Laboratorio 2 granulometria (1)

Clasificación de los
Suelos
Clasificación de los Suelos MSc. Hugo Egoavil Perea 1
Mecánica de Suelos 1

Análisis del Tamaño de Partículas
• La clasificación de los suelos tiene como principal
objetivo el de dividir éstos en grupos de
comportamiento similar para un determinado uso.
• Al clasificar un suelo lo que se quiere es agruparlo
en una determinada categoría o tipo de suelo,
indicativo de unas características o propiedades del
mismo.
• Una primera clasificación básica de los suelos es la
que los divide en suelos Granulares y Cohesivos.

• El tamaño de las partículas de un depósito de suelo
tiene una influencia fundamental en las propiedades
y en el comportamiento ingenieril del depósito.
• Las partículas se describen en función de su
tamaño, no existe una definición del tamaño de
partículas que sea estándar a nivel internacional.
• Este tamaño puede variar desde grandes bloques
de partículas hasta partículas microscópicas.

* Las unidades son mm
Usualmente los suelos son mezclas de distintos
tamaños.
Descripción
de las
partículas
Normas
Británicas
AASHTO ASTM Unificado
Grava 60 – 2 75 – 2 > 2 75 – 4.75
Arena 2 – 0.06 2 – 0.05 2 – 0.075 4.75 – 0.075
Limo 0.06 – 0.002 0.05 – 0.002 0.075 – 0.005 < 0.075 (Finos)
Arcilla < 0.002 < 0.002 < 0.005

La clasificación de suelos agrupa materiales con
propiedades físicas, mecánicas e hidráulicas similares:
• Gravas
• Arenas
• Limos
• Arcillas
Suelos Granulares
Suelos Cohesivos

El comportamiento de Suelos Granulares depende del Esqueleto
sólido y por lo tanto de propiedades tales como:
– Granulometría
– Compacidad
– La forma de sus partículas
El comportamiento de Suelos Cohesivos depende de:
– Humedad
– Mineralogía
– Estructura

Los suelos más comunes son:
• Gravas (G): Son acumulaciones sueltas de
fragmentos de rocas (meteorización física).
• Arenas (S): Material de grano fino procedente de
la denudación de las rocas o de su trituración
artificial, su origen es análogo al de las gravas (las
dos suelen encontrarse juntas).

• Limos (M): Son suelos de granos finos con poca o
ninguna plasticidad, pueden ser limos inorgánicos
(canteras; no plásticos) o limos orgánicos (ríos;
plásticos). Los terrenos secos tienen una cohesión
apreciable pero se pueden reducir a polvo entre los
dedos
• Arcillas (C): Las partículas no son visibles a simple
vista, tienen propiedades fisicoquímicas. Son suaves al
tacto, se secan lentamente y se pegan a los dedos, los
terrones secos se pueden partir pero no se pueden
reducir a polvo.

SIMBOLOGÍA

Análisis Granulométrico
• El conocimiento de la composición granulométrica de un
Suelo Granular sirve para discernir sobre la influencia
que puede tener en la densidad del material.
• El “Análisis Granulométrico” es la determinación de la
cantidad en porciento de los diversos tamaños de las
partículas que constituyen el Suelo.
• El objetivo del “Análisis Granulométrico” es conocer la
distribución de los tamaños de las partículas de los
suelos.

• Suelos Granulares: Procedimiento por Tamizado, que
consiste en segregar el suelo mediante una serie de
mallas que definen el tamaño de la partícula.

• Suelos Finos: Procedimiento por Sedimentación (Ley
de Stokes), velocidad de precipitación de una partícula
esférica sometida a su peso propio dentro de un líquido
viscoso, densímetro de Casagrande.

• Conocida la Granulometría se la representa
gráficamente “Curva Granulométrica”, donde se
grafica el tamaño del Tamiz vs % que pasa la Malla
(inferiores al tamaño).

• Representación de los tamices:
• En general los tamices, se diferencian por el ancho de su
abertura, así se tiene los siguientes tamices: 3”, 2 ½”,
2”, 1 ½”, 1”, ¾”, ½”, 3/8”, ¼”, Nº4, Nº 8, Nº 10, Nº 20,
Nº 40, Nº 60, Nº 100, Nº 200.

GRANULOMETRIA
POR TAMIZADO
GRANULOMETRIA
POR
SEDIMENTACIÓN

CURVA DE UN AGREGADO GRUESO

CURVA DE UN AGREGADO GRUESO
Curva Granulométrica
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.01 0.10 1.00 10.00 100.00
Diámetro de las Partículas (mm)
%AcumuladoQuePasa
Limo y Arcilla
Fina
Arena Grava
0.075
Media Gruesa Fina Gruesa
0.425 2.00 4.75 19.00 75.00

CURVA DE UN SUELO GRANULAR FINO

CURVA DE UN SUELO GRANULAR FINO
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.01 0.10 1.00 10.00 100.00
%AcumuladoQuePasa
Limo y Arcilla
Fina
Arena Grava
0.075
0.425 2.00 4.75 19.00 75.00

CURVA DE UN SUELO FINO

CURVA DE UN SUELO FINO
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.01 0.10 1.00 10.00 100.00
%AcumuladoQuePasa
Limo y Arcilla
Fina
Arena Grava
0.075
0.425 2.00 4.75 19.00 75.00

Dx: diámetro para el cual x % de partículas pasan ese
tamiz
D10: Diámetro que deja pasar el 10% del suelo

0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.01 0.10 1.00 10.00 100.00
%AcumuladoQuePasa
Limo y Arcilla
Fina
Arena Grava
0.075
0.425 2.00 4.75 19.00 75.00
D60
D30
D10

COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD (Cu)
Una indicación de la variación o rango de tamaños de los
granos presentes en la muestra se obtienen mediante el
Coeficiente de Uniformidad, definido como:
Este valor indica la uniformidad del suelo, se considera un
suelo uniforme cuando el Cu es menor a 2, es decir el
suelo no es graduado sino prácticamente uniforme en el
diámetro de sus partículas (Coeficiente de no uniformidad)

COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD (Cu)
)(6
)(4
ArenasC
GravasC
u
u


2uC

COEFICIENTE DE CURVATURA(Cc)
El Coeficiente de Curvatura Cc , es una medida de la forma
de la curva entre el D60 y el D10 y se define de la
siguiente forma:
Valores de Cc muy diferentes a 1.0 indican que falta una
serie de diámetros entre los tamaños correspondientes al
D60 y D10, un suelo bien gradado tendrá valores entre 1 y
3

GRADACIÓN (GRANULARES)
BIEN GRADUADA (W)
• Grava (G): Cu > 4 1 < Cc < 3
• Arena (S): Cu > 6 1 < Cc < 3
MAL GRADUADA (P)
Si no cumple ninguna de las condiciones anteriores

GRAVA MAL GRADUADA (GP)

ARENA BIEN GRADUANA (SW)

ANGULARIDAD (GRANULARES)
Descripción Criterio
Angulares
Presentan bordes bien
definidos y caras
relativamente planas con
superficies sin pulir
Sub-Angulares
Son similares a las angulares
pero con los bordes
redondeados
Sub-Redondeadas
Presentan lados casi planos
pero esquinas y bordes bien
redondeados
Redondeadas
Presentan lados curvos y no
tienen bordes ni esquinas

CONTENIDO DE FINOS (GRANULARES)
Valor (%) Descripción
< 5 No Indicar
5 – 12 Ligeramente Arcillosa
Ligeramente Limosa
12 – 30 Arcillosa
Limosa
30 - 50 Muy Arcillosa
Muy Limosa

CONTENIDO DE OTRA PORCIÓN GRANULAR
(GRANULARES)
• Contenido de arena en gravas o de grava en arenas.
• Grava mal graduada arenosa (si el % de arena es
mayor a 30%)
< 15 No Indicar
15 – 29 Ligeramente Gravosa
/ Arenosa
≥ 30 Gravosa / Arenosa

CONTENIDO DE GRANULARES (FINOS)
< 15 No Indicar
15 – 29
Ligeramente Gravoso
Ligeramente Arenoso
≥ 30
Gravosa
Arenosa

• Extendida: Aparecen todos los tamaños
• Uniforme: Todas partículas del mismo tamaño
• Continua: Tamaños en misma proporción
• Discontinua: Faltan tamaños

“En Suelos Granulares la distribución por tamaños
puede estar relacionado con sus propiedades Físicas
(por ejemplo suelos bien graduados tienen un buen
comportamiento), sin embargo en Suelos Finos sus
propiedades dependen de su estructura, plasticidad,
etc, es por eso que la granulometría en este tipo de
suelos por sí sola no es muy indicativa”

LIMITACIONES DE LA GRANULOMETRÍA
• El proceso de tamizado no provee información sobre la
forma de los granos del suelo, solamente da información
sobre los granos que pueden pasar y quedar retenidos
en determinados tamices.
• En muestras de cierto tamaño no siempre se puede
garantizar que todas las partículas pasen por el tamiz
respectivo, ya que es posible que no sean capaces de
orientarse adecuadamente para pasar a través de él.

LIMITACIONES DE LA GRANULOMETRÍA
• Las partículas más pequeñas podrían no haber sido
totalmente separadas en el proceso de pulverización e
incluso las partículas más finas (fracción menor que la
malla #200), pueden adherirse a las partículas mayores
y no pasar a través del tamiz adecuado.
• La Ley de Stokes asume que las partículas que están
sedimentándose son de forma esférica, lo cual sabemos
que es falso ya que los suelos finos, que son los que se
ensayan en este caso, tienen por lo general, formas
alargadas y achatadas.

PROCEDIMIENTO DE TAMIZADO
Cantidad de Muestra:

1. Del suelo secado al sol, disgregado y cuarteado, se
obtiene una muestra representativa, la cual es pesada y
se anota el peso en el registro del formato
correspondiente.
2. Se procede a pasar el material por las diferentes
mallas, que van de mayor a menor abertura tal y como
se presentan en el formato de registro propio para este
ensayo, para este proceso se debe aplicar un
movimiento vertical y horizontal de tamiz de manera
que las partículas sean retenidas por la abertura de
malla correspondiente.

3. El material retenido en cada malla se va pesando y
anotando en la columna de peso retenido.
4. Todo lo anterior se realiza hasta la malla No. 4 y
con el material que pasa dicha malla se procede a
obtener una porción de suelo que sea
representativa, esta muestra debe de estar entre
500 y 1000 gr

5. La muestra anterior se pone a secar totalmente, esta se
enfría y se pesa una muestra de 200 gr, la cual se
coloca en un recipiente de aluminio y se vacía agua
hasta llenarlo; con esto se procede a realizar el Lavado
del suelo.
6. El Lavado del suelo, consiste en agitar el suelo
utilizando el alambrón con punta redondeada, haciendo
figuras en forma de “ochos” durante 15 segundos.

6. Se vacía el líquido a la malla No. 200, con el fin de
eliminar los finos (que es el material que pasa dicha
malla), posteriormente se vierte más agua al recipiente
y se agita de la forma antes descrita.
7. Cuando en la malla se acumule mucho material
(arena), se reintegra al recipiente, vaciando agua sobre
el reverso de la malla, siempre cuidando de no perder
material; esto se hará cada 5 veces que se vacíe agua
con finos a la malla No. 200. Esta operación se repite
las veces necesarias para que el agua salga limpia.

8. El suelo es secado al horno o a la estufa, se deja
enfriar y después se pasa por las siguientes mallas,
que son la No. 10 a la No. 200.

9. Se procede a pesar el material retenido en cada malla.
10. Se realizan los cálculos de: % retenido parcial, %
retenido acumulado, % que pasa; se dibuja la curva
granulométrica.
11. Se calculan: los % de grava, de arena y de finos, así
como los Coeficientes de uniformidad (Cu) y de
Curvatura (Cc).

PRECAUCIONES EN EL PROCESO DE TAMIZADO
• Nunca modificar la orientación de una partícula
moviéndola con las manos. Puede agitarse la malla
vertical y/o lateralmente para hacer que pase, pero
no hacerla pasar a la fuerza.
• Verificar que el peso del material antes del ensayo y
la suma de los pesos de las fracciones retenidas no
difiera en más del 1%, de lo contrario habría que
repetir el ensayo.

PRECAUCIONES EN EL PROCESO DE TAMIZADO
• Manipular la malla #200 con muchísimo cuidado,
pues es muy delicada y susceptible de sufrir daños.
• Procurar no perder material, especialmente cuando
se esté lavando por la malla #200.

Tamiz Diámetro (mm)
Peso Retenido Parcial
(gr)
% Retenido Parcial
% Retenido
Acumulado
% Que Pasa
3" 76 mm - - - 100.00
2" 50.8 mm - - - 100.00
1 1/2" 38.10 mm 1960 10.47 10.47 89.53
1" 25.4 mm 2320 12.40 22.87 77.13
3/4" 19.05 mm 2310 12.34 35.21 64.79
3/8" 9.52 mm 3700 19.77 54.98 45.02
N°4 4.75 mm 1850 9.89 64.87 35.13
Pasa N°4 (Total - Mallas) = 6575 35.13 100.00 0.00
SUMA = 18715 100.00
El peso del Material es de 18715gr

El peso del Material para el Fino es de 200gr
Tamiz Diámetro (mm)
Peso Retenido Parcial
(gr)
% Retenido Parcial
% Retenido
Acumulado
% Que Pasa
N°10 2.00 mm 31.50 5.53 70.40 29.60
N°20 0.84 mm 26.60 4.67 75.07 24.93
N°40 0.425 mm 28.80 5.06 80.13 19.87
N°60 0.25 mm 22.00 3.86 84.00 16.00
N°100 0.15 mm 24.70 4.34 88.34 11.66
N°200 0.075mm 18.00 3.16 91.50 8.50
Pasa N°200 (Total - ∑Mallas) = 48.40 8.50 100.00 0.00
SUMA = 200.00 35.13

El % que pasa la malla N°200 = 8.5% < 50%
SUELO GRANULAR
Puede ser Grava (G) o Arena (S)

El % que pasa la malla N°4 = 35.13%
Analizaremos la Fracción Gruesa:
Grava: 100% - 35.13% = 64.87%
Arena: Peso Pasa N°4 – Peso Pasa N°200
: 35.13% - 8.5% = 26.63%
GRAVA (G)

Como el % que pasa la malla 200 es 8.5%, que esta
entre el valor de:
Grava Ligeramente Arcillosa - Limosa
< 5 No Indicar
5 – 12 Ligeramente Arcillosa
Ligeramente Limosa
12 – 30 Arcillosa
Limosa
30 - 50 Muy Arcillosa
Muy Limosa

• Como el % de Finos es < 12%, Calculamos Cu y Cc
D10 = 0.11mm
D30 = 2.20mm
D60 = 16.74mm
Cu = 152
Cc = 2.63
BIEN GRADUADO (W)

Consultas?
• UNIVERSIDAD RICARDO PALMA – V CICLO
• Facultad de Ingeniería Civil
• Semestre: 2013-I
• MSc. Hugo Egoavil Perea
• Email: hugo.egoavil.perea@gmail.com

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