ANLISIS GRANULOMTRICO POR MTODO DEL HIDRMETRO

GEOTECNIA I

JOS DAVID LPEZ LVAREZJUAN DIEGO PREZ CABARCAS RICARDO REY PREZ BENTEZ ROBINSON RAFAEL RUIZ VERGARA

Jorge HerreraDocente

UNIVERSIDAD DE SUCREFACULTAD DE INGENIERASDEPARTAMENTO DE INGENIERA CIVIL23/09/2015DATOS Y RESULTADOS

Se tom una muestra de ensayo de 50 gr de material que pasa el tamiz N200, se sec al horno y se hizo todo el proceso descrito en la gua obteniendo las siguientes lecturas de hidrmetro a diferentes minutos y las lecturas de temperatura para cada uno de estos: Tiempo (t) [min]Lectura del hidrmetro (R) [g/l]Temperatura (T) [C]

13929

23729

33529

43329

82729

152230.5

301931

601531

1201032

240732

480629

Tabla 1. Lectura de hidrmetro y temperatura en diferentes tiempos.

Como no tenemos el Gs de nuestro suelo tomamos uno arbitrario de 2.70 g/cm3.Las correcciones correspondientes para este ensayo son:Correccin por menisco (Cm) = 1 g/l Correccin por defloculante (Cd) = 2.5 g/l.Se procedieron a hallar las lecturas de hidrmetro corregidas por menisco mediante la siguiente expresin:Rcm = Rc + CmPara el primer dato se calcul de la siguiente manera:Rcm1 = 39 + 1 => Rcm1 = 40Las dems correcciones se hicieron de la misma manera y se agruparon los datos en la siguiente tabla:NombreLectura de hidrmetro corregida por menisco (Rcm) [g/l]

Rcm140

Rcm238

Rcm336

Rcm434

Rcm528

Rcm623

Rcm720

Rcm816

Rcm911

Rcm108

Rcm117

Tabla 2. Lectura de hidrmetro corregida por menisco. Se hall el dimetro de las partculas usando la frmula de Stokes:D = k [mm], donde:k se obtiene de la tabla 6-4 L se obtiene de la tabla 6-5.

Se ubica en la tabla 6-5 la profundidad efectiva (L) habiendo calculado antes la lectura de hidrmetro corregida por menisco y se ubica el valor de k en la tabla 6-4 con la temperatura y Gs correspondiente.Para el primer dato conocido se hizo de la siguiente manera:Segn la tabla 6-4: Para Gs = 2.70 y T = 29C, k = 0.0121. Segn la tabla 6-5: Para Rcm = 40, L = 9.7 cmEntonces: D1 = 0.0121 => D1 = 0.0377mmPara los valores de k en relacin a las temperaturas que no se encuentran en las tablas se hizo mediante regresin lineal, ubicando en x los valores de las temperaturas y en y los valores de k correspondientes. Con esos datos se obtuvo un valor de pendiente m = -0.152E-3 y un valor de b = 16.506E-3. De ah para hallar los datos desconocidos se hizo de la siguiente forma:y = mx + b, para x = 30.5:y = -0.152E-3(30.5) + 16.506E-3 y = 0.0119Para x = 31:y = -0.152E-3(31) + 16.506E-3y = 0.0118Para x = 32:y = -0.152E-3(32) + 16.506E-3y = 0.0116Luego con todos los datos conocidos se hallaron los respectivos dimetros D de igual forma que se hizo con el primer dato conocido y se agruparon en la siguiente tabla:NombreDimetro de las partculas (D) [mm]

D10.0377

D20.0272

D30.0225

D40.0198

D50.0146

D60.0109

D70.0078

D80.0056

D90.0040

D100.0029

D110.0022

Tabla 3. Dimetro de las partculas.Se procede a hallar la lectura de hidrmetro corregida (Rc) mediante la siguiente formula:Rc = R Cd + Ct, donde:Ct = correccin por temperatura; este se obtiene mediante la tabla 6-3.

Para el primer dato conocido se hizo de la siguiente manera:Segn la tabla 6-3: Para T = 29C, Ct = +3.05; Entonces: Rc1 = 39 2.5 + 3.05 Rc1 = 39.55

Para los valores de Ct en relacin a las temperaturas que no se encuentran en las tablas se hizo mediante regresin lineal, ubicando en x los valores de las temperaturas y en y los valores de Ct correspondientes. Con esos datos se obtuvo un valor de pendiente m = 0.3021 y un valor de b = -5.9776. De ah para hallar los datos desconocidos se hizo de la siguiente forma:y = mx + b, para x = 30.5:y = 0.3021(30.5) - 5.9776 y = 3.24Para x = 31:y = 0.3021(31) - 5.9776y = 3.39Para x = 32:y = 0.3021(32) - 5.9776y = 3.69

Luego con todos los datos conocidos se hallaron las respectivas lecturas de hidrmetro corregidas (Rc) de igual forma que se hizo con el primer dato conocido y se agruparon en la siguiente tabla:NombreLectura de hidrmetro corregida (Rc)

Rc139.55

Rc237.55

Rc335.55

Rc433.55

Rc527.55

Rc622.74

Rc719.89

Rc815.89

Rc911.19

Rc108.19

Rc116.55

Tabla 4. Lecturas de hidrmetro corregidas.

Seguidamente se procedi a hallar la constante a mediante la siguiente expresin:a = a = a = 0.9889

Por ltimo se hall el porcentaje ms fino mediante la siguiente formula:% ms fino = , Donde Ws = 50gPara el primer dato se hizo de la siguiente manera:% ms fino 1 = % ms fino = 78.22%

Los dems datos se hallaron de la misma forma y se agruparon en la siguiente tabla:Nombre% ms fino

% ms fino 178.22

% ms fino 274.27

% ms fino 370.31

% ms fino 4 66.36

% ms fino 554.49

% ms fino 644.98

% ms fino 739.34

% ms fino 831.43

% ms fino 922.13

% ms fino 1016.20

% ms fino 1112.95

Tabla 5. Porcentajes ms finos.

Con todos estos datos se complet la siguiente tabla:t [min]T [C]R [g/l]Rc [g/l]% ms finoRcm [g/l]L (cm)L/tkD (mm)

1293939.5578.22409.709.7000.01210.0377

2293737.5574.273810.105.0500.01210.0272

3293535.5570.313610.403.4670.01210.0225

4293333.5566.363410.702.6750.01210.0198

8292727.5554.492811.701.4630.01210.0146

1530.52222.7444.982312.500.8330.01190.0109

30311919.8939.3420130.4330.01180.0078

60311515.8931.431613.700.2280.01180.0056

120321011.1922.131114.500.1210.01160.0040

2403278.1916.208150.0630.01160.0029

4802966.5512.95715.200,0320.01210.0022

Tabla 6. Datos tomados en laboratorio y datos hallados en oficina.ANLISIS DE RESULTADOS

En el siguiente grfico se muestra la curva de distribucin granulomtrica por hidrmetro de nuestro suelo:

Grafico 1. Curva granulomtrica del suelo

CONCLUSIONES

Para la determinacin del anlisis granulomtrico por medio del hidrmetro se tuvo en cuenta aquellas partculas que pasan el tamiz N200, es decir, para partculas con undimetro menor a 0.075mm. Desta manera se garantiz un anlisis completo de la distribucin de los tamaos equivalentes de las partculas que conforman la totalidad de la muestra de suelo y porlo tanto se puede decir que mientras mayor sea elporcentaje de partculas granulares y mayor su tamao, el suelo tendr mayor resistencia al corte. En este tipo de ensayo o prueba del hidrmetro se tuvo un margen de error ocasionadoporlassiguientescausas:elusodeunacantidadotipoinadecuado de defloculante. Se observ tambin que se produce prdida de la solucin cuando se introduce o se remueve el hidrmetro, esta prdida se presenta comnmente cuando seextraerpido el hidrmetro. En general se puede decir que el suelo debe ser tratado con buen cuidado a la hora de realizar este experimento dado el carcter deslizante de sus partculas.