UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE HONDURASVALLE DE SULA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

LABORATORIO DE: Mecánica de Suelos I

SECCION: 9:00 - 11:00 am

NOMBRE DE ENSAYO: Análisis Granulométrico

ENSAYO #: 1

ALUMNO:

CATEDRATICO:

FECHA: 20-Sep-2012

2. Introducción

En el siguiente informe de laboratorio de la clase de mecánica de suelos vamos a hablar y tratar de explicar unos de los temas importantes en los suelos y es el análisis Granulometría que lo que trata de explicar un poco es como podemos medir el tamaño de las diferentes partículas, granos y rocas de los diferentes suelos que a mi punto de vista es muy importante conocer y aprender, un poco el poder cuidadosamente con los instrumentos necesarios el poder analizarlos los diferentes suelos y tener un buena medida del tamaño de las piedras, granos, arena, ect. Que a la vez estos constituyen un árido o polvo.

Y también la Granulometría es uno de los temas que como futuros ingenieros necesitamos conocer a la perfección ya que es uno de los temas que vamos a oír y aplicar en la vida real en los diferentes proyectos así que es muy importante la granulometría y a través de este informe vamos a conocer mas de este análisis.

3. Objetivos

1. Determinar la distribución en tamaños de las partículas de suelo mayores que 0.074mm.2. Determinar el porcentaje de paso de los diferentes tamaños de suelo y con estos datos

construir su curva granulométrica.

4. Materiales y equipo

Juego de tamices ASTMCucharones planosBalanzaBrochasHornoAgitadores mecánicos

5. Marco Teórico

El suelo está constituido por infinidad de partículas y la variedad en el tamaño de esas es ilimitado. Cuando se comenzaron las investigaciones sobre las propiedades de los suelos se creía que sus propiedades mecánicas dependían directamente de esta distribución en tamaños.

Sin embargo, hoy sabemos que es muy difícil deducir con certeza las propiedades mecánicas de los suelos a partir de su distribución granulométrica.

Análisis Granulométrico.

Es la determinación de los tamaños de las partículas de una cantidad de muestra de suelo, y aunque no es de utilidad por sí solo, se emplea junto con otras propiedades del suelo para clasificarlo, a la vez que nos auxilia para la realización de otros ensayos. En suelos granulares nos da una idead de su permeabilidad y en general de su comportamiento ingenieril, no así en suelos cohesivos donde este comportamiento depende de la historia geológica del suelo.

El análisis granulométrico puede expresarse de dos formas: Analítica: Mediante tablas que muestran el tamaño de la partícula contra el porcentaje de

suelo menor a ese tamaño (porcentaje respecto al peso total).

Gráfica: Mediante una curva dibujada en papel semilogaritmo a partir de puntos cuya abscisa en escala logarítmica es el tamaño del grano y cuya ordenada en escala natural es el porcentaje de suelo menor que ese tamaño (porcentaje respecto al peso total).A esta grafica se le denomina Curva granulométrica.

Al realizar el análisis granulométrico distinguimos en las partículas cuatro rangos de tamaños:1. Grava: constituida por partículas cuyo tamaño es mayor que 4.76mm

2. Arena: constituida por partículas menores que 4.76mm y mayores que 0.074mm.

3. Limo: constituida por partículas menores que 0.074mm y mayores que 0.002mm.

4. Arcilla: constituida por partículas menores que 0.002mm

En el análisis granulométrico se emplean generalmente dos métodos para determinar el tamaño de los granos de los suelos:

Método mecánico.

Método del hidrómetro.

Análisis Granulométrico Mecánico por TamizadoEs el análisis granulométrico que emplea tamices para la separación en tamaños de las partículas del suelo. Debido a las limitaciones del método su uso se hace restringido a partículas mayores que 0.074mm. Al material menos que ese tamaño se le aplica el método del hidrómetro.

TamizEs el instrumento empleado en la separación del suelo por tamices, esta formado por un marco metálico y alambres que se cruzan ortogonalmente formando aberturas cuadradas. Los tamices del ASTM son designados por medio de pulgadas por lado; un tamiz 2’’ es aquel cuya abertura mide dos pulgadas por lado; un tamiz No 4 s aquel que tiene cuatro alambres y cuatro aberturas por pulgadas lineal.

Limitación del Análisis Mecánico No provee información de la forma del grano ni de la estructura de las partículas.

Se miden partículas irregulares con mallas de forma regular.

Las partículas de menor tamaño tienden a adherirse a las de mayor tamaño.

El número de tamices es limitado mientras las partículas tienen números de tamaños ilimitados.

Tiene algún significado cuando se realiza a muestras representativas de suelo.

6. Procedimiento

A partir del material traído del campo se obtiene una muestra representativa de la masa de suelo y se seca en el horno. Se reducen los terrones de la muestra a tamaños de partículas elementales.

El material así reducido se emplea para realizar la granulometría gruesa vertiendo el suelo a través de los tamices en el siguiente orden:

, #4 dispuestos sucesivamente de mayor a menor, colocando al

final un receptáculo denominado fondo.

Luego se pasa a tamizar el material colocándolo en los agitadores mecánicos, cinco minutos en el de movimiento vertical y cinco minutos en el de movimiento horizontal. Si no se cuenta con agitadores mecánicos se tamiza manualmente durante diez minutos. Se recupera el material retenido en cada tamiz asegurándonos manualmente.Se procede a pesar el material retenido en cada tamiz, pudiendo hacerse en forma individual o en forma acumulada. El suelo que se encuentra en el fondo se pesa siempre individualmente.

Una vez pesado, el material que se encuentra en el fondo se cuartea para obtener una muestra que pese entre 150 y 300 gramos con la cual se hace la granulometría fina. La muestra obtenida del cuarteo se pesa y se lleva sobre el tamiz No. 200 para eliminar el material menor que ese tamaño. Se coloca la muestra en el horno y se seca durante 24 horas a 110⁰C, después se vierte sobre los tamices No 10, No 30, No 40, No. 100, No. 200 y fondo dispuestos sucesivamente de mayor a menor apertura y se procede igual q para la granulometría gruesa.

7. Datos Obtenidos

Datos: Granulometría gruesaPeso de la tara: 832 gr.Peso de la muestra: 1500gr.

Tamiz Peso Acumulado3” 0 2 ½” 0 2” 1234 gr.1 ½ “ 1379 gr.1” 1410 gr.3/4 “ 1534 gr.3/8 1628 gr. No 4 1701 gr.Fondo 701.5 gr.

Datos:Granulometría Fina Peso de la tara: 80 gr.Peso de la muestra: 225 gr.Peso de la muestra horno: 225.5 gr.

Tamiz Peso AcumuladoNo 10 122.10 gr.No 30 194.30 gr.No 40 222.50 gr.No 100 274.30 gr.No 200 301.40 gr. Fondo 81.40 gr.

8. Cálculos, Gráficos y tablas

Granulometría GruesaTamiz Calibre (mm) Peso Retenido

Acumulado (gr)Peso real

(gr)% Retenido Acumulado

% Pasa

3” 76.2 0 0 0 100%2.5” 63 0 0 0 100%2” 50 1234 402 26.8% 73.2%

1.5” 38.1 1379 547 36.46% 63.54%1” 25 1410 578 38.53% 61.47%

3/4" 19 1534 702 46.8% 53.2%3/8” 9.5 1628 796 53.06% 46.94%#4 4.75 1701 869 57.93% 42.07%

Fondo 701.5Peso de la Muestra=1500 gr

Formulas:

Peso real=peso acumulado-peso tara

Peso real =1234 - 832= 402gr

% retenido acumulado = Peso real x 100 Peso de la muestra

% retenido acumulado= 402 X 100 = 26.8% 1500

% pasa = 100 - % retenido acumulado

% pasa= 100 – 26.8 = 73.2%

Granulometría FinaTamiz mm Peso Retenido

AcumuladoPeso Real

(gr)% Retenido Acumulado

% Pasa % Corregido

10 2 122.1 42.1 18.67% 81.33% 34.21%30 0.6 194.3 114.3 50.69% 49.31% 20.74%40 0.425 222.5 142.3 63.10% 36.9% 15.52%100 0.15 274.3 194.3 86.76% 13.84% 5.82%200 0.075 301.4 221.4 98.18% 1.82% 0.76%

Fondo 81.4Peso de la Muestra=225gr

Fórmulas:

Peso real = peso acumulado-peso tara

Peso real = 122.1 – 80 = 42.1gr

% retenido acumulado = Peso real x 100 Peso de la muestra

% retenido acumulado = 42.1 X 100 = 18.67 % 225.5

% pasa = 100 - % retenido acumulado

% pasa = 100 – 18.67 = 81.33 %

% pasa corregido= % pasa tamiz #4 X % pasa 100

% pasa corregido = 42.07 X 81.33 = 34.21 % 100

9. I lustraciones

Material traído del campo

Colocar el material en los tamices

Luego se pasa al tamiz mecánico para tamizar

Se recupera el tamiz retenido en cada tamiz

Se procede a medir al material en cada tamiz

El suelo que queda en el último tamiz se pesa y se cuartea

La muestra obtenida del cuarteo se pesa y se lava en le tamiz No 200

10. Fuentes de Error

El procedimiento de cuarteo Manipuleo de la Balanza El tiempo de la muestra en el Horno

11. Interpretación de Resultados

1. El suelo es gravoso-arenoso2. El porcentaje de grava es 66%3. El porcentaje de arena es 34%4. Suelo bien gradado

Gravas

2 0.06

Arenas Limos

12. Guia y Glosario1. ¿Cual el objetivo de la practica "Análisis Granulométrico Mecánico”?

Determinar la distribución en tamaños de las partículas de suelo mayores que 0.074mm.

2. Mencione e ilustre el equipo utilizado.

Tamices

Agitador mecanico

Balanza

Cucharon plano

Horno

Brochas

3. ¿Que es el análisis granulométrico? Es la determinación de los tamaños de las partículas de una cantidad de muestra de suelo,

y aunque no es de utilidad por sí solo, se emplea junto con otras propiedades del suelo para clasificarlo, a la vez que nos auxilia para la realización de otros ensayos. En suelos granulares nos da una idead de su permeabilidad y en general de su comportamiento ingenieril, no así en suelos cohesivos donde este comportamiento depende de la historia geológica del suelo

4. Mencione y explique las dos formas en que puede expresarse el análisis granulométrico.El análisis granulométrico puede expresarse de dos formas:a) Analítica : Mediante tablas que muestran el tamaño de la partícula contra el porcentaje

de suelo menor a ese tamaño (porcentaje respecto al peso total).b) Gráfica : Mediante una curva dibujada en papel semilogaritmo a partir de puntos cuya

abscisa en escala logarítmica es el tamaño del grano y cuya ordenada en escala natural es el porcentaje de suelo menor que ese tamaño (porcentaje respecto al peso total). A esta gráfica se le denomina Curva Granulométrica.

5. ¿Cuáles son los rangos de tamaños que se distinguen al realizar el análisis granulométrico? Describa cada uno.Al realizar el análisis granulométrico distinguimos en las partículas cuatro rangos de tamaños: Grava: constituida por partículas cuyo tamaño es mayor que 4.76mm Arena: constituida por partículas menores que 4.76mm y mayores que 0.074mm. Limo: constituida por partículas menores que 0.074mm y mayores que 0.002mm. Arcilla: constituida por partículas menores que 0.002mm

6. ¿Cuales son los métodos empleados para determinar el tamaño de los granos de los suelos?En el análisis granulométrico se emplean generalmente dos métodos para determinar el tamaño de los granos de los suelos: Método mecánico. Método del hidrómetro

7. ¿Que es el análisis granulométrico mecánico por tamizado?Es el análisis granulométrico que emplea tamices para la separación en tamaños de las partículas del suelo. Debido a las limitaciones del método su uso se hace restringido a partículas mayores que 0.074mm. Al material menos que ese tamaño se le aplica el método del hidrómetro.

8. ¿Que es el tamiz?Es el instrumento empleado en la separación del suelo por tamices, esta formado por un marco metálico y alambres que se cruzan ortogonalmente formando aberturas cuadradas. Los tamices del ASTM son designados por medio de pulgadas por lado; un tamiz 2” es aquel cuya abertura mide dos pulgadas por lado; un tamiz No 4 s aquel que tiene cuatro alambres y cuatro aberturas por pulgadas lineal.

9. Enumere las limitaciones del análisis mecánico. No provee información de la forma del grano ni de la estructura de las partículas.

Se miden partículas irregulares con mallas de forma regular. Las partículas de menor tamaño tienden a adherirse a las de mayor tamaño. El numero de tamices es limitado mientras las partículas tienen números de tamaños

ilimitados Tiene algún significado cuando se realiza a muestras representativas de suelo.

10. Describa el procedimiento que es el cuarteo, propósitos y procedimiento. Ilustre.• Coloque la muestra en una superficie dura, limpia y nivelada dónde no haya pérdida de material, ni el aumento accidental de material extraño.• Mezcle el material removiendo la muestra por lo menos tres veces. Con el último meneo, forme con la pala un montón cónico, depositando cada palada en el vértice del mismo, para que se acomode por sí solo y procurando a la vez que la distribución sea uniforme.• Cuidadosamente aplane el montón cónico a un espesor y diámetro uniforme, apretando hacia abajo el vértice con una pala. El diámetro debe ser aproximadamente de cuatro a ocho veces el espesor.• Divida la masa aplanada en cuatro cuartos iguales con una pala o paleta y elimine dos cuartos opuestos diagonalmente incluso todo el material fino. Cepille y limpie los espacios aclarados. Mezcle y cuartee el material restante hasta que la muestra esté reducida al tamaño deseado.

11. Describa el procedimiento del ensayo.A partir del material traído del campo se obtiene una muestra representativa de la masa de suelo y se seca en el horno. Se reducen los terrones de la muestra a tamaños de partículas elementales.

El material así reducido se emplea para realizar la granulometría gruesa vertiendo el suelo a través de los tamices en el siguiente orden:

, #4 dispuestos sucesivamente de mayor a menor, colocando al final un receptáculo denominado fondo.

Luego se pasa a tamizar el material colocándolo en los agitadores mecánicos, cinco minutos en el de movimiento vertical y cinco minutos en el de movimiento horizontal. Si no se cuenta con agitadores mecánicos se tamiza manualmente durante diez minutos. Se recupera el material retenido en cada tamiz asegurándonos manualmente.

Se procede a pesar el material retenido en cada tamiz, pudiendo hacerse en forma individual o en forma acumulada. El suelo que se encuentra en el fondo se pesa siempre individualmente.

Una vez pesado, el material que se encuentra en el fondo se cuartea para obtener una muestra que pese entre 150 y 300 gramos con la cual se hace la granulometría fina. La muestra obtenida del cuarteo se pesa y se lleva sobre el tamiz No. 200 para eliminar el material menor que ese tamaño. Se coloca la muestra en el horno y se seca durante 24 horas a 110⁰C, después se vierte sobre los tamices No 10, No 30, No 40, No. 100, No.

200 y fondo dispuestos sucesivamente de mayor a menor apertura y se procede igual q para la granulometría gruesa.

Glosario:

1. Curva granulométrica Es una representación gráfica de los resultados obtenidos en un laboratorio cuando se analiza la estructura del suelo desde el punto de vista del tamaño de las partículas que lo forman.

2. Tamices Malla de filamentos que se entrecruzan dejando unos huecos cuadrados usados para colar el suelo.

3. Cuartear División en cuadrantes iguales de una muestra de suelo en forma de cono truncado, para luego mezclar dos cuadrantes opuestos.

Preguntas:1. ¿En que proyectos se aplican los ensayos?

Si se pretende construir un edificio en una zona con tradición sísmica, se deberá investigar el tipo de suelo a una profundidad considerable. Es evidente que deberán evitarse las fallas en la corteza terrestre bajo la superficie.

Ciertos suelos pueden llegar a licuarse al sufrir terremotos y transformarse en arenas movedizas. En estos casos debe evitarse construir o en todo caso los cimientos deben tener una profundidad suficiente para alcanzar zonas de materiales sólidos bajo el suelo inestable.

Se han encontrado suelos arcillosos que se llegan a expandir hasta 23 cm o más al someterlos a largos periodos de humedecimiento o secado, con lo que se producen potentes fuerzas que pueden cizallar o fragmentar los cimientos y elevar edificios poco pesados.Los suelos con alto contenido orgánico llegan a comprimirse con el paso del tiempo bajo el peso del edificio, disminuyendo su volumen inicial y provocando el hundimiento de la estructura. Otros tienden a deslizarse bajo el peso de las construcciones.

Los terrenos modificados de alguna forma suelen tener un comportamiento diferente, en especial cuando se ha añadido o se ha mezclado otro tipo de suelo con el original, así como en aquellos casos en que el suelo se ha humedecido o secado más de lo normal, o cuando se les ha añadido cemento u otros productos químicos como la cal. A veces el tipo de suelo sobre el que se proyecta construir varía tanto a lo largo de toda la superficie prevista que no resulta viable desde el punto de vista económico o no es posible edificar con seguridad.

Por tanto, los análisis geológicos y del suelo son necesarios para saber si una edificación proyectada se puede mantener adecuadamente y para hallar los métodos más eficaces y económicos hay una capa rocosa firme a corta distancia bajo la superficie de la obra, la resistencia de la roca permitirá que la extensión sobre la que descanse el peso de la construcción no tenga que ser demasiado grande. A medida que se van encontrando rocas y suelos más débiles, la extensión sobre la que se distribuirá el peso deberá ser mayor.

2. ¿Qué es la norma ASTM y AASHTO?La ASTM (American Society for Testing and Materials) es una norma sobre el control de calidad de materiales, como son requisitos, componentes de los materiales, procedimiento para hacer las pruebas a los materiales en la construcción y demás.

AASHTO (American Association Of State Highway And Transportation Officials) es una norma para el cálculo o diseño vial, es más un código para el Diseño de Carreteras, en ellas te indican los mínimos y máximos para el cálculo de curvas verticales, curvas horizontales, carriles, todo dependerá si es una carretera de 2 carriles, autopista, etc.

Estándares ASTMC 136 Método de Ensayo para Análisis por Malla del Agregado Grueso y FinoC 670 Practica para Preparación de los Términos Precisión y Tendencia par Métodos de Ensayo en Materiales de Construcción.C 702 Practica para Reducir muestras de Campo de Agregados a Tamaños de Ensayo.D 75 Practica para Muestreo de AgregadosE 11 Especificación para Mallas con Tejido de Alambre para Propósitos de Ensayo.

Estándar AASHTOT 11 Metodo de Ensayo para Cantidad de Material más Fino que la Malla 0.075 mm en Agregados.

3. ¿Qué hago con los resultados obtenidos? Dibujar la curva granulométrica del suelo Determinar el tipo de suelo: Gradado y de grano grueso, Mal gradado, suelo arcilloso o

limoso. La cantidad de suelo presente: grava, arena, limo, arcilla

La fracción gruesa tendrá denominaciones, según el sistema:BRITÁNICO 1 AASHTO 2 ASTM 3 SUCS 4f (mm) f ( mm) f (mm) f (mm)

Grava 60 – 2 75 – 2 > 2 75 – 4,75Arena 2 – 0,06 2 – 0,05 2 – 0,075 4,75 – 0,075Limo 0,06 – 0,002 0,05 – 0,002 0,075 – 0,005 < 0,075 FINOSArcilla < 0,002 < 0,002 < 0,005

13. Investigación

Tomando en cuenta el peso total y los pesos retenidos, se procede a realizar la curva granulométrica, con los valores de porcentaje retenido que cada diámetro ha obtenido. La curva granulométrica permite visualizar la tendencia homogénea o heterogénea que tienen los tamaños de grano (diámetros) de las partículas.

Curva granulométrica de un suelo areno-limoso, representado en un papel "log-normal"

Escala granulométrica

Partícula Tamaño

Arcillas < 0,002 mm

Limos 0,002 – 0,06 mm

Arenas 0,06 – 2 mm

Gravas 2 – 60 mm

Cantos rodados 60 – 250 mm

Bloques >250 mm

Clasificación de los suelos usada en diferentes países.

14. Conclusiones

1. El suelo está constituido por una infinidad de partículas y variedad de tamaños por eso que se hace el análisis granulométrico.

2. El análisis granulométrico sirve para determinar los diferentes tamaños de partículas de una cantidad de suelos.

3. En este laboratorio conocimos que el suelo es más grava (66%) y menos arena (34%).

4. En el análisis granulométrico existen dos formas de expresarse: analítica y gráfica.

5. El suelo es bien gradado.

15. Bibliografía

1. Manual de laboratorio de mecánica de suelo

2. www.Enciclopedia Encarta 2005.com

3. www.Geocities.com

4. www.Ilustrados.com

5. www.Monografias.com