Taller 1 Reflexión Docente Colectivo Presencial_2024 _20 de marzo.pptx
CAP3_DISTRIBUCIoN GRANULOMETRICA (2) (2).ppsx
1. 3.1
antecedentes
• Contrariamente a las rocas, que se presentan
generalmente de una forma homogénea o
aproximadamente homogénea, los suelos son
esencialmente heterogéneos, debido a su
diferencia de tamaños y composición, la
identificación se puede realizar tomando en
cuenta los siguientes aspectos:
roca
suelo
homogénea
heterogéneo
2. En el primer caso, que es el más útil a los fines de la Construcción Civil, se realiza un análisis granulométrico de
los elementos constituyentes del suelo, clasificándolos según su tamaño.
En el segundo caso, es menos frecuente su análisis a los fines de la Construcción Civil, pero útil para la determinación
del tipo de intervención a realizar.
• Sus características físicas y clasificatorias (contenido de partículas de un tamaño dado).
• Sus características químicas (naturaleza de sus componentes o composición y contenido en
elementos minerales).
3. 3.2 Algunas características físicas
de los suelos
• El conocimiento de las principales
características físicas de los suelos es
fundamental , pues mediante su
correcta interpretación se puede
predecir el comportamiento de un
terreno bajo cargas cuando dicho
terreno presente diferentes contenidos
de humedad.
4. 3.2.1 peso específico o
peso volumétrico
• El peso específico o
volumétrico, relación de
peso entre volumen.
𝑃𝑒 = 𝛾 =
𝑊
𝑉
𝑃𝑒 = 𝛾 = peso específico (
𝑁
𝑚3)
)
𝑊 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 = (𝑚 ∗ 𝑔)
𝑉 = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛
3.2.2 densidad
▪ Es la relación de masa entre volumen.
𝜌 =
𝑀
𝑉
𝜌 = densidad (
𝑘𝑔
𝑚3)
)
M= 𝑚𝑎𝑠𝑎
𝑉 = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛
5. 3.2.3 porosidad
• Cualidad de un material de
absorción de un liquido en
24 hrs.
% A=
𝑃ℎ −𝑃𝑠
𝑃𝑠
x 100=
𝑃s = peso 𝑠𝑒𝑐𝑜 (hasta peso constante)
3.2.4 granulometría
▪ Es la medida y análisis estadístico de los
tamaños de granos que se encuentran en
una muestra de suelo
𝑃ℎ = peso 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑜 de agua (hasta peso constante)
25%
15%
5%
25%
30%
6. 3.2.5 estructura
• El suelo esta formado por gran
cantidad de elementos de
composición mineralógica diversa, así
como también de diversos tamaños y
formas, constituyendo la estructura
del suelo; es decir, la estructura es la
distribución y orden de las partes de
un cuerpo.
7. 3.3 tamaño de las partículas de
suelo
• Los tamaños de las
partículas del suelo
independientemente de su
origen varían en un amplio
rango.
▪ Los suelos en general para la Ingeniería Civil
son llamados: grava, arena, limo y arcilla,
dependiendo del tamaño predominante de
las partículas.
8. Tamaño de las partículas
INSTITUCION TAMAÑO DEL GRANO (mm)
Grava Arena Limo Arcilla
Instituto Tecnológico de
Massachsets (MIT)
>2 2
a
0.06
0.06
a
0.002
<0.002
Tamaño separado de las partículas (fuente: Braja M. Das)
9. Grava: término para designar los fragmentos de
roca cuyo diámetro se encuentra en el rango de
4.75 mm (tamiz #4) a 76.2 mm. (tamiz 3”) ,
y que normalmente existen de canto rodado y
machacados.
Está constituida principalmente por cuarzo y
cuarcita. También por clastos de caliza, basalto,
granito y dolomita.
Arena: partículas de roca que pasan por el
tamiz de 4.75 mm (tamiz #4), y son retenidas
en el (tamiz #200) de 0.075 mm
Formadas principalmente de cuarzo y
feldespatos aunque también están presentes
otros tipos de granos de minerales.
Canto Rodado Chancado
10. Arcilla: partículas submicroscopicas en forma
de escamas de mica, minerales arcillosos y otros
minerales. Las arcillas se definen como aquellas
partículas “que desarrollan plasticidad cuando se
mezclan con una cantidad limitada de agua”
Tamaño inferior a < 0.002 mm
Limos, son fracciones microscópicas de suelo
que consisten en granos muy finos de cuarzo y
algunas partículas en forma de escamas
(hojuelas) que son fragmentos de minerales
micáceos.
Tamaño comprendido entre 0.075 mm a 0.002
mm
11. 3.4 densidad
▪ Es la relación de masa entre volumen.
𝜌 =
𝑀
𝑉
𝜌 = densidad (
𝑘𝑔
𝑚3)
)
M= 𝑚𝑎𝑠𝑎
𝑉 = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛
12. 3.5 Análisis granulométrico
▪ Los granos que conforman un suelo tienen
diferente tamaño, van desde los grandes, que
pueden se tomados fácilmente con las
manos, hasta los granos pequeños que solo
pueden ser vistos bajo el microscopio.
▪ El análisis granulométrico al cual se somete un suelo es de mucha ayuda para la
construcción de obra civiles, porque con este se puede conocer propiedades como la
permeabilidad y la cohesión del suelo, realizar dosificación de mezclas y otros .
13. ▪ El análisis granulométrico es un intento de
determinar las proporciones relativas de los
diferentes tamaños de grano presentes en
una masa de suelo dada.
▪ Obviamente para obtener un resultado
significativo la muestra debe ser
estadísticamente representativa de la masa
de suelo.
25%
15%
5%
25%
30%
14. Tamaño separado de las partículas (fuente: Braja M. Das)
▪ Como no es físicamente posible determinar el tamaño real de cada partícula
independientemente del suelo, la práctica solamente agrupa los materiales por rangos
de tamaño.
15. • Se usan generalmente 2 métodos para encontrar la distribución del tamaño de las partículas del suelo:
1. Análisis por cribado, para tamaños de
partículas mayores a 0.075 mm de diámetro.
2. Análisis hidrométrico, para tamaños de partículas
menores de 0.075 mm de diámetro.
16. Para tamaños de partículas
mayores a 0.075 mm de diámetro.
▪ El análisis por cribado consiste en sacudir
la muestra de suelo a través de un
conjunto de mallas que tienen aberturas
progresivamente más pequeñas.
3.5.1 Análisis por cribado
▪ El objetivo de este ensayo es el determinar
el porcentaje de gravas, arenas en suelos
que se retienen el tamiz Nº200 y dibujar
la curva granulométrica.
17. Cribado -
tamizado
Tamizar: separar las partículas de
una muestra de suelo según
rangos de tamaños mediante un
conjunto de tamices.
El tamizado o cribado es un método
mecánico para separar dos sólidos
formados por partículas de tamaños
diferentes. Consiste en pasar una
mezcla de partículas de diferentes
tamaños por un tamiz, criba o
herramienta de colador (en función del
uso podrán ser metálicos, vegetales -
tejidos- o de nailon).
18. ▪ Primero el suelo se seca en horno, y luego todos los grumos
se disgregan en partículas pequeñas, antes de iniciar se
debe pesar el total de muestra de suelo.
▪ Los resultados del análisis por cribado se expresan
generalmente como porcentaje del peso total de suelo que
ha pasado por las diferentes mallas.
▪ Cuando se analizan suelos cohesivos, resulta difícil disgregar
los grumos en partículas individuales. En tal caso, el suelo se
mezcla con agua para formar una lechada que luego se lava
a través de las mallas.
▪ Se obtiene la muestra del lugar donde se emplazara el
proyecto.
▪ Se procede al cuarteo, y se escoge 2 lados opuestos.
▪ Se procede a tamizar por la serie escogida.
▪ Mediante la balanza se determina la masa del suelo retenido en
cada malla.
19. Uso de resultados del análisis
granulométrico
1. Si el suelo es apropiado para su empleo en proyectos de
construcción (caminos, aeropuertos, presas, edificios, etc).
Los resultados del análisis granulométrico son útiles porque ayudan a identificar:
2. Si el suelo puede ser fácilmente drenado.
3. Estimación de la ascensión capilar.
4. Susceptibilidad a la acción de la helada.
5. Si el suelo puede ser empleado en mezclas asfálticas o de concreto.
6. Diseño de filtros, para prevenir la pérdida de finos por arrastre del agua.
20. 3.5.2 SERIE DE TAMICES
Tamices: Son elementos con marco metálico y con
malla en el que parte del árido quedará retenido.
0.425 mm
Nº 40
Luz de malla/Diámetro: Es la separación libre entre los
alambres de la malla.
21. Serie de tamices:
Denominada, así a la agrupación de tamices ordenadas
por el tamaño de abertura (de grande a pequeño).
3 ”
2 ”
1 1/2 ”
1 ”
3/4 ”
3/8 ”
Nº4
BASE
BASE
Nº 10
Nº 20
Nº 40
Nº 60
Nº 140
Nº 200
22. 1. Serie de tamices sistema AASHTO 2. Serie de tamices sistema SUCS ó USCS
SISTEMA DE TAMICES AASTHO
SERIE AASHTO
TAMIZ
ABERTURA
DIAMETRO (mm)
TIPO DE SUELO
3" 76.20
GRAVA
2" 50.80
1 1/2" 38.10
1" 25.40
3/4" 19.05
3/8" 9.52
#4 4.76
#10 2.00
ARENA MEDIA
#40 0.42
#200 0.075 ARENA FINA
Ambos sistemas utilizan los resultados del Análisis Granulométrico y la determinación de los
Límites de Atterberg (LL,LP,IP) para determinar la clasificación del suelo.
Terzaghi & Hogentogler Casagrande
23. Diferencia de Serie de Tamices
AASHTO vs SUCS
SISTEMA DE TAMICES AASTHO
SERIE AASHTO
TAMIZ
ABERTURA
DIAMETRO (mm)
TIPO DE SUELO
3" 76.20
GRAVA
2" 50.80
1 1/2" 38.10
1" 25.40
3/4" 19.05
3/8" 9.52
#4 4.76
#10 2.00
ARENA MEDIA
#20 0.84
#40 0.42
#60 0.25
ARENA FINA
#140 0.105
Ausencia de estos tamices.
SISTEMA DE TAMICES SUCS
SERIE SUCS
TAMIZ
ABERTURA
DIAMETRO (mm)
TIPO DE SUELO
3" 76.20
GRAVA
2" 50.80
1 1/2" 38.10
1" 25.40
3/4" 19.05
3/8" 9.52
#4 4.76 ARENA GRUESA
#10 2.00
ARENA MEDIA
#20 0.84
#40 0.42
El sistema AASHTO está especialmente conceptualizado para la construcción de carreteras; en cambio el
SUCS, no está limitado a ninguna clase de proyectos en particular.
24. Para tamaños de partículas
menores a 0.075 mm de diámetro.
▪ El objetivo de este ensayo es el
determinar el porcentaje de limos y
arcillas, en suelos que pasan el tamiz
Nº200 y dibujar la curva granulométrica.
▪ El análisis hidrométrico se basa en el principio de la
sedimentación de los granos de suelo en agua. Cuando un
espécimen de suelo se dispersa en agua, las partículas se
asientan a diferentes velocidades, dependiendo de sus
formas, tamaños y pesos.
3.5.2 Análisis hidrométrico
▪ Por simplicidad se supone que todas las partículas son
esféricas y que la velocidad de las partículas se
expresa por la ley de Stokes (La ley de Stokes se
refiere a la fuerza de fricción experimentada por
objetos esféricos moviéndose en el seno de un fluido).
Fd = fuerza de arrastre
Fg = fuerza gravitatoria
25. La velocidad de caída de una esfera sumergida en un fluido:
= K
𝐿
𝑡
=
Donde:
L= Profundidad efectiva en cm
t= Tiempo transcurrido en min
𝐾 =
30η
(𝐺𝑠 − 1)
=
Donde:
η = 𝑣𝑖𝑠𝑐𝑜𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎
𝐺𝑠 = 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜
K es una función de Gs, y η, que son dependientes de la temperatura de la
prueba
26. 3.6 curva de distribución
granulométrica
Los resultados obtenidos en un análisis
mecánico, generalmente, se los
representan sobre un papel semi-
logarítmico, por un curva llamada
"granulométrica".
Para graficar la curva granulométrica,
debemos tomar en cuenta los porcentajes
de muestra que pasa por cada uno de los
tamices.
34. acumulado (gr) % acumulado (RETENIDO)
0.00 0.00 100.00
45.00 1.04 98.96
140.70 3.24 96.76
344.70 7.93 92.07
579.70 13.34 86.66
894.70 20.59 79.41
1259.70 28.99 71.01
1715.50 39.48 60.52
2182.50 50.23 49.77
2693.00 61.98 38.02
3261.60 75.06 24.94
3709.60 85.37 14.63
4044.60 93.08 6.92
4289.60 98.72 1.28
4345.20 100.00 0.00
Pasa ( % )
amiz Nº 200
1.28
N°200
DE CLASIFICACION DE SUELOS (SUCS)
ENIDO EN CADA MALLA
% QUE PASA
(gr) acumulado (gr) % acumulado (RETENIDO)
3" 76.20 0.00 0.00 0.00 100.00
2" 50.80 45.00 45.00 1.04 98.96
1 1/2" 38.10 95.70 140.70 3.24 96.76
1" 25.40 204.00 344.70 7.93 92.07
3/4" 19.05 235.00 579.70 13.34 86.66
1/2" 12.70 315.00 894.70 20.59 79.41
3/8" 9.52 365.00 1259.70 28.99 71.01
Nº 4 4.76 455.80 1715.50 39.48 60.52
Nº 10 2.00 467.00 2182.50 50.23 49.77
Nº 20 0.84 510.50 2693.00 61.98 38.02
Nº 40 0.42 568.60 3261.60 75.06 24.94
Nº 60 0.25 448.00 3709.60 85.37 14.63
Nº 140 0.105 335.00 4044.60 93.08 6.92
Nº 200 0.075 245.00 4289.60 98.72 1.28
BASE (Bandeja-Sobra) 0.00 55.60 4345.20 100.00 0.00
SUMA 4345.20
Retenido ( % ) CONDICION Pasa ( % )
Tamiz Nº 200 Tamiz Nº 200
98.72 > 50 < 1.28
Suelo de Granos
Gruesos
CONTINUANDO:
SUELOS DE GRANOS GRUESOS - 50% o más es RETENIDO en el Tamiz N°200
SUELOS DE GRANOS FINOS - 50% o más PASA por el Tamiz N°200
GRAVAS - 50% o más de la fracción gruesa gruesa es RETENIDO en el Tamiz #4
ARENAS - Más del 50% de la fracción gruesa PASA por le Tamiz #4
Con los resultados obtenidos se procede a clasificar en la tabla SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACION DE SUELOS (SUCS)
TAMIZ DIAMETRO (mm)
PESO RETENIDO EN CADA MALLA
% QUE PASA
B C D E F G
A
laboratorio = E + D = (E / A)*100 = 100 - F
(gr) acumulado (gr) % acumulado (RETENIDO)
3" 76.20 0.00 0.00 0.00 100.00
2" 50.80 45.00 45.00 1.04 98.96
1 1/2" 38.10 95.70 140.70 3.24 96.76
1" 25.40 204.00 344.70 7.93 92.07
3/4" 19.05 235.00 579.70 13.34 86.66
1/2" 12.70 315.00 894.70 20.59 79.41
3/8" 9.52 365.00 1259.70 28.99 71.01
Nº 4 4.76 455.80 1715.50 39.48 60.52
Nº 10 2.00 467.00 2182.50 50.23 49.77
Nº 20 0.84 510.50 2693.00 61.98 38.02
Nº 40 0.42 568.60 3261.60 75.06 24.94
Nº 60 0.25 448.00 3709.60 85.37 14.63
Nº 140 0.105 335.00 4044.60 93.08 6.92
Nº 200 0.075 245.00 4289.60 98.72 1.28
BASE (Bandeja-Sobra) 0.00 55.60 4345.20 100.00 0.00
SUMA 4345.20
Retenido ( % ) CONDICION Pasa ( % )
Tamiz Nº 200 Tamiz Nº 200
98.72 > 50 < 1.28
Suelo de Granos
Gruesos
CONTINUANDO:
SUELOS DE GRANOS GRUESOS - 50% o más es RETENIDO en el Tamiz N°200
SUELOS DE GRANOS FINOS - 50% o más PASA por el Tamiz N°200
GRAVAS - 50% o más de la fracción gruesa gruesa es RETENIDO en el Tamiz #4
ARENAS - Más del 50% de la fracción gruesa PASA por le Tamiz #4
Con los resultados obtenidos se procede a clasificar en la tabla SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACION DE SUELOS (SUCS)
TAMIZ DIAMETRO (mm)
PESO RETENIDO EN CADA MALLA
% QUE PASA
A
(gr) acumulado (gr) % acumulado (RETENIDO)
3" 76.20 0.00 0.00 0.00 100.00
2" 50.80 45.00 45.00 1.04 98.96
1 1/2" 38.10 95.70 140.70 3.24 96.76
1" 25.40 204.00 344.70 7.93 92.07
3/4" 19.05 235.00 579.70 13.34 86.66
1/2" 12.70 315.00 894.70 20.59 79.41
3/8" 9.52 365.00 1259.70 28.99 71.01
Nº 4 4.76 455.80 1715.50 39.48 60.52
Nº 10 2.00 467.00 2182.50 50.23 49.77
Nº 20 0.84 510.50 2693.00 61.98 38.02
Nº 40 0.42 568.60 3261.60 75.06 24.94
Nº 60 0.25 448.00 3709.60 85.37 14.63
Nº 140 0.105 335.00 4044.60 93.08 6.92
Nº 200 0.075 245.00 4289.60 98.72 1.28
BASE (Bandeja-Sobra) 0.00 55.60 4345.20 100.00 0.00
SUMA 4345.20
Retenido ( % ) CONDICION Pasa ( % )
Tamiz Nº 200 Tamiz Nº 200
98.72 > 50 < 1.28
Suelo de Granos
Gruesos
CONTINUANDO:
Retenido ( % ) CONDICION Pasa ( % )
SUELOS DE GRANOS GRUESOS - 50% o más es RETENIDO en el Tamiz N°200
SUELOS DE GRANOS FINOS - 50% o más PASA por el Tamiz N°200
GRAVAS - 50% o más de la fracción gruesa gruesa es RETENIDO en el Tamiz #4
ARENAS - Más del 50% de la fracción gruesa PASA por le Tamiz #4
Con los resultados obtenidos se procede a clasificar en la tabla SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACION DE SUELOS (SUCS)
TAMIZ DIAMETRO (mm) % QUE PASA
A
BASE (Bandeja-Sobra) 0.00 55.60 4345.20 100.00
SUMA 4345.20
Retenido ( % ) CONDICION Pasa ( % )
Tamiz Nº 200 Tamiz Nº 200
98.72 > 50 < 1.28
Suelo de Granos
Gruesos
CONTINUANDO:
Retenido ( % ) CONDICION Pasa ( % )
Tamiz Nº 4 Tamiz Nº 4
39.48 > 50 < 60.52
ARENAS
% GRAVAS = 39.48 = 100 - Nº4 (%QUEPASA)
% ARENAS = 59.24 = 100 - (%GRAVAS) - (%FINOS)
% FINOS = 1.28 `= Nº 200 (%QUE PASA)
0.00 0.00
VERIFICACIÓN:
SUELOS DE GRANOS GRUESOS - 50% o más es RETENIDO en el Tamiz N°200
SUELOS DE GRANOS FINOS - 50% o más PASA por el Tamiz N°200
GRAVAS - 50% o más de la fracción gruesa gruesa es RETENIDO en el Tamiz #4
ARENAS - Más del 50% de la fracción gruesa PASA por le Tamiz #4
Con los resultados obtenidos se procede a clasificar en la tabla SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACION DE SUELOS (SUCS)
A
SUMA 4345.20
Retenido ( % ) CONDICION Pasa ( % )
Tamiz Nº 200 Tamiz Nº 200
98.72 > 50 < 1.28
Suelo de Granos
Gruesos
CONTINUANDO:
Retenido ( % ) CONDICION Pasa ( % )
Tamiz Nº 4 Tamiz Nº 4
39.48 > 50 < 60.52
ARENAS
% GRAVAS = 39.48 = 100 - Nº4 (%QUEPASA)
% ARENAS = 59.24 = 100 - (%GRAVAS) - (%FINOS)
% FINOS = 1.28 `= Nº 200 (%QUE PASA)
0.00 0.00
VERIFICACIÓN:
SUELOS DE GRANOS GRUESOS - 50% o más es RETENIDO en el Tamiz N°200
SUELOS DE GRANOS FINOS - 50% o más PASA por el Tamiz N°200
GRAVAS - 50% o más de la fracción gruesa gruesa es RETENIDO en el Tamiz #4
ARENAS - Más del 50% de la fracción gruesa PASA por le Tamiz #4
Con los resultados obtenidos se procede a clasificar en la tabla SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACION DE SUELOS (SUCS)
76.20; 100.00
CURVAGRANULOMÉTRICA
A
Retenido ( % ) CONDICION Pasa ( % )
Tamiz Nº 200 Tamiz Nº 200
98.72 > 50 < 1.28
Suelo de Granos
Gruesos
CONTINUANDO:
Retenido ( % ) CONDICION Pasa ( % )
Tamiz Nº 4 Tamiz Nº 4
39.48 > 50 < 60.52
ARENAS
SUELOS DE GRANOS GRUESOS - 50% o más es RETENIDO en el Tamiz N°200
SUELOS DE GRANOS FINOS - 50% o más PASA por el Tamiz N°200
GRAVAS - 50% o más de la fracción gruesa gruesa es RETENIDO en el Tamiz #4
ARENAS - Más del 50% de la fracción gruesa PASA por le Tamiz #4
Con los resultados obtenidos se procede a clasificar en la tabla SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACION DE SUELOS (SUCS)
98.72%
1.28%
39.48%
60.52%
98.72% 1.28 %
Suelo de granos
gruesos
Arenas
39.48 % 60.52 %