Dc li-fr-002 informe de practica de laboratorio granulometria
23560043 2-informe-analisis-granulometria
1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
TRABAJO DE DOMICILIARIO:
“Granulometría”
➢ ASIGNATURA:
○ Mecánica de Suelos I
➢ DOCENTE:
○ MSc. Ingº Lucio Sifuentes Inostroza
➢ INTEGRANTES:
➢ CICLO:
2. Cajamarca,
INTRODUCCION
Se denomina distribución granulométrica de un suelo a la división del
mismo en diferentes fracciones, 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.
Los suelos gruesos con amplia gama de tamaños (bien graduado) se
compactan mejor, para una misma energía de compactación, que los suelos
muy uniformes (mal graduado). Esto sin duda es cierto, pues sobre todo con
vibrador, las partículas más chicas pueden acomodarse en los huecos entre
las partículas más grandes, adquiriendo el contenido una mayor
compacidad.
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 línea vertical, una curva muy tendida
indica gran variedad en tamaños (suelo bien graduado)
3. PRACTICA DE GRANULOMETRIA
I.OBJETIVOS
• Determinar en forma cuantitativa la distribución de las partículas
del suelo de acuerdo a su tamaño.
• Determinar las gráficas granulométricas, realizando un correcto
análisis de las mismas.
I.JUSTIFICACION
Determinar la granulometría de los suelos es importante para un
ingeniero civil porque le permitirá evaluar el suelo y determinar si es
apto para la construcción o en su defecto tratarlo para tal fin
II.ALCANCES
Las normas a las que se ha tenido referencia para la siguiente
práctica son:
– Tamizado en seco:
ASTM D421, AASHTO T88, MTC E107-1999
– Tamizado por lavado:
ASTM D421
– Tamizado por sifonaje:
ASTM D421
– Tamizado con densimetro:
ASTM D421, AASHTO T88, MTC E109-1999
I.DESARROLLO
Emplearemos cuatro métodos para el análisis granulométrico de los
suelos
A. Tamizado en seco
B. Tamizado por lavado
C. Tamizado por sifonaje
4. D. Tamizado con densimetro
A. ANÁLISIS GRANULOMETRICO MEDIANTE TAMIZADO EN SECO
I.MARCO TEORICO
Un análisis cuantitativo del gráfico granulométrico semilogaritmico
acumulativo exige el uso de parámetros, tales como:
– D10: tamaño máximo de las partículas que constituyen la porción
10% más fina del suelo. Recibe el nombre particular de diámetro
efectivo.
– D30: tamaño máximo de las partículas que constituyen la porción
30% más fina del suelo.
– D60: tamaño máximo de las partículas que constituyen la porción
60% más fina del suelo.
Estos dos últimos parámetros no tienen nombres literales y el de
diámetro efectivo fue ideado por Allen Hazen.
Su obtención es muy sencilla: consiste en trazar abcisas por los
porcentajes 10,30 y 60 de material pasante hasta intersecar la curva
granulométrica semilogarítmica acumulativa. Los diámetros
correspondientes a los puntos de intersección serán, respectivamente,
D10, D30 y D60. Estos parámetros servirán para la obtención de los
coeficientes de uniformidad y curvatura que definen cuantitativamente
la graduación de los materiales granulares.
El coeficiente de uniformidad (Cu) es la razón por cociente entre D60
y D10. No tiene valores límites.
Cu = D60/D10
Esta idea fue producto de Allen Hazen para clasificar arenas de filtro
rápido de acueductos.
A medida que D60 se aleja más de D10, aumenta el coeficiente de
uniformidad, lo que significa que mejora la graduación del material. Si,
por el contrario, son muy parecidas, tenemos un material mal graduado
cuya gráfica tiende a una línea vertical. De modo que Cu mide la mejor
representación de tamaños. En arenas graduadas: Cu >6, mientras que
las gravas bien graduadas son aquellas en las que Cu > 4.
Podría ser que entre los puntos D60 y D10 el gráfico tuviera algunas
sinuosidades, por lo que conviene tener una medida intermedia que es
lo que persigue el coeficiente de curvatura (Cc), denominado así
porque se está controlando la curvatura o rectitud del gráfico en ese
intervalo.
5. Cc=(D30^2)/(D10 x D60)
La experiencia indica que materiales bien graduados poseen un
coeficiente de curvatura fluctuante entre 1 y 3.
I.MATERIALES Y EQUIPOS
Material
• Muestras seca aproximadamente 500 g si es el suelo arenoso y
1000 g si el suelo es gravoso.
Equipos
• Juego de tamices 2 1/2 “,2”,1”,1/2”, 1/4”, Nº 4, Nº 20, Nº40, Nº
60, Nº100, Nº 200 con tapa y base.
• Balanza con aproximación de 0.1 gr.
I.PROCEDIMIENTO
– Secar la muestra.
– Pesar la muestra seca (Ws).
– Pasar la muestra por el juego de tamices, agitando en forma
manual.
– Pesar el material retenido en cada tamiz y en la base (PRP).
– Sumar todos lo pesos retenidos parciales ∑PRP, determinar la
siguiente diferencia (Ws - ∑PRR), si el resultado es menor del 3%
del (Ws) el error es aceptable y se corregirá tal error repartiendo a
todos los PRP, de lo contrario se repetirá el ensayo.
– Calcular lo s porcentajes de los pesos retenidos en cada tamiz (%
RP), mediante la siguiente expresión
PRP
% RP = × 100
Ws
– Determinar los porcentajes retenidos acumulados en cada tamiz
(% RA), para lo cual se sumarán en forma progresiva los % RP. Es
decir:
% RA1 = % RP1
% RA2 = % RP1 +% RP2
% RA3 = % RP1 + % RP2+% RP3, etc.
– Determinar los porcentajes acumulados que pasan en cada tamiz.
% que pasa = 100% - % RA
– Dibujamos la curva granulométrica en escala semi-logarítmica, en
el eje de las abscisas en escala logarítmica se registrará la
abertura de los tamices en milímetros, y en eje de ordenadas en
6. escala natural se registrará los porcentajes acumulados que pasan
por los tamices que se utilizan.
– Determinamos los coeficientes de uniformidad de curvatura.
D60 D 2 30
Cu = Cc =
D10 D10 ∗ D 60
I.PRESENTACION DE TABLAS Y RESULTADOS
Ws: 905 g
Malla
Malla
(mm) PRP %RP %RA %PASA
1" 25.4 295 32.60 32.60 67.40
1/2" 12.7 185 20.44 53.04 46.96
1/4" 6.35 105 11.60 64.64 35.36
Nº 4 4.76 20 2.21 66.85 33.15
Nº 10 2 40 4.42 71.27 28.73
Nº 20 0.84 40 4.42 75.69 24.31
Nº 40 0.42 70 7.73 83.43 16.57
Nº 60 0.25 70 7.73 91.16 8.84
Nº 100 0.15 65 7.18 98.34 1.66
Nº 200 0.074 10 1.10 99.45 0.55
< Nº 200 5 0.55 100.00 0.00
D10: 0.27
D30: 2.5
D60: 11
Cu: 40.7
Cc: 2.10
A. ANÁLISIS GRANULOMETRICO MEDIANTE TAMIZADO POR
LAVADO
Este método se utiliza cuando el material es fino es decir contiene gran
cantidad de limos y arcillas o cuando el material granular tiene contenido de
finos.
7. I.PROCEDIMIENTO
– Secar la muestra.
– Pesar la muestra seca (Ws).
– Colocar la muestra en un recipiente, cubrir con agua y dejar
durante algunas horas dependiendo del tipo de material.
– Tamizar la muestra por la malla Nº 200 mediante chorro de agua.
– La muestra retenida en la malla Nº 200 se retira en un recipiente y
se deja secar.
– Pasar la muestra seca por el juego de tamices, agitando en forma
manual o mediante tamizador.
– Determinar los porcentajes de los pesos retenidos en cada tamiz
(% RP)
– Pasar la muestra por el juego de tamices, agitando en forma
manual.
PRP
% RP = × 100
Ws
– Determinar los porcentajes retenidos acumulados en cada tamiz
(% RA), para lo cual se sumarán en forma progresiva los % RP. Es
decir:
% RA1 = % RP1
% RA2 = % RP1 +% RP2
% RA3 = % RP1 + % RP2+% RP3, etc.
– Determinar los porcentajes acumulados que pasan en cada tamiz.
% que pasa = 100% - % RA
– Dibujamos la curva granulométrica en escala semi-logarítmica, en
el eje de las abscisas en escala logarítmica se registrará la
abertura de los tamices en milímetros, y en eje de ordenadas en
escala natural se registrará los porcentajes acumulados que pasan
por los tamices que se utilizan.
I.PRESENTACION DE TABLAS Y RESULTADOS
Malla
Malla
(mm) PRP %RP %RA %PASA
3/4" 19.05 40.8 8.16 8.16 91.84
1/2" 12.7 6.3 1.26 9.42 90.58
1/4" 6.35 19.7 3.94 13.36 86.64
Nº 4 4.76 4 0.80 14.16 85.84
Nº 10 2 15.3 3.06 17.22 82.78
Nº 20 0.84 7.7 1.54 18.76 81.24
Nº 30 0.59 8.2 1.64 20.40 79.60
Nº 40 0.42 10.8 2.16 22.56 77.44
Nº 60 0.25 26.7 5.34 27.90 72.10
Nº 100 0.15 119.2 23.84 51.74 48.26
Nº 200 0.074 43.2 8.64 60.38 39.62
< Nº 200 198.1 39.62 100.00 0.00
8. A. ANÁLISIS GRANULOMETRICO POR SIFONAJE
PROCEDIMIENTO:
a Pesar la muestra seca aproximadamente 80 gr. (Pi).
b Tamizar la muestra por la malla #10. (Lo que queda en la malla #10
es grava y lo que pasa es arena.)
c Se coloca la muestra en la probeta y se agrega agua hasta que
cubra la muestra (que paso la malla #10).
d Se coloca 5 ml. De defloculante (Silicato de Sódio o Goma Arábica. )
e Vaciar la muestra con el agua y el defloculante en el vaso
homogenizador por un tiempo de 15 min.
f Nuevamente se vacía en la probeta y se agrega agua hasta los 20
cm.
g Se agita la probeta por 1 min.
h Se deja reposar la muestra durante 15 min.
i Colocar el disco dentro de la probeta hasta donde se encuentre la
muestra sedimentada.
j Mediante una manguera retirar el agua con arcilla de la probeta.
k El material que queda es limo y arena, se vacía este material en una
tara.
l Se lleva al horno y se seca durante 24 hrs. a 105º C.
m Se saca la muestra del horno y se pesa.
n Se tamiza la muestra en la malla # 40 y # 200, se pesa el material
retenido en cada malla y el material que pasa esta última.
✔ Material retenido en la malla # 40 ARENA GRUESA.
✔ Material que pasa la malla # 40 y es retenida en la malla # 200
ARENA FINA.
✔ Material que pasa la malla # 200 LIMO.
o Determinar la cantidad de arcilla: Peso que pasa la malla # 10
menos Peso seco.
a Determinar los valores de P.R.P., % R.A., %R.P., % que pasa en un
cuadro.
DATOS:
P10 = 70,2
PSECO = 35,6
Peso retenido en malla # 40 = 0,00
Peso retenido en malla # 200 = 25,8
Peso en la cazoleta = 9,8
CALCULOS:
P − Psec o = 70,2 − 35,6 = 34.6 Cantidad de arcilla.
10
9. CUADRO DE RESULTADOS
Ps=35.6 SEDIMETACION POR SIFONAJE
análisis mecánico
en seco
mallas P.R.P. %R.P. %R.A. %que pasa
Nº mm.
40 0.42 0 0 0 100
200 0.074 25.8 72.472 72.472 27.528
CAZUALE
TA 9.8 27.528 100.000 0.000
sumatori
a 35.6 100.000
A. ANÁLISIS GRANULOMETRICO POR SEDIMENTACION CON
DENSIMETRO
PROCEDIMIENTO:
1º PARTE:
a Calibrar el densímetro.
b Determinar la escala para el densímetro.
c Encontrar el área del densímetro.
d Determinar el volumen del bulbo del densímetro y la longitud ( h ).
✔ Para determinar el volumen: Colocar agua en la probeta y
determinar su volumen Vi colocar el densímetro y determinar el
volumen final Vf, Calcular el volumen de la forma: Vf - Vi
e Determinar las alturas Hi para cada graduación.
a Determinar las alturas H para la escala del densímetro mediante la
fórmula :
1 V
H = H1 + (h − )
2 A
Donde:
h : Longitud del bulbo.
H1: Altura para cada graduación.
V: Volumen del bulbo.
A: Área de la probeta.
2º PARTE:
✔ Corrección por defloculante y menisco.
a Por defloculante :
10. a.1. Colocar agua hasta la marca de 1000 ml. y determinar la densidad
d1.
a.2. Se mide 5 ml. de defloculante en la probeta pequeña, y se coloca
en la probeta grande y agregar agua hasta la marca de 1000 ml.
a.3. Se determina la densidad d2.
a.4. Se hace la corrección por defloculante mediante la fórmula:
Cd = (d1 − d 2 ).10 3
b Por menisco :
b.1. Colocar agua en la probeta.
b.2. Realizar la lectura en la parte inferior del menisco Li y en la parte
superior Ls del mismo.
b.3. Calcular la corrección por menisco con la siguiente fórmula.
Cm = ( Li − Ls ).10
3º PARTE:
a.1. Pesar la muestra seca que pasa la malla # 200 aproximadamente
entre 50gr. y 80gr.
a.2. Colocar la muestra en la probeta y agregar agua con el
defloculante
(5ml.).
a.3. Vaciar la muestra mezclada en el vaso homogenizador y dejarlo
15 min.
a.4. Devolver la muestra a la probeta y agitar por un tiempo de 1 min.
a.5. Se deja en reposo la muestra y se empieza a realizar las
mediciones de densidad y temperatura.
✔ Las mediciones se harán con un intervalo de tiempo como se
indica a continuación :
A los 15’’, 30’’, 1’, 2’, 4’, 8’, 15’, 30’, 1h,2h, 4h, 8h, 16h, 24h.Hasta los
4 min. Se colocara el densímetro sin quitarlo.
DATOS:
11. ✔ Área de la probeta = 27,39 cm2
✔ Altura de la probeta = 14,00 cm
✔ Volumen del densímetro:
Vi = 800 mml.
Vf = 840 mml.
Vf − Vi = 840 − 800 = 40mml
1 V
H = H 1 + (h − )
2 A
CUADRO DE ALTURAS DEL
DENSIMETRO
GRADUACION DEL
DENSIMETRO H1 H
1.000 12.40 18.67
1.010 11.20 17.47
1.020 10.00 16.27
1.030 8.80 15.07
1.040 7.60 13.87
1.050 6.50 12.77
1.060 5.35 11.62
1.070 4.20 10.47
1.080 3.10 9.37
1.090 2.00 8.27
1.100 0.95 7.22
CORRECIÓN POR DEFLOCULANTE.
Cd = (d1 − d 2 ) * 103
Cd = (1,0005 − 1,001) * 103
Cd = −0,5
CORRECCIÓN POR MENISCO.
Cm = ( Li − Ls ) *10
Cm = (1,0002 − 1,00) *103
Cm = 0,2
PESO ESPÉCIFICO DEL SUELO.
✔ Peso de la muestra seca Ps = 51.2 gr.
✔ Peso de fiola + agua Pfa = 666 gr.
✔ Peso de la fiola + agua + muestra Pfam
12. ✔ γ s = muestra seca =
Ps
Ps + Pfa − Pfas
73,2 gr
=
73,2 gr + 676,9 gr − 723,5gr
γ = 2.752
