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• Lyco Ceykhann Ramos

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MECÁNICA DE SUELOS TP N° 2 Clasificación de suelos

Año 2014

RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS

Introducción: En este practico se buscará por medio de los 3 ejercicios, conocer la metodología de clasificación de los tipos de suelos y sus correspondientes características, ya sea por su granulometría, limite liquido o plasticidad, utilizando para ello los distintos métodos dados a conocer en las clases teóricas, interpretando las tablas y las normas establecidas para el uso de las mismas, así como también todas las consideraciones especiales a tener en cuenta en las operaciones de clasificación del suelo ya sea en el campo de trabajo o en el laboratorio. Problema Nro1 y 2: 1. Graficar la curva franulometrica correspondiente a las profundidades de 15 metros, 19 metros y 23 metros extraidas del pozo de exploracion Nº3 realizado par un estudio de suelo. 2. Clasificar en el Sistema Unificado de Suelos (S.U.C.S) los suelos correspondientes al problema N°1, teniendo presente los resultados del laboratorio de los ensayos de limites de consistencia para la fraccion pasante tamiz 200. PESO RETENIDO (gr) Número de Tamiz Muestra a 15m Muestra a 19m Muestra a 23m 4 13,2 14,1 10,2 10 17,3 18,2 15,4 20 70,8 50,4 25,2 40 420,2 410,1 330,4 60 56,5 62,3 79,2 100 60,2 40,2 27,3 200 80,1 60,3 11,2 pasa 200 112,2 58,3 0

Muestra a 15 m Muestra a 19m Limite Líquido

44

53

Limite Plástico

12

41

Profundidad 15 metros: Primeramente se calcula la masa total del suelo: Masa total (MT)=∑ 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜𝑖 Masa total (MT)= 13,2gr+ 17,3gr+ 70,8gr+ 420,2gr+56,5gr+ 60,2gr+ 80,1gr+ 112,2gr= 830,5gr Luego los porcentajes y la masa que pasan: 𝑖=𝑗

% 𝑞𝑢𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑎𝑖 = 100% − ∑ ( 𝑖=1

𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜𝑖 ) × 100% 𝑀𝑇 𝑖=𝑗

𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑎𝑖 = 𝑀𝑇 − ∑ 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜𝑖 𝑖=1

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Año 2014

Se calculan los datos y se confecciona la siguiente tabla: Nº de tamiz Retenido(gr) peso que pasa(gr) % que pasa 817,3 98,41 4 13,2 800

96,33

729,2

87,8

40

17,3 70,8 420,2

309

37,2

60

56,5

252,5

20,4

100

60,2 80,1 112,2 830,5

192,3

23,15

112,2

13,5

0

0

10 20

200 pasa 200 MT

  

más del 50% queda retenido en el tamiz 200, pasa el 13,5% estamos en presencia de un suelo de partículas gruesas. más del 50% pasa el tamiz 4, (pasa el 98,4%) define una arena. Más del 12% pasa la malla 200, (pasa 13,5%), entonces analizamos solamente la porción fina del suelo:

Índice Platico (IP) = Limite Liquido (LL) – Limite Plástico (LP) IP=44-12=32 Analizando la carta de plasticidad tenemos que nuestro suelo es: ARENA ARCILLOSA (SC) Profundidad a 19 metros: Nº de tamiz Retenido(gr) peso que pasa(gr) % que pasa 699,88 98,02 4 14,1 681,6

95,47

631,2

88,41

40

18,2 50,4 410,1

221,1

30,97

60

62,3

158,8

22,24

100

40,2 60,3 58,3 713,9

118,6

16,61

58,3

8,17

0

0

10 20

200 pasa 200 MT

  

Más del 50% queda retenido en tamiz 200 (pasa solo el 8,17%) se trata de un suelo de partículas gruesas. Más del 50% pasa el tamiz 4 (pasa el 98,02%) define una arena. Como el porcentaje que pasa la malla 200 está entre 5 y 12% (8,17%), se realiza un análisis granulométrico y también se analiza la carta de plasticidad:

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𝐷60% 0,6 = = 6,66 𝐷10% 0.09 2 (0,42)2 𝐷30% Coeficiente de Curvatura = = = 3,26 𝐷10% × 𝐷60% 0,09 × 0,6 Como 𝐶𝑢 > 6, pero 𝐶𝑐 no está entre 1 y 3 podemos afirmar que la arena está mal graduada (SP). Coeficiente Uniformidad =

Índice Platico (IP) = Limite Liquido (LL) – Limite Plástico (LP) IP=53-41=12 Al verificar la carta de plasticidad se obtiene que el suelo es un limo de alta plasticidad (MH), al no tener más datos del suelo no podemos afirmar si el suelo orgánico. El suelo es una arena limosa, mal graduada (SM-SP). Profundidad 23 metros: Nº de tamiz Retenido(gr) peso que pasa(gr) % que pasa 4

488,7

97,95

473,3

94,87

448,1

89,81

117,7

23,59

60

10,2 15,4 25,2 330,4 79,2

38,5

7,71

100

27,3

11,2

2,24

200

11,2 0 498,9

-

-

-

-

10 20 40

pasa 200 MT

  

Menos del 50% pasa en tamiz 200 (no pasa nada) se trata de un suelo de partículas gruesas. Más del 50% pasa el tamiz 4 (pasa el 97,95%) define una arena. Como el 0% pasa el tamiz 200 tenemos un suelo grueso sin finos, por lo tanto analizamos solamente la granulometría.

Coeficiente Uniformidad =

𝐷60% 0,6 = = 2,14 𝐷10% 0.28

2 (0,45)2 𝐷30% Coeficiente de Curvatura = = = 1,20 𝐷10% × 𝐷60% 0,28 × 0,6

Como 𝐶𝑢 < 6 podemos afirmar que la arena está mal graduada (SP).

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PROBLEMA Nro. 3: Clasificar los siguientes suelos en el Sistema Unificado de Suelos (S.U.C.S.) y en el sistema del Highway Research Board (HRB) de acuerdo al análisis granulométrico realizado en el laboratorio y que dio como resultado los siguientes porcentajes de material pasante:

Suelo/Tami 1’1/2’ 3/4' z a

3/8’

Nº 4 Nº 10 Nº 20 Nº 40 Nº 100 Nº 200 LL 100.0 94.0

LP

62

41

b

100.0 96.5

91.2

45

12

c

100.0 82.6

52.1

35

14

d

100.0 87.2

74.7

52

9

e

100.0 72.6

55.3

18

6

f

100.0 86.2

76.5

45.0

27.5

19.8

8.1

3.1

2.0

-

-

g

100.0 75.3

52.2

36.4

24.8

22.5

16.3

6.1

3.5

-

-

100.0 85.0

32.0

28.2

25.9

22.6

18.0

16.0

46

12

i

100.0 80.0

36.2

13.8

10.5

3.4

1.9

-

-

j

100.0 90.0

63.5

49.1

28.0

13.9

9.0

42

9

100.0 89.2

58.0

12.1

4.0

-

-

h

k

CLASIFICACIÓN POR SISTEMA UNIFICADO DE SUELOS (S.U.C.S.) SUELO a: El 94 % pasa por el TAMIZ 200, es un SUELO FINO. El Limite Liquido es mayor a 50, lo clasificamos como H IP=LL-LP IP=62-41 IP=21. Analizamos en la carta de plasticidad. Nos queda abajo de la “LINEA A”. EL SUELO PODRIA SER ORGANICO O INORGANICO. SUELO b: El 91,2 % pasa por el TAMIZ 200, es un SUELO FINO. El Limite Liquido es menor a 50, lo clasificamos como L. IP=LL-LP IP=45-12 IP=33. Analizamos en la carta de plasticidad. Nos queda arriba de la “LINEA A” y Ip>7. EL SUELO ES CL. SUELO c: El 52,1 % pasa por el TAMIZ 200, es un SUELO FINO. El Limite Liquido es menor a 50, lo clasificamos como L. IP=LL-LP IP=35-14 IP=21. Analizamos en la carta de plasticidad. Nos queda arriba de la “LINEA A” y Ip>7. EL SUELO ES CL.

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SUELO d: El 74,7 % pasa por el TAMIZ 200, es un SUELO FINO. El Limite Liquido es mayor a 50, lo clasificamos como H. IP=LL-LP IP=52-9 IP=43. Analizamos en la carta de plasticidad. Nos queda arriba de la “LINEA A” y Ip>7. EL SUELO ES CH. SUELO e: El 55,3 % pasa por el TAMIZ 200, es un SUELO FINO. El Limite Liquido es menor a 50, lo clasificamos como L. IP=LL-LP IP=45-12 IP=33. Analizamos en la carta de plasticidad. Nos queda arriba de la “LINEA A” y IP>7. EL SUELO ES CL. SUELO f: El 2 % pasa por el TAMIZ 200, es un SUELO GRUESO. Menos del 50 % pasa por el TAMIZ 4. Es GRAVA. Menos del 5% pasa por la MALLA 200. Analizamos CURVA GRANULOMETRICA. 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑈𝑛𝑖𝑓𝑜𝑟𝑚𝑖𝑑𝑎𝑑 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝐶𝑢𝑟𝑣𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎

𝐷

7

𝐶𝑢 = 𝐷60% = 0,5 = 14 10%

𝐶𝐶 = 𝐷

𝐷30% 2 60% 𝐷10%

𝐶𝑢 > 4 𝐺𝑅𝐴𝑉𝐴 𝐵𝐼𝐸𝑁 𝐺𝑅𝐴𝐷𝑈𝐴𝐷𝐴

= 1,14 1 < 𝐶𝐶 < 3 𝐺𝑅𝐴𝑉𝐴 𝐵𝐼𝐸𝑁 𝐺𝑅𝐴𝐷𝑈𝐴𝐷𝐴

ES UN SUELO GW SUELO g: El 3,5 % pasa por el TAMIZ 200, es un SUELO GRUESO. Menos del 50 % pasa por el TAMIZ 4. Es GRAVA. Menos del 5% pasa por la MALLA 200. Analizamos CURVA GRANULOMETRICA. 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑈𝑛𝑖𝑓𝑜𝑟𝑚𝑖𝑑𝑎𝑑 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝐶𝑢𝑟𝑣𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎

𝐷

14

𝐶𝑢 = 𝐷60% = 0,27 = 51 10%

𝐶𝐶 = 𝐷

𝐷30% 2 60% 𝐷10%

= 2,38

𝐶𝑢 > 4 𝐺𝑅𝐴𝑉𝐴 𝐵𝐼𝐸𝑁 𝐺𝑅𝐴𝐷𝑈𝐴𝐷𝐴 1 < 𝐶𝐶 < 3 𝐺𝑅𝐴𝑉𝐴 𝐵𝐼𝐸𝑁 𝐺𝑅𝐴𝐷𝑈𝐴𝐷𝐴

ES UN SUELO GW SUELO h: El 16 % pasa por el TAMIZ 200, es un SUELO GRUESO. Menos del 50 % pasa por el TAMIZ 4. Es GRAVA. Más del 12% pasa por la MALLA 200. El Índice Plasticidad = Limite Liquido – Limite Plástico. IP=46-12 IP=34. Analizamos en Carta de Plasticidad. Nos encontramos ARRIBA de la “LINEA A”. IP>7. ES UN SUELO GC SUELO i: El 1,9 % pasa por el TAMIZ 200, es un SUELO GRUESO. Más del 50 % pasa por el TAMIZ 4. Es ARENA. Menos del 5% pasa por la MALLA 200. Analizamos CURVA GRANULOMETRICA.

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𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑈𝑛𝑖𝑓𝑜𝑟𝑚𝑖𝑑𝑎𝑑 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝐶𝑢𝑟𝑣𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎

Año 2014

𝐷60% 3,66 = = 10,46 𝐶𝑢 > 4 𝐴𝑅𝐸𝑁𝐴 𝐵𝐼𝐸𝑁 𝐺𝑅𝐴𝐷𝑈𝐴𝐷𝐴 𝐷10% 0,35 𝐷30% 2 𝐶𝐶 = = 2,39 1 < 𝐶𝐶 < 3 𝐴𝑅𝐸𝑁𝐴 𝐵𝐼𝐸𝑁 𝐺𝑅𝐴𝐷𝑈𝐴𝐷𝐴 𝐷60% 𝐷10%

𝐶𝑢 =

ES UN SUELO SW SUELO j: El 9 % pasa por el TAMIZ 200, es un SUELO GRUESO. Mas del 50 % pasa por el TAMIZ 4. Es ARENA. Entre el 5% y 12% pasa por la MALLA 200. Nos encontramos frente a un caso de frontera. Para clasificar el suelo debemos tener en cuenta sus características de plasticidad y granulometría. El Índice Plasticidad = Limite Liquido – Limite Plástico. IP=42-9 IP=33. Analizamos en Carta de Plasticidad. Nos encontramos ARRIBA de la “LINEA A”. En este caso tenemos arcilla. Para granulometría, analizamos CURVA GRANULOMETRICA. 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑈𝑛𝑖𝑓𝑜𝑟𝑚𝑖𝑑𝑎𝑑 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝐶𝑢𝑟𝑣𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎

𝐷60% 2,33 = = 23,3 𝐶𝑢 > 4 𝐴𝑅𝐸𝑁𝐴 𝐵𝐼𝐸𝑁 𝐺𝑅𝐴𝐷𝑈𝐴𝐷𝐴 𝐷10% 0,1 𝐷30% 2 𝐶𝐶 = = 0,38 1 < 𝐶𝐶 < 3 𝐴𝑅𝐸𝑁𝐴 𝑀𝐴𝐿 𝐺𝑅𝐴𝐷𝑈𝐴𝐷𝐴 𝐷60% 𝐷10%

𝐶𝑢 =

ES UN SUELO SP-SC SUELO k: El 4 % pasa por el TAMIZ 200, es un SUELO GRUESO. Mas del 50 % pasa por el TAMIZ 4. Es ARENA. Menor de 5% pasa por la MALLA 200. Analizamos CURVA GRANULOMETRICA. 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑈𝑛𝑖𝑓𝑜𝑟𝑚𝑖𝑑𝑎𝑑 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝐶𝑢𝑟𝑣𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎

𝐷60% 0,5 = = 0,7 𝐶𝑢 > 4 𝐴𝑅𝐸𝑁𝐴 𝑀𝐴𝐿 𝐺𝑅𝐴𝐷𝑈𝐴𝐷𝐴 𝐷10% 0,1 𝐷30% 2 𝐶𝐶 = = 0,17 1 < 𝐶𝐶 < 3 𝐴𝑅𝐸𝑁𝐴 𝑀𝐴𝐿 𝐺𝑅𝐴𝐷𝑈𝐴𝐷𝐴 𝐷60% 𝐷10% 𝐶𝑢 =

ES UN SUELO SP SISTEMA DE CLASIFICACION DE SUELOS H.R.B. SUELO a: Mas del 35% pasa por la MALLA 200 LL>40 LL=62 IP=LL-LP IP=62-41 IP=21 IP>10 IG = (F − 35)[0,2 + 0,005 ∗ (LL − 40)] + 0,01 ∗ (F − 15) ∗ (IP − 10) IG = (94 − 35)[0,2 + 0,005 ∗ (62 − 40)] + 0,01 ∗ (94 − 15) ∗ (21 − 10) IG = 26,98 IG>20 ES UN SUELO A-8 Tipo de material: TURBAS Comportamiento general como subrasante: PÉSIMO Trabajo practico Nro2: Clasificación de suelos

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SUELO b: Mas del 35% pasa por el TAMIZ 200 LL=45 LL>40 IP=LL-LP IP=45-12 IP=33 IP>10 IG = (F − 35)[0,2 + 0,005 ∗ (LL − 40)] + 0,01 ∗ (F − 15) ∗ (IP − 10) IG = (91,2 − 35)[0,2 + 0,005 ∗ (45 − 40)] + 0,01 ∗ (91,2 − 15) ∗ (33 − 10) IG = 30,17 ES UN SUELO A-8 Tipo de material: TURBAS Comportamiento general como subrasante: PÉSIMO SUELO c: Más de 35% pasa por el TAMIZ 200 LL=35 LL10 IG = (F − 35)[0,2 + 0,005 ∗ (LL − 40)] + 0,01 ∗ (F − 15) ∗ (IP − 10) IG = (52,1 − 35)[0,2 + 0,005 ∗ (35 − 40)] + 0,01 ∗ (52,1 − 15) ∗ (21 − 10) IG = 7,07 IG40 IP=LL-LP IP=52-9 IP=43 IP>10 IG = (F − 35)[0,2 + 0,005 ∗ (LL − 40)] + 0,01 ∗ (F − 15) ∗ (IP − 10) Índice de Grupo IG = (74,7 − 35)[0,2 + 0,005 ∗ (52 − 40)] + 0,01 ∗ (74,7 − 15) ∗ (43 − 10) IG = 30,02 IG>20 ES UN SUELO A-8 Tipo de material: TURBAS Comportamiento general como subrasante: PÉSIMO SUELO e: Mas del 35% pasa por la MALLA 200 LL10 IG = (F − 35)[0,2 + 0,005 ∗ (LL − 40)] + 0,01 ∗ (F − 15) ∗ (IP − 10) IG = (55,3 − 35)[0,2 + 0,005 ∗ (18 − 40)] + 0,01 ∗ (55,3 − 15) ∗ (12 − 10) IG = 2,63 IG40 IP=LL-LP IP=46-12 IP=34 IP>10 IG = (F − 35)[0,2 + 0,005 ∗ (LL − 40)] + 0,01 ∗ (F − 15) ∗ (IP − 10) IG = (16 − 35)[0,2 + 0,005 ∗ (46 − 40)] + 0,01 ∗ (16 − 15) ∗ (34 − 10) IG = −4,13 IG40 IP=LL-LP IP=42-9 IP=33 IP>10 IG = (F − 35)[0,2 + 0,005 ∗ (LL − 40)] + 0,01 ∗ (F − 15) ∗ (IP − 10) IG = (9 − 35)[0,2 + 0,005 ∗ (42 − 40)] + 0,01 ∗ (9 − 15) ∗ (33 − 10) IG = −6,9 IG