IDENTIFICACION Y CLASIFICACION DE SUELOS

Mecánica de suelos

GENERALIDADES

Dada la complejidad y prácticamente la infinita variedad con que los suelos se presentan en la naturaleza, cualquier intento de sistematización científica, debe ir precedido por otro de clasificación completa. Obviamente la Mecánica de Suelos desarrolló estos sistemas de clasificación desde un principio.Es evidente que un sistema de clasificación que pretenda cubrir hoy las necesidades correspondientes, debe de estar basado en las propiedades mecánicas de los suelos, por ser estas lo fundamental para las aplicaciones ingenieriles.

IDENTIFICACION DE SUELOS

La identificación de un suelo se realiza en campo mediante observación directa de la textura, color, y mediante manipuleo para determinar la plasticidad.Usamos técnicas TACTO - VISUAL • Color• Tamaño y distribución de las partículas • Forma de las partículas • Diferencia entre Limos y

Arcillas • Dilatación • Tenacidad • Resistencia en Seco

CLASIFICACION DE SUELOS Los suelos se presentan como una variedad y complejidad prácticamente infinita. Así, cualquier intento de sistematización científica acompañada de la correspondiente tendencia generalizadora, debe ir precedido por otro, en que se procure clasificar a los suelos del modo más completo posible.De hecho, los sistemas de clasificación de suelos son tan antiguos como la propia Mecánica de Suelos, pero por el escaso conocimiento que se tenía sobre los suelos, los sistemas que aparecieron en un principio estaban basados en características poco relevantes (olor, color, textura, etc),

SISTEMAS DE CLASIFICACION SUELOS GRUESOS: LA GRANULOMETRÍAEs la propiedad índice con la que se define la distribución de las partículas del suelo

SUELOS FINOS: LOS LÍMITES DE ATTERBERG

ENSAYOS PARA LA CLASIFICACION DE LOS SUELOS

Agrupar suelos por la semejanza en los comportamientos, correlacionar propiedades con los grupos de un sistema de clasificación, aunque sea un proceso empírico, permite resolver multitud de problemas sencillos. Eso ofrece la caracterización del suelo por LA GRANULOMETRÍAY LA PLASTICIDAD. Sin embargo, el ingeniero debe ser precavido al utilizar esta valiosa ayuda, ya que soluciones a problemas de flujos, asentamientos o estabilidad, soportado sólo en la clasificación, puede llevar a resultados desastrosos

ANÁLISIS GRANULOMETRÍCO

Determina la distribución de las partículas por tamaño de una muestra de suelo

SUELO BIEN GRADUADO:Existe una graduación continua de tamaños.

SUELO MAL GRADUADO:Existe una graduación uniforme de tamaños.

SUELO CON GRADUACIÓN DISCONTINUA:Existe una graduación discontinua de tamaños.

LOS LÍMITES DE ATTERBERG

Algunos suelos cambian de consistencia en función al contenido de humedad. Se definen cuatro estados: sólido, semisólido, plástico y líquido. El límite entre esos estados se denominan• Límites de Consistencia y son: Límite de Contracción

(LC), Límite Plástico (LP) y Límite Líquido (LL).

• LIMITE LÍQUIDO:Humedad para la cual el número de golpes en la copa de Casagrande es de 25 para cerrar la ranura.• LIMITE PLÁSTICO:Humedad mínima con el cual puede moldearse cilindros de suelo de 3 mm de diámetro sin que estos se fisuren.• LIMITE DE CONTRACCIÓN:Humedad a partir de la cual, una pérdida de esta, ya no implica disminución de volumen de un suelo.

SISTEMAS PARALA CLASIFICACIÓN DE SUELOS

AASHTO Asociación Americana de Funcionarios de Carreteras Estatales y Transporte o por sus siglas en Ingles AASHTO de AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIALS, es un órgano que establece normas que publica especificaciones, hace pruebas de protocolos y guías usadas en diseños de autopistas y construcción de ellas en todo los Estados Unidos. A pesar de su nombre, la asociación representa no sólo a las carreteras, sino también transporte por aire, ferrocarril, agua y transporte público

CLASIFICACIÓN DE SUELOS AASHTO

Ha sido en estados unidos donde se han desarrollado la mayor parte de las clasificaciones empíricas de suelos. Una de las más populares en carreteras es la empleada por AASHTOInspirada en el modelo de Casagrande, considera siete grupos básicos de suelos, numerados desde el A-1 hasta el A-7. A su vez, algunos de estos grupos presentan subdivisiones; así, el A-1 y el A-7 tienen dos subgrupos el A-2, cuatro.

Los únicos ensayos necesarios para encuadrar un suelo dentro de un grupo u otro son el ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO y los LÍMITES DE ATTEBERG. Si queremos determinar su posición relativa dentro del grupo, es necesario introducir el concepto de ÍNDICE DE GRUPO (IG), expresado como número entero con un valor comprendido entre o y 20 en función del porcentaje de suelo que pasa a través del TAMIZ N° 200

IG = 0.2 x a + 0.005 x a x c + 0.001 x b x d

• a - es el % en exceso sobre 35, de suelo que pasa por dicho tamiz, sin pasar de 75. Se expresa como un número entero de valor entre 0 y 40

• b - es el % en exceso sobre 15, de suelo que atraviesa el tamiz, sin superar un valor de 55. Es un número entero que oscila entre 0 y40

• c- es el exceso del límite líquido (LL) sobre 40, y nunca superior a 60. Se expresa como numero entero comprendido entre 0 y 20

• d - es el exceso de índice de plasticidad (IP) sobre 10, nunca superior a 30. Es un número entero positivo comprendido entre 0 y 20

Nota: Si el resultado es negativo, se toma 0. Y si tiene decimales, se redondea al más cercano• c- es el exceso del límite líquido (LL) sobre 40, y nunca superior a 60. Se expresa

como numero entero comprendido entre 0 y 20• d - es el exceso de índice de plasticidad (IP) sobre 10, nunca superior a 30. Es un

número entero positivo comprendido entre 0 y 20Nota: Si el resultado es negativo, se toma 0. Y si tiene decimales, se redondea al más cercano

• GRUPOS DE SUELOS AASHTOSUELOS A - 1:Son mezclas bien graduadas de gruesos a finos con aglutinantes no plásticos o de plasticidad débil.SUBGRUPOS• A-1-a:Predominantemente fragmentos de roca o grava, con o sin cementante.• A-1-b:Predominantemente arena gruesa con o sin cementante

SUELOS A - 2:Están constituidos por material grueso y fino mezclados con aglutinantes, pero son inferiores a los suelos A -1 debido a su mala graduación, a un aglutinante inferior o a ambas cosas. En la superficie de la carretera pueden presentar una gran estabilidad cuando estén secos, o según la cantidad y características del aglutinante, pueden reblandecerse cuando se humedecen, o volverse sueltos o polvorientos durante los periodos de sequíaSUBGRUPOS• A-2-4 y A- 2-5:Incluyen varios materiales granulares cuyas partículas más finas (de 0.425 mm hacia abajo) tienen las características de los grupos a-4 y a-5 respectivamente.• A-2-6 y A-2-7:Son similares a los descritos anteriormente, pero sus partículas más finas tienen la característica de los grupos A-6 y A-7, respectivamente.

SUELOS A - 3:Están compuestos por arenas deficientes en aglutinantes. Son típicas en este grupo la arena fina de desierto y la arena transportada por el viento, así como las mezclas en depósitos fluviales de arena fina de mala graduación con pequeñas cantidades de arena gruesa y grava. Tienen una estabilidad deficiente a la carga de las ruedas, excepto cuando están húmedos• SUELOS A - 4:Están compuestos predominantemente por limo con solo moderadas cantidades de material grueso y pequeñas cantidades de arcilla pegajosa coloidal. Se encuentran frecuentemente y proporcionan una superficie firme para circulación cuando están secos,

SUELOSA - 5:• Son similares a los A – 4, con excepción que incluyen suelos de

graduación muy mala. Estos suelos se presentan raramente. Son susceptibles al abultamiento cuando se retira la carga, aunque estén secos.

• Las propiedades elásticas dificultan la conveniente compactación de bases de tipo flexible colocadas durante la construcción y no son aceptables como subrasantes para capas delgadas de base flexible estabilizada, ni para superficies bituminosas.

SUELOS A - 6:• Componente predominante de arcilla con contenidos moderados de

materiales gruesos. En los estados de plasticidad blanda o rígida solo absorben agua adicional cuando se les manipula. Tienen buena capacidad soportante cuando están compactados a la densidad máxima, pero pierden capacidad soportante cuando absorben humedad

• Los índices de plasticidad altos, por encima de I8, de esos suelos indican una naturaleza cohesiva del material aglutinante (arcilla y coloides), solamente serán adecuados para rellenos y subrasantes, cuando se colocan y mantienen con un bajo contenido de humedad.

SUELOSA - 7:• Están compuestos predominantemente de arcilla como los suelos A – 6, pero debido a

las partículas de limo de tamaño uniforme a la materia orgánica, escamas de mica o carbonato de cal, son elásticos.

• A un determinado contenido de humedad se deforman y abultan apreciablemente cuando se retira la carga.

SUBGRUPOS• A-7-5:Materiales que tienen índice de plasticidad moderado en relación con sus límites líquidos y pueden ser altamente elásticos, así como también experimentan cambios de volumen.A-7-6:• Materiales con alto índice de plasticidad en relación con sus límites líquidos y son

susceptibles de experimentar cambios de volumen extremadamente altos. TURBA Y ESCOMBROS:

• Los suelos compuestos de turba y escombros muy blandos, contienen grandes cantidades de materia orgánica y humedad y no pueden ser usados en ningún tipo de construcción.

SUCS

El Sistema Unificado de Clasificación de Suelos, SUCS (ASTM D 2487 y 2488) es el de uso más extendido en la práctica geotécnica. Fue inicialmente propuesto por Arthur Casagrande en 1932, tentativamente adoptado por el Departamento de ingeniería de los EEUU en 1942 y definitivamente presentado a la ASCE en 1948. Está basado en el análisis granulométrico y en los límites de Atterberg (límites líquido y plástico) de los suelos.

La primera y más importante decisión está dada por el contenido de finos, definido como el correspondiente a partículas de diámetro equivalente menor a 0,075 mm, pasante del tamiz #200. Si menos del 50% en peso del suelo pasa el tamiz #200, entonces el suelo es “grueso” y se sub-clasifica en arena o grava usando el tamiz #4. De otro modo, el suelo es “fino” y se sub-clasifica en limo o arcilla, usando los límites de plasticidad

CLASIFICACIÓN DE SUELO SSUCS Los suelos se separan en tres divisiones:• Suelos de grano grueso.• Suelos de grano fino.• Suelos altamente orgánicos.

Los suelos de grano grueso se dividen en gravas (G) y arenas (S).Las gravas contienen un porcentaje mayor de la fracción gruesa retenida en el tamiz Nº 4 (4,76 mm) y las arenas son aquellos suelos cuya poción pasa el tamiz Nº 4. Tanto las gravas (G) como las arenas (S), se dividen en cuatro grupos secundarios: GW, GP, GM, GC, SW, SP, SM, SC respectivamente, según la cantidad y el tipo de los finos y la forma de la curva granulométrica.

Los suelos de grano fino se subdividen en limos (M) y arcillas (C), según su límite líquido y su índice de plasticidad. Los limos son suelos de grano fino con un límite líquido y un índice de plasticidad que resulten puntos por debajo de la línea “A”. Y arcillas aquellos que dan puntos por encima de la línea “A”

• GW: Grava bien gradada, mezclas gravosas, poco o ningún fino.• GP: Grava mal gradada, mezclas grava – arena, poco o ningún fino.• GM: Grava limosa, mezclas grava, arena, limo.• GC: Grava arcillosa, mezclas gravo – arena arcillosas.• SW: Arena bien gradada.• SP: Arena mal gradada, arenas gravosas, poco o ningún fino.• SM: Arenas limosas, mezclas arena – limo.• SC: Arenas arcillosas, mezclas arena – arcilla.• ML: Limos inorgánicos y arenas muy finas, polvo de roca, limo arcilloso, poco

plástico, arenas finas limosas, arenas finas arcillosas.• CL: Arcillas inorgánicas de plasticidad baja a media, arcillas gravosas, arcillas

arenosas, arcillas limosas, arcillas magras (pulpa)• OL: Limos orgánicos, arcillas limosas orgánicas de baja plasticidad.• MH: Limos inorgánicos, suelos limosos o arenosos finos micáceos o diatomáceos

(ambiente marino, naturaleza orgánica silíceo), suelos elásticos.• CH: Arcillas inorgánicas de alta plasticidad, arcillas gruesas.• OH: Arcillas orgánicas de plasticidad media a alta, limos orgánicos.• Pt: Turba (carbón en formación) y otros suelos altamente orgánicos

Los suelos granulares se designan con estos símbolosPrefijos• G =Grava El 50% o más es retenido → en la malla #4• S =Arena →Sí más del 50% pasa la malla #4Sufijos• W =bien gradado• P =mal gradado Depende del Cu y Cc• M =Limoso• C =Arcilloso Depende de WL y el IP

Los suelos finos se designan con estos símbolos.Prefijos Sufijos• M =Limo• L =Baja plasticidad (WL < 50%)• C =Arcilla• H =Alta plasticidad (WL > 50%)