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UNIVERSIDAD SEÑOR DE SIPAN FACULTAD DE INGENIERIA, ARQUITECTURA Y URBANISMO MECANICA DE SUELOS Y ROCAS

INFORME DE LABORATORIO N° 8 CLASIFICACION DEL SUELO POR SUCS Y AASHTO

GRUPO DE TRABAJO N° 2

ALUMNO: MARIO RIVAS SALAZAR

FECHAS: REALIZACION DE LA PRÁCTICA: 12 DE OCTUBRE DE 2015 ENTREGA DEL INFORME: 14 DE OCTUBRE DE 2015 INTRODUCCION

El comportamiento de los suelos es complejo debido a la naturaleza granular y a la coexistencia de partículas sólidas con fluido intersticial que generalmente está compuesto por más de un fluido (agua, contaminantes orgánicos e inorgánicos, gases como ser aire o metano, etc.). El entendimiento actual del comportamiento de los suelos ha evolucionado a través del siglo XX, incluyendo esfuerzos efectivos (Terzaghi en los años ‘20), coloides y arcillas (Goy, Chapman en los ’10, Lambe y Mitchell en los ’50), dilatación en corte (Taylor 1948 y Estado Crítico con Roscoe, Schofield y Wroth en los ’60), fase fluida mixta y suelos no saturados (Bishop, Aitchinson, Fredlund y Morgenstern en los ’60). Una nueva etapa se anticipa actualmente con el estudio de la geoquímica

mediada

por microorganismos (ver

Figura

1).

Las distintas

clasificaciones de suelos intentan capturar y describir este complejo material en vista a aplicaciones específicas, con sus correspondientes necesidades: construcción de caminos y pavimentos, agricultura, minería o geomecánica. Las diferentes clasificaciones incluyen: 1) el sistema unificado de clasificación de suelos SUCS. 2) El Sistema de la American Association of State Highway & Transportation Officials AASHTO. 3) el método propuesto por la Federal Aviation Administration FAA. 4) el sistema de US Departamento of Agricultura USDA. 5) la taxonomía del Euro código, entre otros.

OBJETIVOS



Determinar el tipo de suelo mediante la clasificación SUCS



Determinar el tipo de suelo mediante la clasificación AASHTO

MARCO TEORICO CLASIFICACION UNIFICADA DE SUELOS (SUCS)

Este sistema fue propuesto por Arturo Casagrande como una modificación y adaptación más general a su sistema de clasificación propuesto en el año 1942 para aeropuerto s. Esta clasificación divide los suelos en: Suelos de grano grueso. Suelos de grano fino. Suelos orgánicos. Los suelos de granos grueso y fino se distinguen mediante el tamizado del material por el tamiz No. 200. Los suelos gruesos corresponden a los retenidos en dicho tamiz y los finos a los que lo pasan, de esta forma se considera que un suelo es grueso si más del 50% de las partículas del mismo son retenidas en el tamiz No. 200 y fino si más del 50% de sus partículas son menores que dicho tamiz. Los suelos se designan por símbolos de grupo. El símbolo de cada grupo consta de un prefijo y un sufijo. Los prefijos son las iníciales de los nombres en ingles de los seis principales tipos de suelos (grava, arena, limo, arcilla, suelos orgánicos de grano fino y turbas), mientras que los sufijos indican subdivisiones en dichos grupos. Suelos gruesos. Se dividen en gravas y arena, y se separan con el tamiz No. 4, de manera que un suelo pertenece al grupo de grava si más del 50% retiene el tamiz No. 4 y pertenecerá al grupo arena en caso contrario. Suelos finos. El sistema unificado considera los suelos finos divididos entre grupos: limos inorgánicos (M), arcillas inorgánicas © y limos y arcillas orgánicas (O). Cada uno de estos suelos se subdivide a su vez según su límite líquido, en dos grupos cuya frontera es Ll = 50%. Si el límite líquido del suelo es menor de 50 se añade al símbolo general la letra L (low compresibility). Si es mayor de 50 se añade la letra H (hig compresibility). Obteniéndose de este modo los siguientes tipos de suelos: ML: Limos Inorgánicos de baja compresibilidad. OL: Limos y arcillas orgánicas. CL: Arcillas inorgánicas de baja compresibilidad. CH. Arcillas inorgánicas de alta compresibilidad. MH: Limos inorgánicos de alta compresibilidad. OH: arcillas y limos orgánicas de alta compresibilidad.

Teniendo en cuenta que en la naturaleza existe una gran variedad de suelos, la ingeniería de suelos ha desarrollado algunos métodos de clasificación de los mismos. Cada uno de estos métodos tiene prácticamente, su campo de aplicación según la necesidad y uso que los haya fundamentado. Los principales sistemas de clasificación de suelos más utilizados actualmente son: Clasificación de suelos para el propósito de construcción de carreteras, conococido como sistema American Association of State Highway and Transportation officials (AASHTO) y el Unified Soil Clasification System, conocido como Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS). CLASIFICACION DE SUELOS AASHTO

De acuerdo con este sistema y con base en su comportamiento, los suelos están clasificados en ocho grupos designados por lo símbolos del A-1 al A-8. En este sistema de clasificación los suelos inorgánicos se clasifican en siete grupos que van del A-1 al A-7. Estos a su vez se dividen en un total de doce subgrupos. Los suelos con elevada proporción de materia orgánica se clasifican como A-8. Descripción de los grupos de clasificación: a) Suelos granulares: Son aquellos que tienen 35% o menos, del material fino que pasa el tamiz No. 200. Estos suelos forman los grupos A-1, A-2 y A-3. Grupo A-1: El material de este grupo comprende las mezclas bien graduadas, compuestas de fragmentos de piedras, grava, arena y material ligante poco plástico. Se incluyen también en este grupo mezclas bien graduadas que no tienen material ligante. Subgrupo A-1a: Comprende aquellos materiales formados predominantemente por piedra o grava, con o sin material ligante, estos materiales son bien graduados. Subgrupo A-1b: Incluye aquellos materiales formados predominantemente por arena gruesa bien graduada, con o sin ligante. Grupo A-2: Comprende una gran variedad de material granular que contiene menos del 35% del material fino. Subgrupo A-2-4 y A-2-5: Pertenecen a estos subgrupos aquellos materiales cuyo contenido de material fino es igual o menor del 35% y cuya fracción que pasa el tamiz número 40 tiene las mismas características de los suelos A-4 y A-5 respectivamente. Subgrupo A-2-6 y A-27: Los materiales de estos subgrupos son semejantes a los anteriores, pero la fracción que pasa el tamiz número 40 tiene las mismas características de los suelos A-6 y A-7. Grupo A-3: En este grupo se encuentra incluidas las arenas finas, de playa y aquellas con poca cantidad de limo que no tengan plasticidad. Este grupo incluye además, las arenas de río que contengan poca grava y arena gruesa. b) Suelos finos: Contienen más del 35% del material fino que pasa el tamiz número 200. Estos suelos constituyen los grupos A-4, A-5, a-6, y A-7. Grupo A-4: Pertenecen a este grupo los suelos limosos poco o nada plásticos que tienen un 75% o más del material fino que pasa el tamiz número. Además se incluye en este grupo las mezclas de limo con grava y arena hasta en un 64%. Grupo A-5: Los suelos comprendidos en este grupo son semejantes a los del anterior, pero contienen material micáceo o diatomáceo. Son elásticos y tiene un límite líquido elevado. Grupo A-6: El material típico de este grupo es la arcilla plástica. Por lo menos el 75% de estos suelos debe pasar el tamiz número 200, pero se incluyen también las mezclas arcillo-arenosas cuyo porcentaje de arena y grava sea inferior al 64%. Estos materiales presentan, generalmente, grandes cambios de volumen entre los estados seco y húmedo.

Grupo A-7: Los suelos de este grupo son semejantes a los suelos A-6 pero son elásticos. Sus límites líquidos son elevados. Subgrupo A-7-5: Incluye aquellos materiales cuyos índices de plasticidad no son muy altos con respecto a sus límites líquidos. Subgrupos A-7-6: Comprende aquellos suelos cuyo índices de plasticidad son muy elevados con respecto a sus límites líquidos y que, además experimentan cambios de volumen extremadamente grandes. Las características de los diferentes grupos se presentan en la tabla No. 1. Índice de grupo: Aquellos suelos que tienen un comportamiento similar se hallan dentro de un mismo grupo, y están representados por un determinado índice. La clasificación de un suelo en un determinado grupo se basa en su límite líquido, grado de plasticidad y porcentaje de material fino que pasa el tamiz número 200. Los índices de grupo de los suelos granulares están generalmente comprendidos entre 0 y 4; los correspondientes a los suelos limosos entre 8 y 12 y los de los suelos arcillosos entre 11 y 20 o más. Se utilizaran las siguientes tablas y gráficos para determinar el tipo de suelo tanto para SUCS y AASHTO.

RESULTADOS ESTRATO 1 ESTRATO S E1

SUELO Cc Cu L.L L.P I.P GRAVA ARENA FINO 0.9 21.30 19.69 1.61 0.17% 98.94% 0.89% 1.6 9 % % %

 METODO SUCS Vemos que menos del 5% pasa la malla numero 200; por lo tanto estaríamos ante una arena o una grava, pero vemos que el 98.94% es arena. Con el Cu y el Cc nos damos cuenta si está bien gradada o no, en nuestro caso nos damos cuenta que se trata de una ARENA MAL GRADADA : GP

 METODO AASHTO Para

el

este

método

hacemos

uso

de

la

siguiente

grafica

Para nuestro primer estrato utilizamos el porcentaje que pasa la malla número 200 que es: 0.89% además de nuestro limite liquido: 21.30 y el índice de plasticidad: 1.61. Haciendo uso de estos datos vamos al cuadro y verificamos que se trata de un material granular clasificado como A – 2 – 4 Para hallar el índice de grupo hacemos uso de la formula siguiente:

HACIENDO USO DE LA FORMULA TENEMOS: IG=( 0.89−200 ) [ 0.02+0.005 ( 21.30−40 ) ] +0.01(0.89−15)(1.61−10) Nuestro índice de grupo calculando nos sale igual a 15.81 pero según nuestro cuadro siempre tiene que ser 0, por lo tanto la clasificación seria: A-2-4 (0)

ESTRATO 2 ESTRATO S E2

Cc Cu

L.L L.P I.P GRAVA ARENA SUELO FINO 32 25.93 6.07 0% 89.68% 10.32% 2 0.72 % % %

METODO SUCS Vemos que más del 5% pasa, pero menos del 12 % la malla numero 200; por lo tanto estaríamos ante una arena o una grava, pero vemos que el 89.68% es arena. Con el Cu y el Cc nos damos cuenta si está bien gradada o no, en nuestro caso nos damos cuenta que se trata de una ARENA MAL GRADADA

Con nuestros límites podemos verificar la presencia del material adicional a la ARENA, para esto vamos a la gráfica en relación al índice de plasticidad.

En la gráfica podemos verificar que se trata de un limo, por lo tanto nuestro material seria: ARENA MAL GRADADA CON PRESENCIA DE LIMO : SP-SM

 METODO AASHTO Para el este método hacemos uso de la gráfica anterior. Para nuestro segundo estrato utilizamos el porcentaje que pasa la malla número 200 que es: 10.32% además de nuestro limite liquido: 32 y el índice de plasticidad: 6.07.

Haciendo uso de estos datos vamos al cuadro y verificamos que se trata de un material granular clasificado como A – 2 – 4 Para hallar el índice de grupo hacemos uso de la formula siguiente:

HACIENDO USO DE LA FORMULA TENEMOS: IG=( 10.32−200 ) [0.02+ 0.005 ( 32−40 ) ] +0.01(10.32−15)(6.07−10) Nuestro índice de grupo calculando nos sale igual a 3.98 pero según nuestro cuadro siempre tiene que ser 0, por lo tanto la clasificación seria: A-2-4 (0)

ESTRATO 3 ESTRATO S E3

C c

SUELO Cu L.L L.P I.P GRAVA ARENA FINO 0.9 46.80 32.67 14.13 6.79% 92.80% 2 3 % % %

0.41%

METODO SUCS Vemos que menos del 5% pasa la malla numero 200; por lo tanto estaríamos ante una arena o una grava, pero vemos que el 92.80% es arena.

Con el Cu y el Cc nos damos cuenta si está bien gradada o no, en nuestro caso nos damos cuenta que se trata de una ARENA MAL GRADADA : GP

 METODO AASHTO Para el este método hacemos uso de la gráfica anterior. Para nuestro tercer estrato utilizamos el porcentaje que pasa la malla número 200 que es: 0.41% además de nuestro limite liquido: 46.80 y el índice de plasticidad: 14.13. Haciendo uso de estos datos vamos al cuadro y verificamos que se trata de un material granular clasificado como: A- 2-7 Para hallar el índice de grupo hacemos uso de la formula siguiente:

HACIENDO USO DE LA FORMULA TENEMOS: IG=( 0.41−200 ) [ 0.02+ 0.005 ( 46.8−40 ) ] +0.01(0.41−15)( 14.13−10) Nuestro índice de grupo calculando nos sale igual a -11.38 pero según nuestro cuadro siempre tiene que ser máximo 4 y como el índice de grupo no puede ser negativo tomamos 0, por lo tanto la clasificación seria: A-2-7 (0)

ESTRATO 4 ESTRAT OS E4

Cc Cu L.L 1.9 0.9 NO 5 5 LIQUIDO

L.P NO PLASTICO

GRAV AREN SUELO I.P A A FINO ………… 98.62 0.34% 1.04% % ……

 METODO SUCS Vemos que menos del 5% pasa la malla numero 200; por lo tanto estaríamos ante una arena o una grava, pero vemos que el 98.62% es arena. Con el Cu y el Cc nos damos cuenta si está bien gradada o no, en nuestro caso nos damos cuenta que se trata de una ARENA MAL GRADADA : GP

 METODO AASHTO Para el este método hacemos uso de la gráfica anterior. Para nuestro primer estrato utilizamos el porcentaje que pasa la malla número 200 que es: 1.04% además nos damos cuenta de que no existen límites Haciendo uso de estos datos vamos al cuadro y verificamos que se trata de un material granular clasificado como: A- 3 El índice de grupo será el 0, por lo tanto se clasificaría como A-3 (0)

CONCLUSIONES   

Se pudo clasificar el suelo por SUCS. Se pudo clasificar el suelo por AASHTO. Se determinó el índice de grupo de cada tipo de suelo.