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“UNIVERSI“UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO” FACULTAD DE INGENIERIA de minas geología y metalurgia ESCUELA DE INGENIERIA de minas

Informe n° 03

 Curso

: Estabilidad de Taludes

 Docente

: Ing. Juan Villareal Salome

 Temas

: Análisis granulométrico - método mecánico.

 Integrantes:

:

 CORDERO VALENTIN,Edmer .  MONTES LAZO, JOSIMAR.  YAURI CALDUA, Clodoaldo.

Fecha de Entrega

: 09 de Mayo de 2016 - Huaraz-Ancash-Perú -

LABORATORIO DE ESTABILIDAD DE TALUDES UNASAM 2016-FIMGM

INFORME DE LABORATORIO Nº 3 I.

II.

TITULO: “ENSAYO DEL ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO” OBJETIVOS:

a) Conocer el procedimiento necesario para poder realizar un ensayo de análisis granulométrico en una muestra de suelo. b) Obtener la distribución granulométrica del suelo, y graficar la curva granulométrica. c) Determinar D10, D30 y D60, también el CU y CC.

III.

MARCO TEÓRICO:

A. ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO: Su finalidad es obtener la distribución por tamaño de las partículas presentes en una muestra de suelo. Así es posible también su clasificación mediante sistemas como AASHTO o SUCS. El ensayo es importante, ya que gran parte de los criterios de aceptación de suelos para ser utilizados en bases o sub-bases de carreteras, presas de tierra o diques, drenajes, etc., depende de este análisis. El proceso para determinar la proporción en que participan los granos del suelo, en función de sus tamaños, se le llama gradación del suelo. a. Métodos De Análisis Granulométrico. Comprende dos clases de ensayos: El de tamizado para las partículas grueso – granulares (gravas, arenas) y el de sedimentación para la fracción fina del suelo (limos, arcillas), pues no son discriminables por tamizado. 1. Método del tamizado. Una vez que se pasa el suelo por la estufa y se pulverice, se hace pasar por una serie organizada de tamices, de agujeros con tamaños decrecientes y conocidos, desde arriba hacia abajo. El primer tamiz, es el de mayor tamaño y es donde inicia el tamizado. Se tapa con el fin de evitar pérdidas de finos; el último tamiz está

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abajo y descansa sobre un recipiente de forma igual a uno de los tamices, y recibe el material más fino no retenido por ningún tamiz.

Con sacudidas horizontales y golpes verticales, mecánicos o manuales, se hace pasar el suelo por la serie de tamices, de arriba abajo, para luego pesar por separado el suelo retenido en cada malla.

2. Método del hidrómetro. Los métodos de sedimentación son dos: el método del hidrómetro y el método de la pipeta. Ambos basados en las características de la sedimentación de las partículas del suelo en un medio acuoso. Se aplican, tales métodos, al “suelo fino”, es decir, al que ha quedado en el fondo de los tamices y que se denomina “pasa – 200”, material constituido por limos y arcillas. Para el método del hidrómetro, se toma una probeta con agua, se mete suelo, se agita hasta que sea uniforme la suspensión; luego se deja en reposo para ir midiendo, con hidrómetro (para distintos tiempos transcurridos), la densidad de la suspensión, la que disminuye a medida que las partículas se asientan. La profundidad del densímetro, variable con la densidad de la suspensión

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(ARQUÍMEDES), es la base para calcular esa distribución de tamaños de granos finos que pasa la malla o tamiz # 200, con f = 0,074 mm. El sistema se calcula con “La Ley de Sotkes”, donde:

v = velocidad en cm/seg = constante n = viscosidad en Poises = gr/cm sg g = gravedad en cm/seg2 s, F = densidades de los sólidos y la suspensión en gr/cm3 D = diámetro de una esferita (diámetro equivalente) en cm. De la expresión con la expresión 3.1 se obtiene la del diámetro equivalente D:

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Puesto que la viscosidad n y el peso unitario del fluido (F = F*g) cambian con la temperatura T, habría de calcularse B. B = f (T, S). En (3.2), la velocidad v es H sobre t (v = H/t). El número N de partículas con > D, usado en la curva granulométrica, se calcula con la profundidad H del centro del hidrómetro, la que dependerá de la densidad de la suspensión. La fórmula 3.1 es válida sí 0,2D 0,2mm (sólo limos). Entonces:

Donde GS gravedad específica de los sólidos, V volumen de la suspensión, WS peso de los sólidos de la suspensión, F peso unitario de la suspensión a la profundidad H, W peso unitario del agua. Toda esta situación alude a medidas hechas sucesivamente, después de transcurrido un tiempo t, en el que, a la profundidad H, no existen partículas con diámetro equivalente mayor que D, dado que ellas se han sedimentado (en minutos, horas y días). b. Curva Granulométrica. Los resultados de los ensayos de tamizado y sedimentación se llevan a un gráfico llamado curva granulométrica. La fracción gruesa tendrá denominaciones, según el sistema:

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Para los suelos gruesos – granulares, el diámetro equivalente está referido al agujero cuadrado de la malla. Para los finos, al diámetro de una esfera. La curva se dibuja en papel semilogarítmico. Con la escala aritmética (ordenadas) los porcentajes en peso de partículas con < que cada uno de los lados de las abscisas. En escala logarítmica (abscisas) los tamaños de los granos en milímetros. Esta escala, en razón de que los varían de cm a m. Esta clasificación es necesaria en geotecnia, pero no suficiente. Se complementa siempre la granulometría con el ensayo de Límites de Atterberg, que caracterizan la plasticidad y consistencia de los finos en función del contenido de humedad.

-

La curva A: Suelo bien gradado y de grano grueso.

-

La curva B: mal gradado, poco uniforme (curva parada sin extensión)

-

La curva C: Suelo arcilloso o limoso (fino)

-

T4 y T200 = Tamices o mallas.

c. Descripción de la gradación.

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La forma de la curva de distribución de tamaños de partículas, indica si los tamaños varían en un rango amplio (curva C) o estrecho (curva B); si el rango tiende a los tamaños mayores del suelo grueso (A) o a los menores del suelo fino (C). Si todos los tamaños tienen proporciones en peso relativamente iguales, el rango es amplio y la curva suave, el suelo así será bien gradado (A y C). La mala gradación puede ser por falta de extensión (B) o por discontinuidad. En suelos granulares la gradación, expresada numéricamente, la da el coeficiente de uniformidad Cu con el coeficiente de curvatura Cc.

Cuanto más alto sea Cu, mayor será el rango de tamaños del suelo. Los Di; i = 10, 30, 60 son los tamaños de las partículas, para el cual el i% del material es más fino que ese tamaño.

IV.

EQUIPOS Y MATERIALES TAMICES: La profundidad por encima del tejido es de 2”. Estas mallas están hechas de acuerdo con las especificaciones descritas en ASTM E11. Las mallas están marcadas con el tamaño de su abertura en mm y pulgadas. La estructura está construida de Bronce sin costura. La malla es de alambres de Bronce cuidadosamente soldados a la estructura.

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BALANZA: Es una balanza de pesada rápida con un solo platillo, tiene varias pesas móviles en el brazo y que pueden deslizar a lo largo de él, con una guía para cada pesa por la que desliza independientemente de las demás. Para pesar, se coloca el objeto en el platillo y se hacen deslizar las pesas hasta alcanzar la posición de equilibrio, empezando por la mayor y luego las demás. La masa del objeto se obtiene sumando los valores correspondientes a todas las pesas. Previamente a la realización de la pesada, hay que calibrar la balanza, lo que se consigue actuando sobre el tornillo de calibración hasta conseguir que al liberar el platillo sin carga el fiel señale exactamente el cero de la escala.

PESAS PARA BALANZA: Estas pesas son utilizadas para aumentar el valor de pesaje de la balanza, ayudando a ayudando a medir mayor cantidad de muestra en un menor tiempo.

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HORNO: Es la herramienta fundamental utilizada en diversas prácticas propuestas en el laboratorio para producir el calentamiento de las muestras hasta las distintas temperaturas de interés, El horno consta básicamente de un indicador de encendido, una aguja indicadora de la temperatura en el interior del horno (en grados Celsius), así como una palanca para la apertura del mismo. En el interior del horno se encuentra una cerámica refractaria con objeto de situar encima de ella los objetos que queramos calentar.

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V.

PROCEDIMIENTO:

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1. Se escogió un lugar adecuado para sacar una muestra de suelo. El suelo

escogido fue el de la comunidad de marian

2. Se colocó la muestra de suelo, sobre una bandeja durante 24 horas para que el suelo este superficialmente seco.

3. Como nuestro tamaño máximo de la muestra de suelo fue de 1” entonces pesamos

2 Kg.de suelo.

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4. Lávese toda la muestra en un recipiente, pasando por la malla Nº 200 para evitar perdida de partículas que afecten el ensayo. Hasta que el agua que se vote del lavado sea limpia.

5. Ponga a secar la muestra en el horno a una temperatura de 105 a 110º C por un período de tiempo de 18 a 24 horas.

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6. Con el material seco en el paso anterior, se prepara el juego de tamices en orden descendente desde la malla de 1” hasta la de Nº 200.

7. Se agita el juego de tamices horizontalmente con movimientos de rotación y verticalmente con golpes secos de vez en cuando. El tiempo de agitación depende de la cantidad de finos de la muestra, pero por lo general no debe ser menor de 15 minutos.

Pasando la muestra por el

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Pasando la muestra por el tamiz de 3/4”.

8. Inmediatamente realizado el paso anterior pese las fracciones retenidas en cada tamiz, y anótela en el registro correspondiente.

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Pesando el material retenido en cada malla

VI.

RESULTADOS: Desarrollo de los resultados

tara +muestra muestra sin lavar

3500 gr antes de lavar 2917.8 gr

tara +muestra seca 1936 gr tara 582.2 gr peso muestra seca ws 1353.8 gr Tamiz N° 4 10 20 40 50 100 200 BANDEJA TOTAL

Diam.(mm) Peso retenido (gr) % Retenido % Pasa 4.75 8.5 0.63 99.37 2.00 84.6 6.25 93.12 0.840 116 8.57 84.55 0.425 267.2 19.74 64.82 0.297 234.1 17.29 47.53 0.150 431.7 31.89 15.64 0.075 194.3 14.35 1.29 16.7 1.23 1353.1 99.948

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CONCLUSIONES

VII.

a) La prueba se realizó con la ASTM D 422.

b) La curva granulometría es tendida, esto indica que hay una granulometría continua.

Porcetaje que Pasa (%)

120.00 100.00 80.00 60.00 40.00

CURVA GRANULOMETRICA

20.00 0.00 0

1

2

3

4

5

Diametro (mm)

c)

Es un suelo mal graduado puesto que no tiene CU y CC. TABLA 1

GRAVA ARENA

Gruesa a Media Fina

LIMO

0.0 35.2 63.5 1.2

% % % %

Clasificacion según la Tabla 1 63.5 Arena Fina

VIII.

RECOMENDACIONES a) Seguir los pasos de las normas o guías establecidas para este ensayo, para obtener resultados verídicos.

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b) Realizar con mucho cuidado el tamizado, sin perder granos de suelo, para que no haya errores en el proceso de cálculo. Trabajar con las mallas estándares y con las mallas que se requiere para la clasificación de suelos, para que estos sean más exactos, y no se tengan que interpolar de la curva granulométrica.

c) Tener conocimientos adecuados para

poder interpretar la curva

granulométrica. Para poder calcular los valores de D10, D30, D60, CU y CC.

IX.

BIBLIOGRAFIA

 Mecánica de Suelos Juárez Badillo – Rico Rodríguez Tomo I  Guías y copias de Laboratorio