando por malla Nº200: 67.1- 61.16 = 5.94 =6%

2 Curva granulométrica (ver grafica adjunta)

3 Cálculo del coeficiente de uniformidad (Cu):

Cu=D 60D 10

D60 = diámetro por el cual pasa el 60% del suelo.

D10 = diámetro por el cual pasa el 10% del suelo.

D10 y D60 se calculan por interpolación y se obtiene que: D60= 0.380 [mm] y D10=0.097 [mm]

Luego Cu= 3.9

4 Cálculo del coeficiente de curvatura (Cc):

Cc=(D 30)2

D 60∗D 10

D30 = diámetro por el cual pasa el 30% del suelo.

D30 se calcula por interpolación y se obtiene que: D30= 0.210 [mm]

Luego Cc= 1.2

4.5 Del gráfico obtenemos lo siguiente:

a) Porcentaje de diámetros mayores a 3”: 0%b) Porcentaje de gravas: 0%c) Porcentaje de arenas: 94%, distribuida en 33% de arena media y 61% de arena fina.d) Porcentaje de finos: 6%.

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RESUMEN DE LOS RESULTADOS

SERIEAbertura

(mm)

Material Retenido%

Acumulado % Que pasaPeso (Wr)

[grs]Porcentaje retenido

Criba 3/8” 9.520 - 100 100No 4 4.760 - 100 100

No 10 2.000 - 100 100No 40 0.420 167.8 32.9 67.1 67

No 200 0.074 311.9 61.16 5.94 630.3 5.94

Peso seco antes de lavar: 510 [grs].

Peso seco después de lavar: 479,7 [grs].

Fino por lavado: 6%.

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CONCLUSION

La descripción visual inicial se ha confirmado y complementado. Durante el proceso de realización del ensaye se observó que:

La muestra lavada presenta conchuelas, indicando que el suelo es de tipo sedimentario con posible origen marino.

Brillo en el suelo: presencia de partículas micáceas, lo que indica un grado de meteorización. Estas partículas no son duras, es decir, son desfavorables para la resistencia estructural del suelo.

El suelo es de baja tenacidad: al frotar una porción de muestra en la mano quedaron residuos de polvillo. La muestra corresponde a arena fina con contenido de limo. Probable SP-SM. Pues su Cu=3.9 < 6. Además, dado que la muestra es arena fina, su bajo grado de cementación la hace menos adecuada para

fundar por estar propensa a la licuación.