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• Martin Fuentealba Morales

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Universidad de Chile Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas Departamento de Ingeniería Civil

Geotecnia

Informe de Laboratorio N°1 Identificación visual y análisis granulométrico

Estudiante: Profesor: Auxiliares:

Martín Fuentealba César Pasten Mauricio Carcamo Manuel Cortés Ayudante del laboratorio: Daniela Barrios Fecha de realización: 21 de agosto de 2017 Fecha de entrega: 4 de septiembre de 2017 Santiago, Chile

Índice de Contenidos

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Índice de Contenidos 1. Introducción 1.1. Introducción general . . . . . . 1.2. Metodología de ensayos . . . . 1.2.1. Identificación visual . . 1.2.2. Análisis granulométrico 1.3. Memoria de cálculo . . . . . . .

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1 1 1 1 1 2

2. Resultados 2.1. Identificación visual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2. Análisis granulométrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4 4 9

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3. Análisis de Resultados y Conclusiones 12 3.1. Identificación visual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 3.2. Análisis granulométrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 3.3. Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Referencias

Informe de Laboratorio N°1

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Introducción

1.

Introducción

1.1.

Introducción general

1

En este informe, se presenta la metodología y los resultados obtenidos a partir de las experiencias realizadas en el marco del laboratorio N°1 “Identificación Visual y Análisis Granulométrico” del curso de Geotecnia, el cual fue realizado en las dependencias del laboratorio de sólidos de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas FCFM de la Universidad de Chile. Durante la realización del laboratorio se llevó a cabo la identificación visual de 9 muestras de distintos tipos de suelo con la finalidad de describir sus características y clasificarlos. Luego se realizó un análisis granulométrico de una muestra de suelo con el fin de conocer la distribución de tamaños de los granos presentes en el suelo y, a partir del análisis de parámetros que se determinan con la distribución, concluir sobre la uniformidad y nivel de graduación de la muestra.

1.2.

Metodología de ensayos

Con el fin de contextualizar los resultados obtenidos, a continuación se presenta la metodología empleada en cada uno de los ensayos realizados.

1.2.1.

Identificación visual

En primer lugar, se realiza la experiencia que consiste en la descripción y caracterización de 9 muestras de diferentes tipos de suelo mediante la inspección visual. Para ello, se observa la muestra y se analiza el tamaño predominante de grano para tener una clasificación general del tipo de suelo. Si se tiene un suelo caracterizado por la fracción gruesa, entonces se procede a estimar el porcentaje de finos en la muestra y el tamaño máximo de partícula; se describe la forma de los granos, su grado de meteorización y de alteración y se determina la presencia o no de material orgánico. Si se tiene un suelo predominantemente fino, se estima su plasticidad1 para caracterizarlo como arcilla o limo. Para determinar la plasticidad del suelo, se realiza el ensayo de sacudimiento2 . Por último se identifican otras propiedades tales como el color, el olor, su humedad, etc.

1.2.2.

Análisis granulométrico

Para realizar este ensayo se sigue la metodología presentada por Bowles [1]; se necesita un set de tamices de malla de alambre forjado con aberturas rectangulares de distinto tamaño según se señala en ASTM STANDARD D2487 [2]. Para esta experiencia se utilizaron los tamices ASTM3 2 1/2” (63 mm), 2” (50 mm), 1 1/2” (37.5 mm), 1” (25 mm), 3/4” (19 mm), 1/2” (12.5 mm), 3/8” (9.5 mm), #4 (4.75 mm), #8 (2.36 mm), #10 (2 mm), #30 (0.6 mm), #40 (0.425 mm), #50 (0.3 mm), #100 (0.15 mm) y #200 (0.075 mm). Luego, se pesa la muestra de suelo con y sin bolones. La muestra sin bolones, se pasa por la malla 1 2

3

Corresponde al rango de humedades dentro del cual el suelo se comporta plásticamente. Se toma en la palma de la mano una pequeña porción de suelo mezclada con agua hasta que se forme una pasta homogénea en estado semi-líquido. Luego, se golpea suave y repetidamente el costado de la palma de la mano. Si la muestra cambia de forma y el agua aflora, se está en presencia de un limo, si viceversa, entonces se está en presencia de una arcilla. Organización de desarrollo de normas y estándares internacionales

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Introducción

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3/8”, separando la fracción retenida (fracción gruesa) de la fracción que pasa (fracción fina). El material que quedó retenido, se hace pasar por todas las mallas de mayor apertura, pesándose las fracciones retenidas en cada tamiz. La fracción que pasó la malla 3/8” se homogeneiza y se masan 300 g, los cuales se hacen pasar por las mallas de menor apertura, pesando de igual manera el material retenido en cada tamiz. Una vez pesadas las fracciones de cada tamiz, se construye la curva de distribución granulométrica, graficando en la ordenada el porcentaje de material que pasa4 y en la abscisa el tamaño de apertura de la malla en escala logarítmica. Con los datos de la curva, y realizando una interpolación de datos, se obtienen los coeficientes de curvatura5 y uniformidad6 de la muestra, los que permiten caracterizar una muestra como bien o mal graduada.

1.3.

Memoria de cálculo

Para poder confeccionar la curva granulométrica de la muestra en la segunda experiencia del laboratorio, son necesarias las siguientes expresiones: I) Porcentaje de suelo retenido en la malla i Ri =

Pri · 100 Pt

(1)

Donde: Ri [ %]: corresponde al porcentaje retenido en la malla i. Pri [g]: corresponde al peso retenido por la malla i. Pt [g]: corresponde al peso total, para las aperturas más grandes corresponde al peso de la muestra, mientras que para las aperturas más finas corresponde al peso de la muestra representativa. II) Porcentaje de suelo que pasa por la malla i Pi = 100 −

i X

Rj

(2)

j=1

Donde: Pi [ %]: corresponde al porcentaje que pasa por la malla i. Rj [ %]: corresponde al porcentaje que pasa por la malla j. III) Coeficiente de curvatura Cc =

2 D30 D10 · D60

(3)

Donde: Cu : corresponde al coeficiente de uniformidad. 4 5 6

Ecuación II de 1.3 Memoria de Cálculo Ecuación III de 1.3 Memoria de Cálculo Ecuación IV de 1.3 Memoria de Cálculo

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D60 [mm]: corresponde al diámetro de grano tal que el 60 % de la muestra es de tamaño menor. D30 [mm]: corresponde al diámetro de grano tal que el 30 % de la muestra es de tamaño menor. D10 [mm]: corresponde al diámetro de grano tal que el 10 % de la muestra es de tamaño menor. IV) Coeficiente de uniformidad Cu =

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D60 D10

(4)

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Resultados

2.

4

Resultados

A continuación se presentan los resultados obtenidos de las experiencias realizadas en el laboratorio.

2.1.

Identificación visual

En la experiencia de identificación visual, se analizaron 9 muestras según la metodología presentada en la sección anterior, que fueron divididas entre los integrantes del equipo de trabajo, complementando posteriormente los análisis realizados. 1. Muestra 1

Figura 1: Muestra 1 Muestra inicialmente seca de grano fino (limo 100 %), color marrón, poco plástica y de tamaño uniforme. No se percibe olor. 2. Muestra 2

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Resultados

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Figura 2: Muestra 2 Arcilla 100 % de alta plasticidad inicialmente seca, de color marrón oscuro y de tamaño uniforme. No se percibe olor. 3. Muestra 3

Figura 3: Muestra 3 Arena, distribución homogénea de tamaños de grano, tamaño máximo 3-4 mm, partículas redondeadas, sin finos, color marrón claro, sin bolones. 4. Muestra 4

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Resultados

6

Figura 4: Muestra 4 Material grueso sin finos, gravilla angulosas, color gris, tamaño uniforme (en promedio 3 mm y tamaño máximo de 1 cm), sin humedad, sin olor. 5. Muestra 5

Figura 5: Muestra 5 Arcilla, 98 % Fino. Se ven bolones de tamaño máximo 3 cm, angulosos, color beige. Sin humedad, sin olor, tamaño poco uniforme, mala plasticidad. 6. Muestra 6

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Resultados

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Figura 6: Muestra 6 Fino, limo 100 %, color gris con partículas blancas, tamaño uniforme (de tamaño máximo 5 mm), sin bolones, poco angulosas y redondeadas de color marrón grisáceo. Mezcla homogénea de poca plasticidad. 7. Muestra 7

Figura 7: Muestra 7 Grava sin presencia de finos, tamaño máximo aproximadamente 5 cm, sin bolones. Granos redondeados de color gris. 8. Muestra 8

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Resultados

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Figura 8: Muestra 8 Grava angulosa sin presencia de orgánicos,