Mecánica de suelos

FACULTAD DE INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
Autor:
Dany Diaz Burgos
Curso:
Mecánica de suelos
Docente:
Iván Mejía Diaz
CAJAMARCA – PERÚ
2016
INFORME DE MECÁNICA DE SUELOS

“MECÁNICA DE SUELOS”
Diaz Burgos D pág. 2
I. INTRODUCCIÓN
La mecánica de suelos es la ciencia que investiga la naturaleza y
comportamiento de la masa del suelo, formado por la unión de las partículas
dispersas de variadas dimensiones y formas. Todas las obras de ingeniería
civil requieren un estudio de suelos durante su proceso de construcción,
además se utiliza la tierra como elemento de construcción para terraplenes,
diques y rellenos en general; por lo que según el material utilizado dependerá
su estabilidad y comportamiento funcional.
II. ANTECEDENTES HISTÓRICOS
Desde la antigüedad el hombre ha querido dejar su marca en la historia y
una de las maneras que mediante la realización de las grandes
construcciones, muchas de las cuales perduren hasta la actualidad, lo cual
evidencia la atención y conocimientos que ponían en ellos.
En el antiguo Egipto, se usaba una técnica para construir estructuras
pesadas sobre suelos suaves la cual construía en el uso de cilindros
fabricados de piedra, los cuales formaban una base estable.
Así mismo los romanos ponían mucha atención a ciertas propiedades de los
suelos en la estabilidad de las cimentaciones lo cual lo evidencian sus
caminos y puentes construidos.
Otro ejemplo del empleo de los conocimientos sobre los suelos, es el famoso
mausoleo Taj-Mahal, ubicado en la India, su construcción empezó en el año
1632 y fue terminada en 1650. Este mausoleo necesitó cuidados especiales
en sus cimentaciones, debido a su proximidad al río, por lo que se emplearon
cilindros de mampostería hundidos en el suelo a intervalos cercanos para
conseguir una firme base.

En el periodo medieval, los aspectos técnicos de los suelos, llegaron a su
punto más precario; debido a que se construyeron obras sobre suelos
compresibles, que han tenido hundimientos fuertes bajo el peso de
catedrales, torres y campanarios, como por ejemplo:
 El Dono de Konigsberg en Prusia, cimentado sobe una capa de suelo
orgánico en el año 1330; teniendo actualmente más de 3 metros de
asentamiento.
 La torre de Pisa, la cual empezó a ladearse al construir la tercera
galería de las 8 que tiene, los planos fueron modificados para
terminarla, con un total de 55 metros de alto. Una investigación
concluyo que la torre cimentada por medio de una corona de concreto
sobre una capa de arena 11 metros de espesor, lo cual descansa
sobre una capa de arcilla de 8 metros de espesor.
En los siglos XVII y XVIII revivió el interés y se dio una gran importancia a la
solución de los problemas en las cimentaciones. Uno de los primeras ramas
en ganar interés fue la relativa al empuje de tierras. El primero en formular
una guía en esta área que el ingeniero militar francés Marquis
Sebastian(1633 - 1707) y posteriormente Charles Augustin Coulomb(1736 –
1806), a quien se reconoce la primera contribución básica y científica en el
cálculo de la estabilidad de muros de retención de tierras.
Loas años comprendidos entre 1900 – 1925 constituyen la época en que se
engendró “La mecánica de los suelos”, siendo los pioneros los ingenieros de
la comisión Sueca de Geotecnia de los ferrocarriles suecos.

En el año 1925 el profesor Karl Ven Terzaghi presenta su libro
Erdaomechanik (Mecánica de Suelos), donde muestra cmo tratar las
propiedades mecánicas de los suelos y su comportamiento bajo diversas
cargas y condiciones de humedad. Consecuentemente de esta publicación,
aparecieron numerosos trabajos e importantes investigaciones relacionadas
con los suelos. Figurando entre los más destacados: Arthur Casagrande con
su “Clasificación de los Suelos”, A. Bishup con “Estabilidad de taludes y
presión neutra”, L. Bjerrum con “Esfuerzos de corte”, W. Lante y su “Estudio
del comportamiento de os suelos de granos finos”, D. W. Taylor y sus libros
“Estabilidad de Taludes y Consolidación”.
La mecánica de los suelos y sus investigaciones ayudaron al mejoramiento
de métodos para realizar el estudio de los suelos y cimentaciones; acabando
muchos aspectos técnicos de ciencias como la Mecánica y la Hidráulica,
proporcionando herramientas básicas para que el ingeniero de buen criterio
y tome las decisiones más adecuadas para realizar su trabajo de manera
eficiente.
III. OBJETIVOS
Objetivo general
 Aprender a realizar los diferentes ensayos de laboratorio
correspondientes al curso de mecánica de suelos.
Objetivos específicos:
IV. JUSTIFICACIÓN
Realizar los distintos ensayos de laboratorio a un suelo, es de gran
importancia durante la ejecución de una obra, ya que solo así obtenemos
sus características, componentes y cmportamiento; con los cuales se tomará
la decisión más acertada sobre la forma en que se empleará el material
analizado.

V. DESARROLLO DE LAS PRÁCTICAS
A. Obtención de las muestras: Para determinar las propiedades de un
suelo en laboratorio, es preciso contar con muestras representativas de
dicho suelo. Uno de los métodos más empleados y confiables, es la calicata;
el cual se trata de excavaciones de profundidad pequeña a media, este
método permite la inspección directa del suelo que se desea estudiar.
Datos de calicata realizada en la práctica
- Dimensiones: 3 m de largo por 2 m de ancho.
- Coordenadas: - Latitud: 7,154376° S
- Longitud: 78,507024° W
- Altitud: 2703 m
Ilustración 1: Excavación de Calicata
Descripción visual del suelo: Durante la excavación se pudo observar que
la primera capa del suelo estaba compuesta por material de relleno
(presencia de desechos como bolsas plásticas), la excavación se detuvo a
la napa freática, con lo cual podemos identificar que se trata de un suelo
parcialmente saturado.

Ilustración 2: Identificación de los estratos
Suelo de relleno,
presencia de desechos
(bolsas)
1
23
cm
Profundidad
total de 130
cm
Presencia de gravas y
raíces de árboles
2
32
cm
Presencia de corrientes
subterráneas de agua
3
40
cm
Suelo sumergido 4
35
cm
4
3
2
1

Las muestras pueden ser de dos tipos: alteradas o inalteradas. Se considera
muestra alterada a la que no guarda las mismas condiciones que cuando se
encontraba en el terreno de donde procede, e inalterada en caso contrario.
Muestra sin perturbar: Este tipo de muestra se extrajo mediante un cilindro,
el cual se introduce en una de las paredes de la calicata.
Ilustración 3: Extracción de la muestra sin perturbar
Muestra perturbada: Para este caso, se realizó el método de reemplazo de
arena, el cual consiste en realizar un orificio en el suelo, para luego
determinar el peso del material y el volumen que ocupaba. Para este mét0do
se usa arena comprendida entre las mallas N°10 y N°40.
Ilustración 4: Preparación de la arena

Ilustración 5: Extracción de la muestra perturbada
B. Contenido de humedad (W%): La humedad o contenido de
humedad de un suelo es la relación, expresada en porcentaje, del peso de
agua en una masa dada de suelo, al peso de las partículas sólidas.
Contenido de humedad (W%)
Calicata C1 C1 C1
Estrato E3 E3 E3
Identificación de tara D1 R1 C1
Peso tara (gr) 27.5 27.3 27.1
Peso tara + muestra húmeda (gr) 114.6 212.6 145.4
Peso tara + muestra seca (gr) 97.4 176.7 118.2
Peso muestra húmeda (gr) 87.1 185.3 118.3
Peso muestra seca (gr) 69.9 149.4 91.1
Peso del agua (gr) 17.2 35.9 27.2
Contenido de humedad (W%) 24.6066% 24.0295% 29.8573%
PROMEDIO 26.1644%

Ilustración 6: Pesado de taras
Ilustración 7: Peso tara + muestra húmeda
Ilustración 8: Peso tara + muestra seca

C. Densidad natural (Dh): Este ensayo es muy importante, ya que con
este valor se determinará las relaciones gravimétricas y volumétricas de un
suelo en estado natural.
La densidad del suelo es el peso del suelo correspondiente a un volumen
determinado. Para determinar la densidad natural existen dos métodos:
Método volumétrico: Se utiliza para material fino, para este caso
utilizaremos la muestra extraída con el cilindro, para lo cual determinaremos
el volumen interior del cilindro y el peso del material que se obtuvo.
Método volumético
𝐶𝑎𝑙𝑖𝑐𝑎𝑡𝑎 C1
𝐸𝑠𝑡𝑟𝑎𝑡𝑜 E3
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑐𝑖𝑙 (𝑔𝑟) 285.08
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑐𝑖𝑙 + 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 (𝑔𝑟) 740.2
𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑐𝑖𝑙 (𝑐𝑚) 10.6
𝐷𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑐𝑖𝑙 (𝑐𝑚) 6.05
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑐𝑖𝑙 (𝑐𝑚3) 304.724
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 (𝑔𝑟) 455.12
𝐷ℎ (𝑔𝑟/𝑐𝑚3) 1.4935
Ilustración 9: Muestra inalterada

Método del reemplazo de arena: Este método se utiliza para material
granular, consiste en realizar un hoyo en el suelo y extraer la muestra, dicho
hoyo luego será llenado con arena preparada. La densidad se obtiene
mediante cálculos.
Densidad de arena
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝. 𝑐𝑖𝑙 (𝑔𝑟) 8058
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝. 𝑐𝑖𝑙 + 𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎 (𝑔𝑟) 11816
𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑅𝑒𝑐𝑖𝑝. 𝐶𝑖𝑙 (𝑐𝑚) 16.8
𝐷𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝. 𝐶𝑖𝑙 (𝑐𝑚) 15.3
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝. 𝐶𝑖𝑙 (𝑐𝑚3) 3088.745
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎 (𝑔𝑟) 3758
𝐷𝑎𝑟 (𝑔𝑟/𝑐𝑚3) 1.21668
Peso de arena en el cono
Peso cil con cono + arena i (gr) 6022
Peso cil con cono + arena f (gr) 4656
Peso arena en el cono (gr) 1366
Densidad natural
Calicata C1
Estrato E3
Peso cil con cono + arena inicial (gr) 6220
Peso cil con cono + arena final (gr) 2210
Peso arena en el cono (gr) 1366
Peso arena en el hoyo (gr) 2644
Densidad arena (gr/cm3) 1.21668
Volumen del hoyo (cm3) 2173.135
Peso de la muestra (gr) 3245.5
Densidad muestra (gr/cm3) 1.4935

Ilustración 10: Recipiente cilíndrico
Ilustración 11: Equipo para realizar el reemplazo de arena

D. Peso específico de material fino (Ys fino): Realizar este ensayo es
indispensable, ya que es requerido para la mayor parte de pruebas y
cálculos de la mecánica de suelos.
Peso específico de material fino (Ys)
𝐶𝑎𝑙𝑖𝑐𝑎𝑡𝑎 C1
𝐸𝑠𝑡𝑟𝑎𝑡𝑜 E3
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 (𝑊𝑠) (𝑔𝑟) 230
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑖𝑜𝑙𝑎 + 𝑎𝑔𝑢𝑎 (𝑊𝑓𝑤) (𝑔𝑟) 1294.8
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑖𝑜𝑙𝑎 + 𝑎𝑔𝑢𝑎 + 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 (𝑊𝑓𝑤𝑠) (𝑔𝑟) 1420.8687
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑌𝑠 (𝑔𝑟/𝑐𝑚3
)[ 𝑌𝑠 =
𝑊𝑠
𝑊𝑠 + 𝑊𝑓𝑤 − 𝑊𝑓𝑤𝑠
]
2.21300032
Ilustración 12: Peso fiola + agua

Ilustración 13: Vaciado del material fino a la fiola
E. Determinación de las fases del suelo: Un suelo está compuesto pr
tres fases:
1. Fase sólida: Está compuesto por partículas derivadas de la roca o
sedimento producto de la meteorización o incluso materia orgánica.
2. Fase líquida: Corresponde al agua que se ubica entre partículas.
3. Fase gaseosa: Corresponde al aire, los espacios que no ocupa el
agua son ocupados por el aire.
Datos de la muestra analizada:
𝑊𝑚 = 87.1 (𝑔𝑟)
𝑊𝑠 = 69.9 (𝑔𝑟)
𝑊𝑤 = 17.2 ( 𝑔𝑟) → 𝑉𝑤 = 17.2 (𝑐𝑚3
)
𝑊𝑎 = 0
𝐷ℎ = 1.4935 ( 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)
𝑌𝑠 = 2.213 (𝑔𝑟/𝑐𝑚3
)
Operaciones
𝑉𝑠 =
𝑊𝑠
𝑌𝑠
=
69.9
2.213
= 31.5861(𝑐𝑚3
)
𝑉𝑚 =
𝑊𝑚
𝐷ℎ
=
87.1
1.4935
= 58.3194 (𝑐𝑚3
)
𝑉𝑎 = 𝑉𝑚 − 𝑉𝑠 − 𝑉𝑤 = 9.5333 (𝑐𝑚3
)
𝑉𝑣 = 𝑉𝑎 + 𝑉𝑤 = 26.7333 (𝑐𝑚3
)

Fase gaseosa
Fase líquida
Fase sólida
Peso (gr) Volumen (𝑐𝑚3
)
𝑊𝑎=0𝑊𝑤=17.2𝑊𝑠=69.9
𝑉𝑎=
9.5333
𝑉𝑤=17.2𝑉𝑠=
31.5861
𝑉𝑣=
26.7333
𝑊𝑚=
87.1

F. Relaciones gravimétricas y volumétricas
 Contenido de humedad 𝑾(%)
𝑊(%) =
𝑊𝑤
𝑊𝑠
∗ 100% = 24.6066%
 Densidad natural 𝒀𝒎
𝑌𝑚 =
𝑊𝑚
𝑉𝑚
= 1.4935 (𝑔𝑟/𝑐𝑚3
)
 Peso específico seco 𝒀𝒅
𝑌𝑑 =
𝑊𝑠
𝑉𝑚
= 1.1986 (𝑔𝑟/𝑐𝑚3
)
 Peso específico de sólidos 𝒀𝒔
𝑌𝑠 =
𝑊𝑠
𝑉𝑠
= 2.213 (𝑔𝑟/𝑐𝑚3
)
 Relación de vacíos 𝒆: Es la relación del volumen vacío y el volumen
de sólidos, expresado en porcentaje, es muy importante para elegir el
suelo adecuado en rellenos.
𝑒 =
𝑉𝑣
𝑉𝑠
∗ 100% = 84.6363%
 Porosidad 𝒏: Es la relación entre el volumen de vacíos y el volumen
total de la muestra, expresado en porcentaje.
𝑛 =
𝑉𝑣
𝑉𝑚
∗ 100% = 45.8395%
 Grado de saturación 𝑮𝒘: Es la relación entre el volumen que ocupa
el agua y el volumen total de vacíos, expresado en porcentaje.
𝐺𝑤 =
𝑉𝑤
𝑉𝑣
∗ 100% = 64.3392%

G. Granulometría por tamizado: Un suelo está formado por granos de
diferentes tamaños, van desde los que se pueden tomar fácilmente con las
manos, hasta los pequeños que no pueden ser vistos con un microscopio.
Los análisis granulométricos se realizan mediante ensayos con tamices de
diferentes enumeraciones, dependiendo de la separación de los cuadros de
la malla; los granos que pasan o se quedan en un tamiz, tienen sus
características ya determinadas.
Normas a consultar:
a) Normas técnicas peruanas
 NTP 350.001 Tamices de ensayo
 NTP 400.01 Agregados: Análisis granulométrico del
agregado fino, grueso y global
b) Normas técnicas de asociación
 ASTM C-670: Standard Practice for Preparing Precision and
Statements fos Test-Methods for Construction Material.
 ASTM D-422: Standard Test Method for Particle Size Analysis
of Soils.

1. Análisis granulométrico mediante tamizado en seco: Este método
se utiliza cuando se trata de un material granular (gravo arenoso, areno
gravoso).
Material:
 Muestra seca (hormigón de cantera)
Equipo:
 Juego de mallas
 Balanza con aproximación de 0.1 gr
 Taras

Procedimiento:
 Secar la muestra al aire
 Pesar la muestra Wms
 Pasar la muestra seca por el juego de tamices, agitas en forma
manual o mediante equipo vibrado.
 Determinar los porcentajes de los pesos retenidos en cada tamiz
(%RP)
%𝑅𝑃 = 𝑃𝑅𝑃 ∗ 100𝑊𝑚𝑠
 Determinar los porcentajes retenidos acumulados en cada tamiz
PRA., para lo cual se sumaran en forma progresiva los PRP.
%𝑅𝐴1 = %𝑅𝑃1
%𝑅. 𝐴.2 = %𝑅. 𝑃. 1 + %𝑅. 𝑃. 2
%𝑅𝐴3 = %𝑅𝑃1 + %𝑅𝑃2 + %𝑅𝑃3, 𝑒𝑡𝑐.
 Determinar los porcentajes acumulados que pasan en cada tamiz
% 𝑞𝑢𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑎 = 100% − %𝑅𝐴

MUESTRA (gr) 2165.3
TAMIZ
PRP (gr) %RP %RA %QUE PASA
N° ABER. (mm)
1 1/2" 38 0 0.000% 0.000% 100.000%
1" 25 79.5 3.672% 3.672% 96.328%
3/4" 19 175 8.082% 11.754% 88.246%
1/2" 12.5 314.3 14.515% 26.269% 73.731%
3/8" 9.5 201.5 9.306% 35.575% 64.425%
N° 4 4.75 412 19.027% 54.602% 45.398%
N° 10 2 280.5 12.954% 67.556% 32.444%
N° 20 0.85 122.8 5.671% 73.228% 26.772%
N° 30 0.6 38 1.755% 74.983% 25.017%
N° 40 0.43 48 2.217% 77.199% 22.801%
N° 60 0.25 138 6.373% 83.573% 16.427%
N° 100 0.15 201.3 9.297% 92.869% 7.131%
N° 200 0.075 105.1 4.854% 97.723% 2.277%
Cazoleta 49.3 2.277% 100.000% 0.000%

Coeficiente de uniformidad (𝑪𝒖) y coeficiente de curvatura (𝑪𝒄)
Datos:
𝐷60 = 8.4
𝐷10 = 0.18
𝐷30 = 1.5
𝐶𝑢 =
𝐷60
𝐷10
=
8.4
0.18
= 46.67
𝐶𝑐 =
(𝐷30)2
𝐷60 ∗ 𝐷10
=
(1.5)2
8.4 ∗ 0.18
= 1.488
𝐶𝑢 > 4 𝑦 1 < 𝐶𝑐 < 3 (𝐺𝑟𝑎𝑣𝑎 𝑏𝑖𝑒𝑛 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑎𝑑𝑎)
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0.01 0.1 1 10 100
Porcentajequepasa
Tamaño (mm)

Clasificación del suelo
a) Clasificación según Sistema A ASHTO
o Porcentaje que pasa 0,075 mm : 2,277%
Suelo granular
o Índice de grupo
𝐼𝐺 = 0,2 ∗ 𝑎 + 0,005 ∗ 𝑎 ∗ 𝐶 + 0,01 ∗ 𝑏 ∗ 𝑑
𝑎: Valor correspondiente al porcentaje que pasa el tamiz N°200
comprendido entre 35% como mínimo y 75% como máximo
% 𝑝𝑎𝑠𝑎 𝑁° 200 = 2.277%
𝑎 = 0
𝑏: Valor correspondiente al porcentaje que pasa el tamiz N°200
comprendido entre 15% como mínimo y 55% como máximo
% 𝑝𝑎𝑠𝑎 𝑁° 200 = 2.277%
𝑏 = 0
Nota: Ya no es necesario hacer los demás cálculos para c y d, ya
que al ser a y b cero, el IG será igual a cero
𝐼𝐺 = 0
o Porcentajes retenidos en mallas
2 𝑚𝑚 𝑁° 10 = 32,444%
0.5 𝑚𝑚 𝑁° 40 = 22.801%
0.075 𝑚𝑚 𝑁° 200 = 2.277%
o Llevamos los datos y ubicamos en la tabla de clasificación
AASHTO
o Suelo 𝐴–1 − 𝑎(0)

b) Clasificación sistema SUCS
o Porcentaje que pasa la malla 𝑁°200 = 2.277%
Suelo de partículas gruesas
o Suelo que pasa la malla 𝑁°4 = 45.398%
Gravas
o Porcentaje que pasa la malla 𝑁°200 < 5%
o Coeficiente de uniformidad 46,67
o Coeficiente de curvatura 1,488
o Suelo GW (Grava bien gradada, mezcla de grava con arena
con poco finos)
Resultados:
 Suelo con predominio de gravas, con material fino bien graduado
 Grava bien graduada, con poco contenido de suelos.
 Permeable en estado compactado.
 Excelente resistencia al corte en estado compactado.
 Compresibilidad despreciable en estado compacto y saturado.
 Excelente facilidad de tratamiento en obra.
 Estabilizadores: asfalto, cemento pórtland, cal.
 Excelente comportamiento mecánico.
 Excelente capacidad de drenaje.

2. Análisis granulométrico mediante tamizado por lavado: Este
método se utiliza cuando el material es fino (arcillo arenoso, limo
arenoso) o cuando un material granular contiene finos,
Material
 Muestra seca aproximadamente 200 gr. si es material arcillo
arenoso o limo arenoso y 500 gr. si es material granular que
contiene finos.
Equipos
 Juego de mallas
 Balanza con aproximación de 0,1 gr
 Estufa
 Taras
Procedimientos
 Secar la muestra al aire.
 Pesar la muestra seca Wms
 Colocar la muestra en un recipiente, cubrir, con agua y dejar
durante algunas horas
 Colocar la muestra en la malla N°200 y tamizar mediante chorro
de agua.
 Secar la muestra retenida en la malla N°200
 Pasar la muestra seca por el juego de tamices.
 Determinar los porcentajes de los pesos retenidos en cada tamiz
(%RP) mediante la expresión.
% 𝑅𝑃 =
𝑃𝑅𝑃 ∗ 100
𝑊𝑚𝑠

MUESTRA (gr) 499.8
TAMIZ
PRP (gr) %RP %RA %QUE PASA
N° ABER. (mm)
N° 4 4.75 8.3 1.661% 1.661% 98.3393%
N° 10 2 7.7 1.541% 3.201% 96.7987%
N° 20 0.85 8.2 1.641% 4.842% 95.1581%
N° 40 0.43 18.5 3.701% 8.543% 91.4566%
N° 60 0.25 25.6 5.122% 13.665% 86.3345%
N° 100 0.15 19.6 3.922% 17.587% 82.4130%
N° 200 0.075 21.9 4.382% 21.969% 78.0312%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0.01 0.1 1 10 100
Porcentajequepasa
Tamaño (mm)

3. Análisis granulométrico por sedimentación (ASTM D422):
Realizar un análisis granulométrico es obtener la distribución por tamaño
de las partículas presentes en una muestra de suelo. Para obtener la
distribución granulométrico de un suelo que contenga material fino, se
utilizan los métodos de sedimentación; estos métodos se basan en la ley
de Stokes, la cual indica que la velocidad a la que cae una partícula
esférica a través de un medio líquido es función del diámetro y del peso
específico de la partícula.
Se hace una suspensión del suelo, que se agita y luego se deja en
reposo. Después que ha transcurrido un tiempo dado, todas las
partículas mayores se han asentado en la suspensión, la densidad
correspondiente de la suspensión es la medida de la cantidad de suelo
menor que el tamaño calculado. De esta manera, midiendo la densidad
en tiempos diferentes, puede determinarse la distribución de los tamaños
de las partículas.
La malla que se usa más comúnmente para este tipo de ensayos, es la
N° 200 U.S. estándar en la que la anchura es de 0.075 mm. Por esta
razón se ha aceptado como la frontera estándar entre los materiales de
granos gruesos y de los granos finos
Calibración del densímetro
 Área de la probeta de 1000 ml (Ap)
graduaciones [ml] 900 800 1000 700 600 200
volumen entre graduaciones Vp [ml] 100 300 400
Distancia entre graduaciones L [cm] 3.47 10.4 14
Determinación del área Ap [cm2] 28.8184438 28.84615385 28.57142857
Área promedio Ap [cm2] 28.74534207

 Volumen del bulbo del densímetro (Vb)
volumen inicial Vi (ml) 800
volumen final Vf (ml) 860
volumen del bulbo Vb (ml) 60
 Longitud del bulbo (h)
longitud del bulbo h (cm) 14
 Valores de H1
graduaciones H1 H
1 10.8 16.759
1.01 8 13.959
1.02 5.3 11.259
1.03 2.7 8.659
 Corrección de las lecturas del densímetro por defloculante
c'd [g/ml] 1.0001
cd [g/ml] 0.1
 𝒀𝒔 ( 𝒈𝒓/𝒄𝒎 𝟑) = 𝟐. 𝟐𝟏𝟑

Diámetro de las partículas según ábaco

TIEMPO (t)
TEMPERATURA
CORREJIDA
H DIÁMETRO
15" 19.643 8.916 0.0946
30" 19.643 9.436 0.0685
1' 19.762 9.696 0.0495
2' 19.762 10.476 0.0364
5' 20 12.606 0.0259
15' 20.357 12.836 0.0148
30' 20.57 15.832 0.0117
1 h 21.19 15.972 0.00814
2 h 21.19 16.000 0.0058
4 h 25.044 16.196 0.004
8 h 22.975 16.196 0.00288
16 h 16.5 15.944 0.00217
24 h 16.833 15.972 0.00176
48 h 16.5 16.000 0.00124

 Porcentajes correspondientes a los diferentes diámetros
TIEMPO (t) DENSIDAD (g)
TEMPERATURA
(°C)
Ct
R
(g-1)*1000
R + Ct - Cd -Cm DIÁMETRO %
15" 1.029 19.7 -0.057 29 26.843 0.0946 76.428
30" 1.027 19.7 -0.057 27 24.843 0.0685 70.733
1' 1.026 19.8 -0.038 26 23.862 0.0495 67.940
2' 1.023 19.8 -0.038 23 20.862 0.0364 59.398
5' 1.015 20 0 15 12.9 0.0259 36.729
15' 1.004 20.3 0.057 4 1.957 0.0148 5.572
30' 1.0033 20.5 0.07 3.3 1.27 0.0117 3.616
1 h 1.0028 21 0.19 2.8 0.89 0.00814 2.534
2 h 1.0027 21 0.19 2.7 0.79 0.0058 2.249
4 h 1.002 24.2 0.844 2 0.744 0.004 2.118
8 h 1.002 22.5 0.475 2 0.375 0.00288 1.068
16 h 1.0029 17 -0.5 2.9 0.3 0.00217 0.854
24 h 1.0028 17.3 -0.467 2.8 0.233 0.00176 0.663
48 h 1.0027 17 -0.5 2.7 0.1 0.00124 0.285

 Datos para unir las curvas
ABER. (mm) %QUE PASA
4.75 98.3393%
2 96.7987%
0.85 95.1581%
0.43 91.4566%
0.25 86.3345%
0.15 82.4130%
0.075 78.0312%
0.0946 76.4276%
0.0685 70.7332%
0.0495 67.9401%
0.0364 59.3985%
0.0259 36.7290%
0.0148 5.5720%
0.0117 3.6160%
0.00814 2.5340%
0.0058 2.2493%
0.004 2.1183%
0.00288 1.0677%
0.00217 0.8542%
0.00176 0.6634%
0.00124 0.2847%

0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0.001 0.01 0.1 1 10
Porcentajequepasa
Tamaño (mm)

H. Límite líquido
Material
 Suelo seco al aire y que pasa la malla N°40
Equipo:
 Malla N° 40
 Copa de Casagrande y acanalador
 Balanza con aproximación 0,01 gr
 Estufa
 Espátula
 Capsula de porcelana
 Taras
Procedimiento
 En una capsula de porcelana mezclar el suelo con agua hasta obtener
una pasta uniforme.
 Colocar una porción de la pasta en la copa de Casagrande nivelando
hasta obtener 1cm de espesor.
 Hacer una ranura con el acanalador, dividiendo la muestra en 2
partes.
 Elevar y caer la copa mediante la manivela a razón de 2 caídas por
segundo hasta que las fracciones de suelo se pongan en contacto.
 Retirar la porción de suelo que se ha puesto en contacto y determinar
su contenido de humedad.
 Repetir el ensayo, agregando agua o suelo, dependiendo del número
de golpes (comprendido entre 6 y 35).
 Dibujar la curva de fluidez (recta) en escala semilogarítmica.

Límite líquido
Wt (gr) 85.4 84.8 26.6
Wmh + t (gr) 89.8 90.1 34.7
Wms + t (gr) 88.1 88.3 31.7
Wms (gr) 2.7 3.5 5.1
Ww (gr) 1.7 1.8 3
W (%) 62.96296296 51.42857143 58.8235294
N° Golpes 20 31 24
LL 57.50%
57.50%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
10 100
Chart Title

I. Límite plástico
Material
 Una porción de la muestra que pasa la malla N°40
Equipo:
 Balanza con aproximación 0,01 gr
 Estufa
 Espátula
 Cápsula de porcelana
 Placa de vidrio
 Taras
Procedimiento
 Enrollar la muestra con las manos sobre una placa de vidrio hasta
obtener cilindros de 3 mm de diámetro y que no presenten
agrietamientos.
 Determinar el contenido de humedad de los cilindros.
 Repetir el ensayo una vez más.
 El límite plástico es el promedio de los 2 valores de contenido de
humedad. La diferencia entre estos valores no debe ser mayor de dos
puntos de porcentaje.
límite plástico
Wt (gr) 26.6 84.8
Wmh + t (gr) 34.5 93.6
Wms + t (gr) 32.7 91.6
Wms (gr) 6.1 6.8
Ww (gr) 1.8 2
W (%) 29.5082% 29.4118%
LP 29.46%

 Índice plástico (IP)
𝐼𝑃 = 𝐿𝐿 − 𝐿𝑃
𝐼𝑃 = 57.5% − 29.46%
𝐼𝑃 = 28.04%
 Índice líquido (IL)
𝐼𝐿 =
𝑊 − 𝐿𝑃
𝐼𝑃
𝐼𝐿 =
24.6066% − 29.46%
28.04%
𝐼𝐿 = −0.1731
 Índice de consistencia (IC)
𝐼𝐶 =
𝐿𝐿 − 𝑊
𝐼𝑃
𝐼𝐶 =
57.5% − 24.6066%
28.04
𝐼𝐶 = 1.1731
 Consistencia relativa (Cr)
𝐶𝑟 =
( 𝐿𝐿 − 𝑊)
( 𝐿𝐿 − 𝐿𝑃)
𝐶𝑟 =
(57.5% − 24.6066%)
(57.5% − 29.46%)
𝐶𝑟 = 1.1731

J. Ensayo proctor modificado
MOLDE N° 1 2 3 4 5
PESO MOLDE (gr) 1996 1996 1996 1996 1996
Pmh+molde (gr) 3708 3770 3914 3944 3920
Pmh (gr) 1712 1774 1918 1948 1924
Vmh (cm3) 1333.97247 1333.97247 1333.97247 1333.97247 1333.97247
Dh (gr/cm3) 1.283384807 1.329862527 1.437810782 1.460300002 1.442308626
RECIPIENTE N° A b c d e f g h i j
Pt (gr) 27.5 27.6 27.5 26.9 27.4 26.7 26.5 27.5 26.8 22.6
Pmh+t (gr) 206.9 179.8 176.6 103.3 81.7 114.8 166.8 100.3 140.4 113.9
Pms+t (gr) 192.7 168.3 162.9 95.9 75.8 105 149.4 91.1 126.7 99.8
Pw (gr) 14.2 11.5 13.7 7.4 5.9 9.8 17.4 9.2 13.7 14.1
Pms (gr) 165.2 140.7 135.4 69 48.4 78.3 122.9 63.6 99.9 77.2
W (%) 8.596% 8.173% 10.118% 10.725% 12.190% 12.516% 14% 14% 14% 18%
W prom (%) 8.384530% 10.421403% 12.353023% 14.311630% 15.988981%
Ds (gr/cm3) 1.28230965 1.328478067 1.436036842 1.458213061 1.440006203

1.26
1.28
1.3
1.32
1.34
1.36
1.38
1.4
1.42
1.44
1.46
1.48
0.00% 2.00% 4.00% 6.00% 8.00% 10.00% 12.00% 14.00% 16.00% 18.00%
Chart Title

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