Granulometria Por Tamizado y Contenido de Humedad

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

FACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

“V CURSO DE TITULACION ING CIVIL”

ANALISIS GRANULOM GRANULOMETRICO ETRICO DE SUELOS POR TAMIZADO TAMIZADO CONTENIDO DE HUMEDAD CURSO:

VIAS DE TRANSPORTE PRESENTADO POR:

WILBER HINOJOSA MEDINA ROGER QUISPE CARDENAS ENRIQUE CCAPA PUMA ARQUIMEDES RODAS ESPINOZA DOCENTE:

ING. HUGO CASSO VALDIVIA

CUSCO – PERÚ

2013

Universidad “Alas Peruanas”

Vías de Transporte

Contenido

1.0 ANALISIS GRANULOMETRICO DE SUELOS POR TAMIZADO ................................. 2

1.1. Introducción ............................................................................................................................. 2 1.2. Objetivos .................................................................................................................................. 4 1.3. Granulometría .......................................................................................................................... 5 1.4. Coeficiente de Uniformidad ..................................................................................................... 6 1.5. Coeficiente de Curvatura ......................................................................................................... 6 1.6. Curva Granulométrica .............................................................................................................. 7 1.7. Norma de Referencia ............................................................................................................... 7 1.8. Material y Equipos .................................................................................................................... 7 1.9. Procedimiento del ensayo en Laboratorio ............................................................................... 8 1.10. Conclusiones .......................................................................................................................... 9 1.11. Recomendaciones .................................................................................................................. 9

2.0 CONTENIDO DE HUMEDAD..................................................................................... 12

2.1 INTRODUCCION ....................................................................................................................... 12 2.2 OBJETIVOS ............................................................................................................................... 13 2.3 DEFINICION .............................................................................................................................. 13 2.4 MATERIALES ............................................................................................................................ 14 2.5 CALCULOS: ............................................................................................................................... 17 2.6 COMENTARIOS ........................................................................................................................ 18 2.7 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................................... 19

Análisis granulométrico granulométrico de suelos por tamizado Contenido de Humedad Humedad de suelos suelos

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1.0 ANALISIS GRANULOMETRICO DE SUELOS POR TAMIZADO 1.1. Introducción Se denomina distribución granulométrica de un suelo a la división del mismo en diferentes fracciones, es la determinación de los porcentajes de grava, arena, limo y arcilla que se encuentra en cierta masa de suelo seleccionadas por el tamaño de sus partículas componentes; las partículas de cada fracción se caracteriza porque su tamaño se encuentra comprendido entre un valor máximo y un valor mínimo, en forma correlativa para las distintas fracciones de tal modo que el máximo de una fracción es el mínimo de la que le sigue correlativamente. En suelos gruesos (gravas, arenas y limos no plásticos), de estructura simple, la característica más importante para definir su resistencia es la compacidad; la angulidad de los granos y la orientación de las partículas juegan también un papel importante, aunque menor. Una de las razones que han contribuido a la difusión de las técnicas granulométricas es que, en cierto sentido, la distribución granulométrica proporciona un criterio de clasificación. Los conocidos términos arcilla, limo, arena y grava tiene tal origen y un suelo se clasificaba como arcilla o como arena según tuviera tal o cual tamaño máximo. La necesidad de un sistema de clasificación de suelos no es discutible, pero el ingeniero ha de buscar uno en que el criterio de clasificación le sea útil. La gráfica de la distribución granulométrica suele dibujarse con porcentajes como ordenadas y tamaños de las partículas como abscisas. Las ordenadas se refieren a porcentaje, en peso, de las partículas menores que el tamaño correspondiente. La representación en escala semilogaritmica resulta preferible a la simple presentación natural, pues en la primera se dispone de mayor amplitud en los tamaños finos y muy finos, que en escala natural resultan muy comprimidos. La forma de la curva da idea inmediata de la distribución granulométrica del suelo; un suelo constituido por partículas de un solo tamaño estará representado por una Análisis granulométrico de suelos por tamizado Contenido de Humedad de suelos

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línea vertical, una curva muy tendida indica gran variedad en tamaños (suelo bien graduado) El método mecánico se usa en caso de que los suelos sean granulares lo que permite fácilmente determinar los porcentajes de grava y arena mediante el uso de un juego de tamices. Estos tamices con aberturas calibradas, varían desde 10.16 cm. que equivale a 4’ hasta 0.074 mm. que equivale al tamiz No 200. El análisis granulométrico consiste en pasar el suelo por una serie de tamices, previo conocimiento del peso total de la muestra; la parte del suelo retenido por cada tamiz se calcula en forma individual con relación al peso total y seguidamente se determina los porcentajes que pasan por cada tamiz.

TAMIZ

Análisis granulométrico de suelos por tamizado Contenido de Humedad de suelos

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1.2. Objetivos 7.2.1. Objetivo General 

El objetivo principal que persigue este ensayo de laboratorio, es el de poder clasificar el suelo, según el tamaño de sus partículas por medio de la granulometría.



Determinar experimentalmente la distribución cuantitativa del tamaño de las partículas de un suelo.



-Analizar su graduación en base a los coeficientes de uniformidad (Cu) y Curvatura (Cc).

7.2.2. Objetivos Específico 

Determinar el porcentaje de paso de los diferentes tamaños de suelo y con estos datos construir su curva granulométrica.



Determinar mediante el análisis de tamizado la gradación que existe en una muestra de suelos.



Determinar experimentalmente la distribución cuantitativa del tamaño de las partículas de un suelo.



Analizar su graduación en base a los coeficientes de uniformidad (Cu) y Curvatura (Cc).



Nos permite determinar los porcentajes de suelos que pasan por los distintos tamices de la serie empleado en el ensayo, hasta el de 74mm (Nº 200).

TAMICES


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1.3. Granulometría La granulometría de Un suelo se define como la distribución del tamaño de sus partículas. se determina haciendo pasar una muestra representativa de suelo por una serie de tamices ordenados, por abertura, de mayor a menor. Los tamices son básicamente unas mallas de aberturas cuadradas, que se encuentran estandarizadas (tamices ASTM) según el tamaño de la abertura en pulgadas. La serie de tamices utilizados para los suelos son, 2", 1½", 1", ¾", ½", 3/8”,1/4”,Nº

4, Nº 10, Nº 20, Nº 40, Nº 50, Nº 100, Nº 200, Cazuela. 

Calculo de porcentaje retenido sobre cada tamiz en la siguiente forma:

  



      



Calculo del porcentaje más fino, restando en forma acumulada de 100% los porcentajes retenidos sobre cada tamiz.        

Diferentes


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1.4. Coeficiente de Uniformidad El coeficiente de uniformidad, definido originalmente por Terzaghi y Peck, se utiliza para evaluar la uniformidad del tamaño de las partículas de un suelo. Se expresa como la relación entre D 60 y D10, siendo:

Cu = D60 / d10 

D60 = el diámetro o tamaño por debajo del cual queda el 60% del suelo, en peso



D10 = el diámetro o tamaño por debajo del cual queda el 10% del suelo, en peso.

En realidad la relación es un coeficiente de no uniformidad, pues su valor numérico decrece cuando la uniformidad aumenta. Los suelos con Cu < 3 se consideran muy uniformes; aun las arenas naturales muy uniformes rara vez se presentan Cu > 2.

1.5. Coeficiente de Curvatura Como dato complementario, es necesario para definir la uniformidad, se define el coeficiente de curvatura del suelo con la expresión:

Cc = (D30)2 / D60 * D10


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1.6. Curva Granulométrica Representación grafica del ensayo donde a partir de ella es posible observar la graduación de un suelo.

1.7. Norma de Referencia 

Manual de Ensayos EM - 2000 sección MTC.



Reglamentos Nacional de Edificaciones.



ASTM D 422.

1.8. Material y Equipos 

02 Balanzas mecánicas , para pesar una el suelo no lavado y otra para pesar el porcentaje de suelos retenidos con sus respectivas mallas

Serie de Tamices de malla cuadrada utilizada en su orden los siguientes tamices: tamiz 2", 1½", 1", ¾", ½", 3/8”,1/4”,Nº 4, Nº 10, Nº 20, Nº 40, Nº 50, Nº 100, Nº 200, Cazuela. 

02 Recipiente para el secado de las muestras..



Brocha para el limpiado de las mallas.


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

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Horno para el secado de las muestras a un temperatura constante de 110ºC.

1.9. Procedimiento del ensayo en Laboratorio 

La muestra se separó mediante cuarteo,



Unas ves realizadas el cuarteo se obtuvo una muestra representativa de 5903 gramos.



Se colocó la muestra en un recipiente apropiado para luego ser secada en el horno a una temperatura de 110ºC durante 24 horas.



Una vez cumplida las 24 horas se procede al lavado de la muestra, sobre el tamiz Nº 200, con la finalidad de eliminar la cantidad de limos.



lavada la muestra se colocó en un recipiente para luego ser secado en el horno a una temperatura de 110ºC. durante 24 horas.



Una vez secada, se pesó el material para luego ser zarandeada en el juego de tamices ordenados de mayor a menor con el agitador electrónico durante 5 minutos.



Pesamos el material retenido en cada tamiz y se tomó nota.



Una vez obtenido los pesos respectivo se procedió con los cálculos.

EJEMPLO GRAFICO LOS RESULTADOS DE TAMIZADO


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1.10. Conclusiones Las conclusiones más destacadas de esta práctica son las siguientes: 

Se aprendió y nos familiarizamos con el uso de los tamices, como también las distintas dimensiones que presenta cada una de ellas.



El estudio del análisis granulométrico es importante ya que se puede conocer la distribución por tamaños del suelo.



De

acuerdo

a

los

resultados

obtenidos

analizando

el

suelo

en

cuanto a su distribución por tamaños y su composición del mismo se tendría la siguiente. 

clasificación: grava: gruesa 95.11%, media 73.56%, fina 46.89%; arena media 38.00% y material fino (limo): 34.92%.



El suelo analizado es uniforme con C u = NO TIENE y bien gradado con C v = NO TIENE, lo cual quiere decir que posee un amplio margen de

tamaños de partículas y cantidades apreciables de cada tamaño.

1.11. Recomendaciones 

Se recomienda que en la realización de la práctica se tenga mucho cuidado de que no se derrame el material usado, particularmente al tamizarlo en los diferentes tamices como también al pesar los pesos


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retenidos. 

El tamizado del material en lo posible se debe realizar el mayor tiempo, para que no quede material que debería haber pasado por cierto tamiz.



En cuanto al pesaje del material retenido debe ser muy bien pesado, porque de lo contrario se producirá un error, haciéndose notorio dicho error cuando sumamos los diferentes pesos retenidos y no se obtiene el peso total de la muestra.

PANEL FOTOGRAFICO

RESULTADOS OBTENIDOS DEL ANALISIS GRANULOMETRICO


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1.12 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

MECANICA DE SUELOS POR: Eulalio Juárez Badillo, Alfonso Rico Rodríguez

MECANICA DE SUELOS POR: Carlos Crespo Villalaz

MECANICA DE SUELOS POR: Eulalio Juárez Badillo, Alfonso Rico Rodríguez

MECANICA DE SUELOS POR: Karl Terzaghi, R. B. Peck, Oreste Moretto


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2.0 CONTENIDO DE HUMEDAD 2.1 INTRODUCCION La Mecánica de Suelos es importante en proyectos, tanto en obras horizontales como en obras verticales, se necesita tener información veraz acerca de las propiedades físico-mecánico de los suelos donde se pretende cimentar la obra. Por lo que deberá hacerse un plan de exploración y muestreo en el área donde se desea realizar el proyecto. La exploración deberá consistir en la investigación del subsuelo mediante aberturas de calicatas de profundidades de 2.5m., con el objetivo de poder obtener muestras representativas de suelo (estratos) a la que se sometan a pruebas de laboratorio, tomando en cuenta que el muestreo y los ensayos se realizan necesariamente sobre pequeñas muestras de estratos de suelos, es necesario realizar ensayos básicos de análisis granulométrico, humedad, etc. Se emplea algún método estadístico para estimar la viabilidad técnica de los resultados. El suelo, desde el punto de vista hidrológico, es un depósito o almacén de agua cuya capacidad para retenerla y contenerla depende de sus propiedades físicas como Textura del suelo, estructura del suelo, densidad real o peso específico real, porosidad y permeabilidad. El suelo, es uno de los recursos naturales más importantes que cuando es utilizado prudentemente puede ser considerado como renovable. Es un elemento de enlace entre los factores bióticos y abióticos y tratándose del hábitat para el desarrollo de las plantas es necesario mantener su productividad, para que a través de él y de las prácticas agrícolas adecuadas se establezca un equilibrio entre la producción agrícola y el acelerado incremento del índice demográfico. El proceso de la obtención del contenido de humedad de una muestra se hace en laboratorios, el equipo de trabajo consiste en un horno donde la temperatura pueda ser controlable. Una vez tomada la muestra del sólido en estado natural se introduce al horno. Análisis granulométrico de suelos por tamizado Contenido de Humedad de suelos

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Ahí se calienta el espécimen a una temperatura de más de 100 grados Celsius, para producir la evaporación del agua y su escape a través de ventanillas. Se debe ser cuidadoso de no sobrepasar el límite, para no correr el riesgo de que el suelo quede cremado con la alteración del cociente de la determinación del contenido de humedad. El material debe permanecer un periodo de doce horas en el horno, por esta razón se acostumbra a iniciar el calentamiento de la muestra de suelo al final del día, para que así de deshidrate durante toda la noche.

2.2 OBJETIVOS 

Determinar la cantidad de agua que posee una muestra de suelo, con respecto al peso seco de la muestra.

2.3 DEFINICION El contenido de humedad es el peso de agua que contiene un suelo comparada con el peso seco del suelo, que generalmente se expresa como porcentaje. Esta propiedad se determina en laboratorio, se toma una muestra pequeña de suelo que sea representativo del total, se coloca en una tara de vidrio o de otro material de peso conocido ( en nuestro laboratorio tara de aluminio) se pesa el suelo húmedo más la tara, luego para hacer que la muestra tenga peso constante se coloca a un horno que este entre 100ºC a 110ªC de temperatura, luego de haber obtenido el peso constante se enfría en un desecador y se determina el peso de la muestra seca. El agua en los suelos puede presentarse en forma líquida normal o en forma de grupos de partículas, como el caso del agua remanente en una masa de arcilla secada en forma parcial. Las películas de agua existentes en el último caso pueden tener propiedades que difieren rigurosamente de las que tiene el agua en su forma normal, las propiedades de los suelos finos dependen del alto grado de las propiedades y comportamiento de las películas de agua absorbida Este

ensayo tiene por finalidad, determinar el contenido de humedad de una

muestra de suelo. El contenido de humedad de una masa de suelo, está formado por la suma de sus aguas libre, capilar. La importancia del contenido de agua que presenta un suelo representa junto con la cantidad de aire, una de las Análisis granulométrico de suelos por tamizado Contenido de Humedad de suelos

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características más importantes para explicar el comportamiento de este (especialmente en aquellos de textura más fina), como por ejemplo cambios de volumen, cohesión, estabilidad mecánica. El método tradicional de determinación de la humedad del suelo en laboratorio, es por medio del secado a horno, donde la humedad de un suelo es la relación expresada en porcentaje entre el peso del agua existente en una determinada masa de suelo y el peso de las partículas sólidas:

w = ( Ww / Ws ) * 1 0 0 ( % ) Dónde : w = contenido de humedad expresado en % Ww = peso del agua existente en la masa de suelo Ws = peso de las partículas sólidas

2.4 MATERIALES 



Cápsula de aluminio

Horno eléctrico, que mantenga la temp. constante a 105°C.


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



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Balanza con aproximación al 0.1 gr.

Espátula

6.4. Procedimiento 1. Se anota el número de la cápsula y se pesa, anotándola como peso de capsula.


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2. colocar el espécimen húmedo en la capsula para luego pesar y obtener el peso del suelo húmedo + peso de capsula.

3. Colocar la capsula más el espécimen en el horno a una temperatura de 105°C por 24 horas.

4. Luego que el material se haya secado, remover el contenedor del horno y dejar enfriar para luego pesar en la balanza y obtener peso seco de la muestra + peso de capsula.


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6. Y se realizan los cálculos para determinar el contenido de agua por el método rápido.

2.5 CALCULOS: Una vez medidas y realizadas el procedimiento se inicia con el cálculo del contenido de humedad por el método del horno, dicho sea de paso el más exacto y muy bueno, co la información de la muestra se tiene los siguientes datos y por lo tanto los cálculos correspondientes:

DATOS: Peso de suelo Húmedo (estado natural):

71.7 gr

Peso de suelo seco:

70.8 gr

CALCULO:  

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                

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2.6 COMENTARIOS El movimiento del agua en el suelo se rige por distintas leyes, según la importancia relativa de las diferentes fuerzas en presencia de la humedad del suelo. Primer caso. Cuando el contenido de humedad en el suelo es superior a la

capacidad de retención, es decir, el suelo está totalmente saturado de humedad, el movimiento del agua se rige por la gravedad. En esta situación la permeabilidad es la propiedad que define la mayor o menor facilidad con la cual se realiza este movimiento. Segundo caso. Cuando el contenido de humedad es inferior a la capacidad

de retención, el movimiento del agua se rige por difusión capilar hasta llegar al contenido de humedad que señala el punto de marchitez y, pasando éste, el desplazamiento del agua está regido por la evaporación. En este caso domina el potencial de fuerzas capilares sobre las restantes. La velocidad de circulación dependerá de los límites de humedad del suelo. Si la humedad es uniforme en todos los puntos del suelo, no hay movimiento. El Contenido de Humedad de los Suelos, esta propiedad física del suelo es de gran utilidad en la construcción civil y se obtiene de una manera sencilla, pues el comportamiento y la resistencia de los suelos en la construcción están regidos, por la cantidad de agua que contienen. El contenido de humedad de un suelo es la también la cantidad de agua que contienen. El contenido de humedad de un suelo es la relación del cociente del peso de las partículas sólidas y el peso del agua que guarda, esto se expresa en términos de porcentaje. La distribución exacta del riego es muy importante ya que:

Demasiado escasa, así como demasiada elevada cantidad de agua tienen un efecto negativo sobre el rendimiento y sobre la salud de la planta.


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La humedad del suelo así como la disponibilidad y la absorción de nutrientes están fuertemente correlacionadas. La importancia que tiene el contenido de humedad en los suelos favorece en sí conocer la cantidad de agua que contiene el suelo ya que éste será un valor muy importante en muchas obras y así tomar decisiones al momento de aplicar las obras u algún proyecto, es asi el valor de contenido de agua optimo para realizar la compactación de suelos, en la construcción para realizar el diseño de mezclas, etc.

2.7 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Ricardo Radulovich.Método gravimétrico para determinar in situ la humedad volumétrica del suelo.Agronomía costarricense 33(1): 121-124. Issn:0377-9424 / 2009. 2. Cátedra de cereales y oleaginosas. Departamento de producción vegetal. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Universidad Nacional de Córdoba Determinación del contenido hídrico del suelo. 3. Infiltración y humedad del suelo. Principios de hidrogeografía. Estudio del ciclo hidrológico. Serie Textos Universitarios, Núm. 1. 4. http://www.cch.unam.mx/ssaa/naturales/pdi/humedad.pdf 5. http://www.mag.go.cr/rev_agr/v33n01-121.pdf 6. http://www.arqhys.com/construccion/suelos-humedad.html 7. http://www.monografias.com/trabajos6/elsu/elsu.shtml


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Granulometria Por Tamizado y Contenido de Humedad

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