tema_1-1

I. CONCEPTOSBSICOS

Lamecnicadesuelosesunaquedisciplinaestudialaspropiedades,comportamientoyutilizacindelsuelocomomaterialestructural,detalmodoquelasdeformacionesyresistenciadelsueloofrezcanseguridad,durabilidadyestabilidaddelasestructuras

QueeslaMecnicadeSuelos?

2Dra.AlexandraOssaL.

I.ISUELOSORIGENYFORMACIN

Dra.AlexandraOssaL.

Lacortezaterrestre

Lacortezaterrestre eslacapamssuperficialdelatierra,ytambinlamsfina.Esuncascaronderocaqueflotasobrelasiguientecapa(elmanto),queesfluda.


Tiposderocas

ROCASIGNEAS:

Rocasformadasporenfriamientodelmaterialfundido(magma)dentroosobrelasuperficiedelacortezaterrestre


Tiposderocas

ROCASSEDIMENTARIAS:

Rocasformadasporlaacumulacindesedimentosdesueloque,sometidosaprocesosfsicosyqumicos,resultanenunmaterialdeciertaconsistencia.


Tiposderocas

ROCASMETAMRFICAS

Rocasformadasporlamodificacinderocasyaexistentesacausadecalorextremooacausadepresionesaltas.


Suelo

Sedefinecomosuelo alacapadelgadadematerialquereposasobrelacortezaterrestreyqueprovienedeladesintegraciny/oalteracinfsicaoqumicadelasrocasydelosresiduosdelasactividadesdelosseresvivos.


Origendelossuelos

Lossuelosseoriginaatravsdeladestruccingradualdelasmasasderocaslidaqueesatribuibleadosprocesosdenominadosmeteorizacinfsicayqumica.

ROCAMETEORIZACIN

FSICAYQUMICA

METEORIZACINFSICAYQUMICA


MeteorizacinFsica

Se debe a la aparicin de importantes tensiones en el interior de la roca, locual provoca roturas en sus lneas dbiles sin que se produzcan cambiosapreciables en su mineraloga de sus componentes.

Agentes

Cambios de temperatura

Alternancia de humedad y sequedad

Congelamiento

Cristalizacin de las sales por hidratacin

Efecto mecnico de los animales.


MeteorizacinQumica

Secaracterizaportransformacionesqueafectanlacomposicinqumicaymineralgicadelaroca,dandolugaramezclasdemineralesdecomposicinvariableycompleja.Losmineralesoriginalesderocassetransformanennuevosmineralesdebidoareaccionesqumicas

Agentes

Disolucin

Hidrlisis

Hidratacin

Oxidacin

Lasecrecindesustanciasacidasporpartedealgunosorganismosquefacilitanlatransformacindelmaterial.


Tiposdedepsitosdesuelos

SUELOSRESIDUALES

Sonaquellosquesehanformadopordepositacininsituyhanpermanecidoensuposicinoriginal


TiposdedepsitosdesuelosSUELOSTRANSPORTADOS

Lossuelostransportadossonaquellosquehansidodesplazadosdesuposicinoriginalydepositadosenotrositio.

Eltamaoylaformadelaspartculasdeundepsitodesuelotransportadoporlogeneralestndeterminadosporelagentedetransporteyelmodoenqueseformanlosdepsitos.

Clasificacin:

Glaciares:Originadosporeltransporteyladeposicindelaguadelosglaciares.Aluviales:Transportadosporelescurrimientodeagua.Lacustres:Formadospordeposicinenlagosquietos.Marinos:Formadospordeposicinenelmar.Elicos:TransportadosydepositadosporelvientoPiedemonte:Formadospormovimientodebidoalagravedad(deslizamientos)


Tiposdedepsitosdesuelos

SUELOSTRANSPORTADOS

Aluvial Lacustre

Glaciar

Piedemonte

Elico


CICLOGEOLGICO


I.2RELACIONESVOLUMTRICASY11.GRAVIMTRICAS

Dra.AlexandraOssaL.

FasesdelSuelo

Enlanaturalezalossuelossonsistemasdetresfasesqueconsistenenpartculasdesueloslidas,aguayaire.

Faseslida:Formadaporpartculasmineralesdelsuelo,incluyendolacapaslidaadsorbida.

Faselquida:Generalmenteagua(especficamenteagualibre),aunquepuedenexistirotroslquidosdemenorsignificacin.

Fasegaseosa:Comprendesobretodoelaire,sibienpuedenestarpresentesotrosgases,porejemplo:vaporesdesulfuro,anhdridoscarbnicos,etc.


RepresentacingrficaVaciosllenosdeaguayaire

Granos

Aire

Agua

Slido

Vm

Va

Vw

Vs

Wa=0

Ww

Ws

Wm

Vv

Vm =Volumentotaldelamuestra.

Vs =Volumendelafaseslidadelamuestra.

Vv =Volumendelosvacosdelamuestradesuelo.

Vw =Volumendelafaselquidacontenidaenlamuestra.

Va =Volumendelafasegaseosadelamuestra.

Wm =Pesototaldelamuestra.

Ws =Pesodelafaseslidadelamuestra.

Ww =Pesodelafaselquidacontenidaenlamuestra.

Wa =Pesodelafasegaseosadelamuestra 0


m =Pesoespecficodelamasadesuelo.

s =Pesoespecficodelafaseslidadelsuelo.

o =Pesoespecficodelaguadestiladaa4Cyapresinatmosfrica.

w =Pesoespecficodelaguaencondicionesnormalesdetrabajo.

Relacionesdepesosyvolmenes

s

ss V

W

m

ws

m

mm V

WWVW

TemperaturaC

w(g/cm)

15 1.000016 1.000017 0.999918 0.999919 0.999820 0.998221 0.99822 0.997823 0.997624 0.997325 0.997126 0.996827 0.996528 0.996329 0.99630 0.9957

Gm =Pesoespecficorelativodelamasadesuelo

Gs =Pesoespecficorelativodelafaseslidadelsuelo

om

m

o

mm V

WG

os

s

o

ss V

WG


RelacionesFundamentalesLasrelacionesquese danacontinuacinsonimportantesparaelmanejocomprensibledelaMecnicadeSuelosyuncompletodominiodesusignificadoysentidofsico.

Se denomina relacin de vacos e, a la relacin entre el volumen de vacos y el de losslidos de un suelo.

s

v

VVe

Tericamente:e=0 Vv= 0 (suelo sin agua y sin aire)e= Vv= ( solo aire)En la prctica:Valores mnimo de e= 0.25 (arenas densas)Valores mximo de e= 15 (arcillas compresibles)

Aire

Agua

Slido

V

Va

Vw

Vs

Vv


Relaciones FundamentalesSe denomina porosidad n , a la relacin entre el volumen de vacos y elvolumen total de la masa de suelos

100xVVn

m

v

Aire

Agua

Slido

V

Va

Vw

Vs

Vv

Tericamente:n =0 Vv= 0 (suelo sin agua y sin aire slo fase solida)n =100 Vv= ( espacio vaco)En la prctica:Los valores de a varan entre 20% y 95%


Relaciones FundamentalesRELACIONES ENTRE n y e

m

v

VVn e1

en

n1ne s

v

VVe

m

v

m

m

m

v

vm

v

VV

VV

VV

VVVe

s

v

s

s

s

v

vs

v

VV

VV

VV

VVVn


Relaciones FundamentalesSe denomina compacidad relativa Dr (%) al grado de acomodo alcanzado por las partculas de suelo, dejando ms o menos vacos entre ellas. Este es un prmetro util en la carcaterizacin de suelos de particula gruesa

Si e=emax Dr=0% Estado sueltoSi e= emin Dr=100% Estado denso

minmax

max

eeeeDr

emaxemin e


Relaciones Fundamentales

SedenominagradodesaturacindeunsueloGw a,larelacinentresuvolumendeaguayelvolumendesusvacos

100xVVG

v

ww

Aire

Agua

Slido

Agua

Slido

Aire

Slido

Suelossecos

Suelosparcialmentesaturados Suelossaturados

Gw=0% 0%

Relaciones FundamentalesSeconocecomocontenidodeaguaohumedaddeunsuelow,larelacinentreelpesodeaguacontenidaenelmismoyelpesodesufaseslida.

100xWWw

s

w Aire

Agua

Slido

Wa=0

Ww

Ws

w

En la prctica:Arcillas y arenas w

Relaciones Fundamentales

Aire

Agua

Slido

V

Va

Vw

Vs

Vv

SeconocecomogradodesaturacinGA ,alarelacinentreelvolumendeaguayelvolumendevaciosdelsuelo,esteparmetrodeescasaimportanciaprctica.

100xVVG

v

AA


Relacionesparasuelossaturados

ss

ssm SnnwS

wSeeSG )1(

1)1(

1

osos

so

somm SnnwS

wSeeSG )1(

1)1(

1

Agua

Slido

e

1

eo

1+e

Sso

Agua

Slido

n

1-n

no

1

(1-n)Sso


Relacionesparasuelosparcialmentesaturados

sm SewG

11

Agua

Slido

e

1

0

1+e

Sso

Aire

wSso Agua

Slido

0

1

AireosS

e

osS 1

w

sm ew

11

ewSG sw


Pesoespecficosecoysaturado

d = Eselpesoespecficodelamasadesuelo(m) paracondicionesdecerosaturacin

sat = Eselpesoespecficodelamasadesuelo(m) paracondicionesdel100%desaturacin

m

Gws

m

msat V

WWVW w %)100(

m

sd V

W

Gw=0

Gw=100%

m

d

sat29

Dra.AlexandraOssaL.

s

v

VVe

s

v

VVe

n1ne

100xVVn

m

v 100xVVn

m

v

e1en

100xWWw

s

w 100xWWw

s

w

100xVVG

v

ww 100xV

VGv

ww

d = Eselpesoespecficodelamasadesuelo(m) paracondicionesdecerosaturacin

m

sd V

W

sat = Eselpesoespecficodelamasadesuelo(m) paracondicionesdel100%desaturacin

m

Gws

m

msat V

WWVW w %)100(

m =Pesoespecficodelamasadesuelo.

s =Pesoespecficodelafaseslidadelsuelo.

s

ss V

Ws

ss V

W

m

ws

m

mm V

WWVW

m

ws

m

mm V

WWVW

Sm =Pesoespecficorelativodelamasadesuelo

Ss =Pesoespecficorelativodelafaseslidadelsuelo

om

m

o

mm V

WG

om

m

o

mm V

WG

os

s

o

ss V

WG

os

s

o

ss V

WG

Gm=Pesoespecficorelativodelamasadelsuelo

Gm=Pesoespecficorelativodelosslidos


I.3IDENTIFICACINYCLASIFICACIONDESUELOS

Dra.AlexandraOssaL.

ClasificacindesuelosLossuelospuedenclasificarsecomofinosygranulares.Sinembargo,parapoderestudiarelcomportamientodelosmismossehacenecesarioclasificarlodeunaformamasdetalladaysobretodobajoutilizandounametodologaunificada.

ImagencortesaM.IOsvaldoFloresC.


AnlisisgranulomtricoUnodelosaspectosquepermitenclasificarlossuelosessudistribucingranulomtricaoproporcindetamaosdepartculasslidasdelsuelo.

ANALISISGRANULOMETRICOENSUELOSGRUESOS

Ladistribucingranulomtricadesuelogruesosserealizamedianteelanlisisgranulomtricopormallasotamices.

AnlisisgranulomtricoporvasecaEsteanlisisseefectatomandounacantidaddesuelosecoquesehacepasarporunaseriedemallasconaberturasvariables.Lacantidaddesueloretenidoencadamallasemideyelporcientoacumuladodesueloquepasaatravsdecadamallaesdeterminado.Esteporcentajeesgeneralmentedenominadoporcentajequepasa.

ImagencortesaM.IOsvaldoFloresC.33

Dra.AlexandraOssaL.

Anlisisgranulomtrico

Tamicesutilizadosenlaprctica



Cribadodelmaterial Pesadodelretienido enunamalla

cortesa M.I Osvaldo Flores C.




Materialintegral Saturadodelsuelo Agitadoparaquelosfinosquedenensuspensin

Anlisisgranulomtricoporvahmeda

Estetipodeanlisisproporcionadatosmasprecisosdeladistribucingranulomtricadelosfinos,yaqueelprocesodelavadopermiterecolectarycuantificarelsuelofinoqueseadhierealaspartculasdemayortamao.

Retenidoencadamalla,parasecadoenelhorno36

Dra.AlexandraOssaL.



REPRESENTACINDEUNACURVAGRANULOMTRICA

Abertura de malla Masa retenida Porcentaje retenido Porcentaje que pasa

mm g % %

1.180 0 0 100

0.600 20 100 - 4 = 96

0.300 170 96 - 34 = 62

0.150 235 62 - 47 = 15

0.063 71 15 - 14.2 = 0.80

Pasa (mP) 3.5

4 x10050020

34 x100500170

47 x100500235

14.2 x10050071

0.70 x1005003.5

1

ret%100xWW

Pasa%total

pasa 100xWWtRe%

tot

ret




GRANULOMETRA PROPIEDADES INDICE Malla Abertura Peso Porcentaje Porcentaje

w= 23.66 % suelo parcial queGs= 2.65 retenido retenido pasa

D10= 0.091 mm mm gr % %D30= 0.165 mm No. 4 4.750D60= 0.462 mm 10 2.000 43.10 13.80 86.20Cu= 5.08 20 0.840 33.80 10.82 75.38Cc= 0.65 40 0.420 56.50 18.09 57.29

60 0.250 43.30 13.86 43.42CLASIFICACION SUCS 100 0.149 51.10 16.36 27.06

200 0.074 74.00 23.69 3.37Pasa 200 10.52 3.37

SP-arema mal graduada

Peso del suelo seco = 312.32 gr

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000.010.1110

Abertura, mm

%

q

u

e

p

a

s

a

,

e

n

p

e

s

o

4 10 20 40 60 80 100 200

Malla No.

D60 D30 D10

REPRESENTACINDEUNACURVAGRANULOMTRICA


AnlisisgranulomtricoDosparmetrossedeterminandelascurvasgranulomtricasdesuelosdegranogrueso:ElcoeficientedeuniformidadCuyelcoeficientedecurvaturaograduacinCc.Estosparmetrossontilesenlaclasificacindesuelostalcomoseexpondrposteriormente.

CoeficientedeuniformidadCuEsunamedidasimpledelauniformidaddelsuelo.

CoeficientedecurvaturaEsundatocomplementariorequeridoenladefinicindelagraduacindeunsuelo.

DondeD10,D30 yD60 sonlosdimetroscorrespondientesalporcentajequepasael10,30y60%desuelorespectivamente.

10

60

DDCu

6010

230

DDDCc


AnlisisgranulomtricoANALISISGRANULOMETRICOENSUELOSFINOS

Ladistribucingranulomtricadesuelosfinosserealizamedianteelanlisisgranulomtricoporhidrmetro.EstaprocedimientosirveparaconocerladistribucindetamaodelaspartculasdesueloquepasanporeltamizNo.200(0.075mm).

ElmtodoesabsolutamenteaproximadoyutilizalaLeydeStokesquedefinelavelocidaddecadadeunaesferadedimetroDdentrodeunlquidodeviscosidadconocida.

Esteprocedimientoesaplicablesolamenteapartculasdelimo75a2


Imgenes cortesa M.I Osvaldo Flores C.

EJERCICIOS

En la tabla adjunta se reflejan los resultados de ensayos de identificacin de un suelo, se pide:

a) Representar la curva granulomtrica de un suelo

b) Obtener los dimetros D10, D30 y D60 , calcular Cu y Cc

c) Determinar las proporciones de grava, arena y finos

d) Clasificar el suelo segn el SUCS

Malla Abertura(mm) %Pasa#4 5 100#10 2 80#20 0.8 78.4#40 0.4 75#60 0.25 69#140 0.1 50.1#200 0.08 43.2

0.05 330.01 10.50.002 6.3

LL=23.2

LP=15.7

Dra.AlexandraOssaL.


EJERCICIOS

En dos suelos diferentes (1 y 2) se realizaron anlisis granulomtricos arrojando los resultados indicados.

Si se mezclan 30 kg de suelo con 60 kg de suelo 2, se pide representar la curva granulomtrica de la mezcla resultante

Suelo 1 Suelo 2Abertura(mm) %Pasa %Pasa

40 100 10025 98 7220 94.3 6812.5 91.1 54.410 90.6 51.6

#4 5 87 392 85.3 31.50.4 82.7 23.4

#200 0.08 69.3 13.7

Dra.AlexandraOssaL.

ClasificacindeacuerdoasutamaoDe acuerdo a el tamao de partculas, un suelo podr clasificarse de la siguiente forma.

1AmericanAssociation ofState Highway andTransportation Official2AmericanSociety for Testing andMaterials3SistemaUnificadodeClasificacindesuelos(USCS)

1 2 3


LimitesdeconsistenciaoAtterbergCuandounsueloarcillososemezclaconunacantidadexcesivadeaguaestepuedefluircomosemilquido.Sielsueloessecadogradualmente,secomportarcomounmaterialplstico,semislidooslido,dependiendodesucontenidodeagua.

EstadoSlido

EstadoSemilquido

Estadoplstico

Estadosemislido

LCLPLL

Contenidodeagua(%)

V

o

l

u

m

e

n

d

e

l

a

m

e

z

c

l

a

s

u

e

l

o

a

g

u

a

Estadoslido:,elvolumendelsuelonovaraconelsecado.

Estadosemislido:,elsuelotieneaparienciadeslido;perotodavasuvolumendisminuyeconelsecado

Estadoplstico:eselcomportamientodelossuelos,cuandoenellossepresentaunadeformacinquesemantienepermanentemente,cuandohasidoproducidaporunesfuerzoaplicadoenformarpida;sinqueestosseagrietenodesmoronenysinquesufrancambiosvolumtricosapreciables.

Estadosemilquido:elsuelosecomportacomounfluidoviscoso.

Estadolquido:eselquepresentanlossueloscuandomanifiestanpropiedadesdesuspensin.


LimitesdeconsistenciaoAtterbergCuandounsueloarcillososemezclaconunacantidadexcesivadeaguaestepuedefluircomosemilquido.Sielsueloessecadogradualmente,secomportarcomounmaterialplstico,semislidooslido,dependiendodesucontenidodeagua.

Sedefinecomolmitelquido(LL%) alacantidaddeaguaconlacualelsuelocambiadeunestadolquidoaunestadoplstico.

SedefinecomolmiteplsticoLP(%) alacantidaddeaguaconlacualelsuelocambiadeunestadoplsticoasemislido.

SedefinecomolmitedecontraccinLC(%) alacantidaddeaguaconlacualelsuelocambiadeunestadosemislidoaslido

Ladiferenciaentreellmitelquidoyelplsticodeunsuelosedefinecomondicedeplasticidad

IP=LLLP46

Dra.AlexandraOssaL.

LimitesdeconsistenciaoAtterbergDETERMINACINDELLIMITELIQUIDO(LL),COPADECASAGRANDE

EllmitelquidodeunsueloesdeterminadopormediodelacopadeCasagrande(ASTMD4318*)ysedefinecomoelcontenidodeaguaconelcualsecierraunaranurade12.7mmmediante25golpes.

*SuelopasamallaNo.4047

Dra.AlexandraOssaL.

LimitesdeconsistenciaoAtterberg

Accesoriospararealizarlaprueba Preparacindelcontenidodeagua

RanuradodelsueloSueloenlacopadeCasagrande

PROCEDIMIENTO



LimitesdeconsistenciaoAtterbergPROCEDIMIENTO

Materialranurado Cierrede12.7mm

Tomademuestra Pesaje



LimitesdeconsistenciaoAtterbergLMITE LQUIDO COPA DE CASAGRANDEEnsaye Tara Nmero Peso de tara+ Peso de tara Peso del Peso de Peso del Contenido

No. No. de golpes suelo hmedo + suelo seco agua la tara suelo seco de aguag g g g g %

1 25 44 78.187 70.426 7.761 67.885 2.541 305.432 135 33 71.418 65.048 6.370 63.006 2.042 311.953 27 19 79.031 70.425 8.606 67.771 2.654 324.274 4 13 79.874 73.035 6.839 71.018 2.017 339.07

w = -26.839Ln(N) + 406

300

310

320

330

340

350

1 10 100Nmero de golpes

C

o

n

t

e

n

i

d

o

d

e

a

g

u

a

,

w

(

%

)


LL=319.6%



Previoalapenetracin Durantelapenetracin

steesunconoquetiene60 enelpicey60gdepeso,ladeterminacindellmitelquido,cuandoseutilizaestecono,sedefinecomoelcontenidodeaguaquetieneelsuelocuandoelconopenetra10mm.

DETERMINACINDELLIMITELIQUIDO(LL),CONOSUECO




Previoalapenetracin Durantelapenetracin

steesunconoquetiene30 enelpicey80gdepeso,ellmitelquido,cuandoseutilizaestecono,sedefinecomoelcontenidodehumedadquetieneelsuelocuandoelconopenetra20mm.

DETERMINACINDELLIMITELIQUIDO(LL),CONOINGLS





LL=232.3%

LMITE LQUIDO CONO SUECO Peso del cono= 60 g = 60 o

Ensaye Tara Penetracin Peso de tara+ Peso de tara Peso del Peso de Peso del ContenidoNo. No. del cono suelo hmedo + suelo seco agua la tara suelo seco de agua

mm g g g g g %1 2 6.1 76.397 72.977 3.420 71.152 1.825 187.402 55 9 66.357 62.994 3.363 61.426 1.568 214.483 33 14.4 75.475 70.018 5.457 67.946 2.072 263.37 4 321 20 72.456 65.729 6.727 63.570 2.159 311.58

w= 104Ln() - 7.1657

170

190

210

230

250

270

290

310

330

1 10 100Penetracin del cono, mm

C

o

n

t

e

n

i

d

o

d

e

a

g

u

a

,

w

(

%

)



LIMITES DE PLASTICIDAD Y HUMEDAD NATURALPROYECTOESTADO FECHADERECIBIDO:MUESTREO INALTERADA FECHADEINFORME:MUESTRANo. 4 SONDEON. PCA-2 PROFUNDIDAD: 1.60 - 1.80DESCRIPCION

LIMITE LIQUIDOPRUEBA No. CAPS. No. No. GOLPES PESO CAPS.+ PESO CAPS.+ PESO DEL PESO DE PESO DEL C0NTENIDO DE

SUELO HUM. gr. SUELO SECO gr. AGUA gr TARA gr SUELO SECO gr AGUA (W) %

1 43 36 21.83 18.31 12.062 44 26 22.44 18.50 12.083 45 17 23.70 19.00 12.004 46 8 24.15 18.78 11.46

LIMITE PLASTICO1 47 15.95 15.17 11.562 48 15.76 14.93 11.36

PROMEDIO

HUMEDAD NATURAL1 97 95.00 72.00 25

W=WL=WP=IP=

CLASIFICACION SUCS:

46

51

56

61

66

71

76

1 10 100

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

I

n

d

i

c

e

d

e

P

l

a

s

t

i

c

i

d

a

d

,

I

P

(

%

)

LmiteLIquido,LL(%)

ML

CL

OH

MHML

OLCLML

CH


LIMITES DE PLASTICIDAD Y HUMEDAD NATURALPROYECTOESTADO FECHADERECIBIDO:MUESTREO INALTERADA FECHADEINFORME:MUESTRANo. 4 SONDEON. PCA-2 PROFUNDIDAD: 1.60 - 1.80DESCRIPCION

LIMITE LIQUIDOPRUEBA No. CAPS. No. No. GOLPES PESO CAPS.+ PESO CAPS.+ PESO DEL PESO DE PESO DEL C0NTENIDO DE

SUELO HUM. gr. SUELO SECO gr. AGUA gr TARA gr SUELO SECO gr AGUA (W) %

1 43 36 21.83 18.31 3.52 12.06 6.25 56.322 44 26 22.44 18.50 3.94 12.08 6.42 61.373 45 17 23.70 19.00 4.70 12.00 7.00 67.144 46 8 24.15 18.78 5.37 11.46 7.32 73.36

LIMITE PLASTICO1 47 15.95 15.17 0.78 11.56 3.61 21.612 48 15.76 14.93 0.83 11.36 3.57 23.24

PROMEDIO 22.42HUMEDAD NATURAL

1 97 95.00 72.00 23.00 25 47.00 48.94

W= 48.94WL= 61.41WP= 22.42IP= 38.99

CLASIFICACION SUCS:

CH

y = -11.18ln(x) + 97.398

46

51

56

61

66

71

76

1 10 100

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

I

n

d

i

c

e

d

e

P

l

a

s

t

i

c

i

d

a

d

,

I

P

(

%

)

LmiteLIquido,LL(%)

ML

CL

OH

MHML

OLCLML

CH

LimitesdeconsistenciaoAtterbergDETERMINACINDELLIMITEPLSTICO(LP)

Ellmiteplsticodeunsuelosedefinecomoelcontenidodeaguaconelcualelsueloseagrietaalformarseunrollitode3.18mmdedimetro.(ASTMD4318*)

PROCEDIMIENTO

Sueloenellmiteplstico

3.18mm

Pesaje



*SuelopasamallaNo.40



LMITE PLSTICOEnsaye Tara Peso de tara+ Peso de tara Peso del Peso de Peso del Contenido

No. No. suelo hmedo + suelo seco agua la tara suelo seco de aguag g g g g %

1 4 47.700 47.304 0.396 46.702 0.602 65.782 31 47.746 47.217 0.529 46.441 0.776 68.17

CONTENIDO NATURAL DE AGUAEnsaye Tara Peso de tara+ Peso de tara Peso del Peso de Peso del Contenido

No. No. suelo hmedo + suelo seco agua la tara suelo seco de aguag g g g g %

1 12 152.50 126.30 26.20 116.90 9.40 278.722 141 150.90 128.40 22.50 120.20 8.20 274.39

Resumenderesultados:LL=319.6%LP=66.98%IP=252.63%w=276.56%



EJERCICIOS

En la tabla adjunta se reflejan los resultados de ensayos de identificacin de un suelo, se pide:

a) Representar la curva granulomtrica de un suelo

b) Obtener los dimetros D10, D30 y D60 , calcular Cu y Cc

c) Determinar las proporciones de grava, arena y finos

d) Clasificar el suelo segn el SUCS

Malla Abertura(mm) %Pasa#4 5 100#10 2 80#20 0.8 78.4#40 0.4 75#60 0.25 69#140 0.1 50.1#200 0.08 43.2

0.05 330.01 10.50.002 6.3

LL=23.2

LP=15.7

Dra.AlexandraOssaL.


EJERCICIOS

En dos suelos diferentes (1 y 2) se realizaron anlisis granulomtricos arrojando los resultados indicados.

Si se mezclan 30 kg de suelo con 60 kg de suelo 2, se pide representar la curva granulomtrica de la mezcla resultante

Suelo 1 Suelo 2Abertura(mm) %Pasa %Pasa

40 100 10025 98 7220 94.3 6812.5 91.1 54.410 90.6 51.6

#4 5 87 392 85.3 31.50.4 82.7 23.4

#200 0.08 69.3 13.7

Dra.AlexandraOssaL.

SISTEMASDECLASIFICACIN

Lossistemasdeclasificacindesuelosdividenaestosengruposysubgruposconbaseapropiedadesingenierles comunestalescomodistribucingranulomtricaoplasticidad(lmitesdeAtterberg).

SUCS(SistemaUnificadodeClasificacin)

AASHTO(AmericanAssociation ofState HighWay andTransportationOfficials)


ClasificacindesuelosSISTEMASUCS

El Sistema de Clasificacin Unificado de Suelos fue originalmente propuestopor Casagrande (1942), para la construccin de aeropuertos. Este sistema seusa prcticamente en todo trabajo de geotecnia en la actualidad. Lasimbologa utilizada para la clasificacin del suelo es la siguiente:

Tamaodepartculas:

G:Grava(Gravel)

S:Arena(Sand)

M:Limo(Mo,silt)

C:Arcilla(Clay)

Distribucindelaspartculas:

W:(Well):Buenagradacindelsuelo(predominiodeuntamaodegrano)

P:(Poorly):Malagradacin.(variedadeneltamaodegrano)

Plasticidad:

L:(Low):Bajaplasticidad(LL50)


Clasificacindesuelos

SUELOSGRUESOS

Msdel50%seretieneenlamallaNo.200

SUELOSFINOS

Msdel50%pasaporlamallaNo.200

GRAVAS

%Gravas>%Arenas

ARENAS

%Arenas>%Gravas

CLASIFICACINSUCS(ASTMD 2487)



SISTEMASUCS(SUELOSGRUESOS,%FINOS%ARENAS


GRAVA 5-12 % finos

Cu>4 y 14 y 1 12% finos

IP 0.73(LL-20)

IP>7 y IP > 0.73(LL-20)

4>IP>7 y IP > 0.73(LL-20)


SISTEMASUCS(SUELOSGRUESOS,%FINOS%GRAVAS

5-12 % finos

12% finos

Cu>6 y 13

Cu>6 y17 y IP > 0.73(LL-20)

4>IP>7 y IP > 0.73(LL-20)

SIMBOLODE GRUPO

NOMBRE DE GRUPO


ClasificacindesuelosSISTEMASUCS(SUELOSFINOS,%FINOS>50%)(ASTMD2487)

Mejorcalidaddeimpresin

ClasificacindesuelosSISTEMASUCS(SUELOSFINOS%FINOS>50%)(ASTMD2487)

OH

OL

Limo orgnico de alta compresibilidad

Limo orgnico de alta compresibilidad con arena

Limo orgnico de alta compresibilidad con grava

Limo arenoso orgnico de alta compresibilidad con grava

Limo arenoso orgnico de alta compresibilidad

Limo gravoso orgnico de alta compresibilidad con arena

Limo gravoso orgnico de alta compresibilidad

% arena > % grava

% arena < % grava

> 15 % grava

< 15 % grava

< 15 % arena

> 15 % arena

15 - 29 % retenido en No. 200

% arena > % grava

% arena < % grava

< 15 % retenido en No. 200< 30 % retenido en No. 200

> 30 % retenido en No. 200

Ubicados por abajo de la linea "A"

Ubicados por arriba de la linea "A"



% arena < % grava

% arena > % grava


> 15 % arena

< 15 % arena

< 15 % grava

> 15 % grava

% arena < % grava

% arena > % grava

Arcilla gravosa orgnica de alta compresibilidad

Arcilla gravosa orgnica de alta compresibilidad con arena

Arcilla arenosa orgnica de alta compresibilidad

Arcilla arenosa orgnica de alta compresibilidad con grava

Arcilla orgnica de alta compresibilidad con grava

Arcilla orgnica de alta compresibilidad con arena

Arcilla orgnica de alta compresibilidad

Limo orgnico de baja compresibilidad

Limo orgnico de baja compresibilidad con arena

Limo orgnico de baja compresibilidad con grava

Limo arenoso orgnico de baja compresibilidad con grava

Limo arenoso orgnico de baja compresibilidad

Limo gravoso orgnico de baja compresibilidad con arena

Limo gravoso orgnico de baja compresibilidad

% arena > % grava

% arena < % grava

> 15 % grava

< 15 % grava

< 15 % arena

> 15 % arena


% arena > % grava

% arena < % grava



PI < 4 y ubicados porabajo de la linea "A"

PI > 4 y ubicados porarriba de la linea "A"



% arena < % grava

% arena > % grava


> 15 % arena

< 15 % arena

< 15 % grava

> 15 % grava

% arena < % grava

% arena > % grava

Arcilla gravosa orgnica de baja compresibilidad

Arcilla gravosa orgnica de baja compresibilidad con arena

Arcilla arenosa orgnica de baja compresibilidad

Arcilla arenosa orgnica de baja compresibilidad con grava

Arcilla orgnica de baja compresibilidad con grava

Arcilla orgnica de baja compresibilidad con arena

Arcilla orgnica de baja compresibilidad

SIMBOLODE GRUPO

NOMBRE DE GRUPO



CARTADEPLASTICIDADSISTEMASUCS


0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

I

n

d

i

c

e

d

e

P

l

a

s

t

i

c

i

d

a

d

,

I

P

(

%

)

LmiteLIquido,LL(%)

ML

CL

OH

MHML

OLCLML

CH

ClasificacindesuelosSISTEMAAASHTO

ElDepartamentodeCaminosPblicosdeUSA(BureauofPublicRoads)introdujoen1929unodelosprimerossistemasdeclasificacin,paraevaluarlossuelossobreloscualesseconstruanlascarreteras.En1945fuemodificadoyactualmenteseleconocecomoSistemaAASHOyrecientementeAASHTO.

Estesistemadescribeunprocedimientoparaclasificarsuelosensietegrupos,basadoenlasdeterminacionesdelaboratoriodegranulometra,lmitelquidoendicedeplasticidad.Laevaluacinencadagruposehacemedianteun"ndicedegrupo",elcualsecalculaporlafrmulaemprica:

Enque:F =Porcentajequepasaporlamalla200.LL =LmiteLquido.IP =ndicedePlasticidad.Seinformaennmerosenterosysiesnegativoseinformaiguala0.

IG=(F 35)(0,2+0.005(Ll 40))+0,01(F 15)(IP 10).SiIG


Elgrupodeclasificacin,incluyendoelndicedegrupo,seusaparadeterminarlacalidadrelativadesuelosdeterraplenes,materialdesubrasante,subbasesybases.

Grupo DescripcinA1a PrincipalmentegravasconosinpartculasfinasdegranulometrasA1b Arenaconosinpartculasfinasdegranulometrasbiendefinidas.A24 Materialesgranularesconpartculasfinaslimosas.A25 Intermedio.A26 Materialesgranularesconpartculasfinasarcillosas.A27 Intermedio.A3 ArenadegranulometradeficientequecasinocontienepartculasA4 Principalmentepartculasfinaslimosas.A5 TiposdesuelospocofrecuentesquecontienenpartculasfinasA6 ContienenpartculasfinaslimosasoarcillosasconunlimiteliquidoA75 Lasarcillasylimosmsplsticos.A76 Lasarcillasylimosmsplsticos.A8 Sueloorgnico 69

Dra.AlexandraOssaL.


mx.=menoramin=mayora

70


CARTADEPLASTICIDADSISTEMAAASHTO

0

10

20

30

40

50

60

70

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

I

n

d

i

c

e

d

e

P

l

a

s

t

i

c

i

d

a

d

,

I

P

(

%

)

LmiteLIquido,LL(%)

A26A6

A76

A27A75

A24A4

A25A5


ClasificacindesuelosSISTEMASUCS

La forma original del sistema de clasificacin de suelos fue desarrollada por Casagrande en 1942,como una herramienta para ser usada en las construcciones diseadas por el Cuerpo deIngenieros del Ejrcito de Estados Unidos durante la Segunda Guerra Mundial. En 1952 el Cuerpode Ingenieros en cooperacin con el US. Bureau Reclamation, revis el sistema creado y es an enla actualidad, es el ms usado por los Ingenieros en la clasificacin de suelos. La simbologautilizada para la clasificacin del suelo es la siguiente:

Tamaodepartculas:

G:Grava(Gravel)

S:Arena(Sand)

M:Limo(Mo,silt)

C:Arcilla(Clay)

Distribucindelaspartculas:

W:(Well):Buenagradacindelsuelo(predominiodeuntamaodegrano)

P:(Poorly):Malagradacin.(variedadeneltamaodegrano)

Plasticidad:

L:(Low):Bajaplasticidad(LL50)



EJERCICIOS

Clasificar los siguientes suelos de acuerdo al mtodo SUCS

Porcentaje de arenas (S)=72%Porcentaje de gravas (G)=15%Porcentaje de finos (F)=13%LL=25%IP=5%

Dra.AlexandraOssaL.

Porcentaje de arenas (S)=15%Porcentaje de gravas (G)=16%Porcentaje de finos (F)=69%LL=60%IP=31%

Porcentaje de finos (F)=10%Porcentaje de arena (A)=75%Porcentaje de grava (S)=15%Cu= 5 Cc=2wL=25%PI=6.5%

I.3IDENTIFICACINDESUELOSENCAMPO

Dra.AlexandraOssaL.

CRITERIOSDEIDENTIFICACINSUELOSGRUESOS(ASTMD2488)

Angulosidad Forma Color Olor Condicionesdehumedad ReaccinalAcidoclorhdrico Cementacin Estructura Dureza



Angulosidad:Describealasarenas(granosdealgunostamaosperceptiblesasimplevista),gravas,yrocacomoangulosos,subangulosas,subredondeadayredondeadosdeacuerdoconelcriteriodelatablaB.3ylafiguraB.3.Laangulosidadpuedevariarderedondeadaaangulosa.

DESCRIPCIN CRITERIO

Angulosa Partculasquetienenesquinasagudasybordesafilados.

Subangulosa Similar a la descripcin anterior pero con algunas esquinasredondeadas.

Subredondeada Sedistinguenperonosesientelasaristasnilosbordes.

redondeada Nosedistinguenesquinasobordesalrolarlo.

Angulosa Subangulosa Subredondeada Redondeada


DESCRIPCIN CRITERIO

Tabular Partculas con ancho y espesor ancho/espesor > 3

Alargada Partculas con longitud/ancho > 3.

Equidimensional Partculas con ambos criterios.


FormaDescribelaformadelasgravasaguijarrosydelasrocascomotabular,alargadas,oequidimensionales,Seindicalafraccindelaspartculasquetienenlaformaindicadacomoporejemplo:Unatercerapartedelaspartculasdegravadelamuestrasontabulares.

Equidimensional Alargada Tabular

Altura



ColorDescribeelcolor.Elcolorquesereportedebeserdemuestrashmedas.Sielcolorrepresentalacondicinseca,esteestadodeberreportarseenlaclasificacin.Ej.Gravagrisconmotasblancasymanchasrojas.

COLOR DESCRIPCIN

Uniforme

Manchas Uncolordiscordante,detamaoapreciablesobreunfondouniforme.

Moteado Manchaspequeas(pecas)sobreunmismofondo.

Marmoleado Dosomscoloresqueocurrenconigualfrecuencia.Nohaypredominiodecolor.

Bandeado Coloresdistintosdispuestosenbanda.



OlorEsnecesariodescribirelolor,yaseaorgnicooalgunoinusual.Lossuelosquecontienenunacantidadsignificantedemateriaorgnicausualmentetienenunolordistintivodevegetacindescompuesta.Estoapareceenmuestrasespecialmenterecientes,perosilasmuestrassonsecas,elolorpuedefrecuentementeserrecuperadosconlacalefaccinoelhumedeciendodelamuestra.

Sielolornoespeculiarcomodeproductosderivadosdelpetrleo,qumicososusequivalentes,estodeberserdescritoclaramente.



Condicionesdehumedad.

Describelascondicioneshmedas,secas,osaturadasdeacuerdoconelcriteriodelatablaB.6.ficacin.

DESCRIPCIN CRITERIO

Seco Falta de humedad, polvoriento, seco al tacto.

Hmedo Con humedad pero el agua aun no es visible.

Saturado Agua visible, usualmente el espejo de agua se ve por encima del suelo.



ReaccinalacidoclorhdricoDescribelareaccinalacidoclorhdricocomonula,dbilyfuerte

DESCRIPCIN CRITERIO

Nula Reaccin no visible.Dbil o media pero nopermanente Poca reaccin formando pequeas burbujas.

Fuerte o permanente Reaccin violenta formando burbujas rpidamente.



Cementacin.Describelacementacindeintegridaddesuelosdegranogruesocomodbil.

DESCRIPCIN CRITERIO

Dbil Desmoronable o deleznable con las manos o con poca presin de losdedos.Moderado Desmoronable o frgil con considerable presin de los dedos.

Fuerte No desmoronable ni frgil con presin de los dedos.


CRITERIOSDEIDENTIFICACINSUELOSFINOS(ASTMD2488)

Lasprincipalesbasesdecriterioparaidentificarsuelosfinosenelcamposonlainvestigacindelascaractersticasdedilatancia,detenacidad,yderesistenciaenestadoseco.Elcoloryelolordelsuelopuedenayudar,especialmenteensuelosorgnicos.

Elconjuntodepruebasseefectaenunamuestrapreviamentecribadaporlamalla40,enausenciadeella,previamentesometidoaunprocesomanualequivalente.

Dilatancia Tenacidad Resistenciaenestadoseco Plasticidad Consistencia



Resistenciaenestadosecodeunbloqueoterrndesuelo:setomaunespcimensecodelsueloysedesmoronaconlosdedos.


DESCRIPCIN CRITERIO CLASIFICACIN

Nula El espcimen seco se desmorona y se pulveriza con una simple presin de lasmanos. ML

Ligera El espcimen seco de desmorona y se pulveriza con la presione de algunos dedos. CL

Media El espcimen seco se rompe en algunas piezas o desmorona con considerablepresin de los dedos. CLMH

Alta El espcimen seco no se puede romper con presin de los dedos el espcimen serompe en piezas entre el pulgar y una superficie dura. CLMH

Muyalta El espcimen seco no se puede romper entre el dedo pulgar y una superficie dura. CH


Dilatancia:Llamadapruebadesacudimiento,porquesecolocaunaporcinmuyhmedaenlapalmadelamanoquealgolpearlaconlaotramanopordebajo,hacequeelaguadelsueloafloreyluegopuedadesaparecer,ocurriendorpidoenlimosolentamenteenarcillas.



Nula No hay cambio visible en el espcimen. CH

Lenta El agua aparece lentamente sobre la superficie durante el agitado y no desaparece, yaparece lentamente sobre el suelo. MHCL

Rpida El agua aparece rpidamente sobre la superficie del espcimen durante el agitado ydesaparece rpidamente en el exprimido. ML


Tenacidad:Midedeformaindirectalaplasticidaddelsueloyseevalaformandorollitosde1/8o(3mm).Unrollitodesuelohmedoquenoseagrietanidesintegrafcilmenteesunaarcilla,sisucedelocontrariosetratadeunlimo.



Baja Se requiere una pequea presin en el rollito para estar cerca del lmiteplstico y los rollito son dbiles y blandos. ML

Media Se requiere de una presin media en el rollito para estar cerca del lmiteplstico. La masa y el rollito tienen mediana firmeza. CLMH

Alta Se requiere de una considerable presin para estar cerca del lmite plstico.La masa y el rollito tienen muy alta firmeza. CH

Baja(ML)Alta(CH)


Plasticidad:Laidentificacindelaplasticidadencampoesunprocedimientoquepuedehacersedeformasimultneaalapruebadetenacidad.


DESCRIPCIN CRITERIO

Nula A 1/8 (3mm) no se puede hacer el rollito por el contenido de agua.

Baja Se puede hacer escasamente el rollito y la masa no puede ser formada cuando estan seco como el lmite plstico.

MediaSe puede hacer fcilmente el rollito y no requiere mucho tiempo encontrar el limiteplstico. El rollito no se puede rehacer cuando despus de haber encontrado ellimite plstico. La masa se desmorona cuando es tan seco como el lmite plstico.

Alta

Se tarda un tiempo considerable en hacer el rollito, amasar y buscar el lmiteplstico. El rollito puede ser conformado varias veces antes de encontrar su lmiteplstico y puede ser formado con los restos del desmoronamiento cuando es tanseco como el lmite plstico.



Consistencia:Paralaintegridaddesuelosdegranofinosedescribelaconsistenciacomomuyblanda,blanda,firme,duraymuydura.

DESCRIPCIN CRITERIO

Muyblanda No se requiere presin para penetrar el pulgar en el suelo ms de 1 (25 mm).

Blanda El pulgar se hunde fcilmente. Se puede moldear fcilmente con los dedos.

Firme Se requiere presin para que el pulgar penetre o deje huella. Es decir oponeresistencia a la deformacin.

Dura El pulgar no penetra. Opone mucha resistencia a la deformacin. Se puedemarcar con la ua.

Muydura No se marca al suelo ni con el pulgar ni con la ua.

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