Analisis granulometrico por tamizado mec. de suelos i

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE MECÁNICA DE SUELOS
INDICE
Laboratorio de Mecánica de Suelos I 1

INTRODUCCION
Los granos que conforman en suelo y tienen diferente tamaño, van desde los
grandes que son los que se pueden tomar fácilmente con las manos, hasta los
granos pequeños, los que no se pueden ver con un microscopio.
El análisis granulométrico al cuál se somete un suelo es de mucha ayuda para
la construcción de proyectos, tanto estructuras como carreteras porque con
este se puede conocer la permeabilidad y la cohesión del suelo.
También el suelo analizado puede ser usado en mezclas de asfalto o concreto.
Los Análisis Granulométricos se realizaran mediante ensayos en el laboratorio
con tamices de diferente enumeración, dependiendo de la separación de los
cuadros de la maya.
Los granos que pasen o se queden en el tamiz tienen sus características ya
determinadas.
Para el ensayo o el análisis de granos gruesos será muy recomendado el
método del Tamiz; pero cuando se trata de granos finos este no es muy
preciso, porque se le es más difícil a la muestra pasar por una maya tan fina;
Debido a esto el Análisis granulométrico de Granos finos será bueno utilizar
otro método.

OBJETIVOS
Los objetivos principales para el ensayo del análisis granulométrico de suelos
por tamizado es determinar la distribución de tamaños de las partículas del
suelo y determinar los porcentajes de suelo (% retenido) que pasan por los
distintos tamices hasta la malla 200 (74mm).
Para el ensayo del análisis granulométrico por medio del hidrómetro el análisis
hidrométrico se basa en la ley de Stokes. Esta ley se puede aplicar a una masa
de suelo dispersada con granos de diversos tamaños.
El hidrómetro nos ayuda a calcular el porcentaje de partículas de suelo
dispersado, las cuáles permanecen en suspensión un determinado tiempo.

FUNDAMENTO TEORICO
• ANÁLISIS GRANULOMÉTRICOS DE SUELOS POR TAMIZADO
Consiste en determinar los diferentes tamaños de partículas que tiene
un suelo en función de su peso total expresado en porcentaje(%).
100
1
% ×=
SecoTotalPeso
ParticuladePeso
Particula
• ANALISIS HIDROMÉTRICO
El análisis hidrométrico se basa en el principio de la sedimentación de
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. Por simplicidad se supone que todas
las partículas de suelos son esferas y que la velocidad de las partículas
se expresa por la ley de Stokes.
Los resultados del análisis mecánico (análisis por tamizado e
hidrómetra) se representan generalmente en graficas semilogarítmicas
como curvas de distribución granulométrica ( o de tamaño de grano). Los
diámetros de las partículas se grafican en escala logarítmica y el
porcentaje correspondiente de finos en escala aritmética.

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICOS DE SUELOS POR
TAMIZADO
Equipos utilizados
• Balanza
• Tamices de malla cuadrada:
3” (75mm)
2” (50.8mm)
11/2” (38.1mm)
1” (25.4mm)
¾” (19mm)
3/8” (9.5mm)
Nº 4 (4.76mm)
Nº 10 (2mm)
Nº 20 (0.84mm)
Nº 40 (0.425mm)
Nº 60 (0.25mm)
Nº 140 (0.106mm)
Nº 200 (0.075mm)
• Cepillo para limpiar los tamices
Procedimiento
o Se escoge una muestra de suelo, y se procede hacer el cuarteo.
o Luego se pone en el horno para tener un suelo seco, pasado las 24h
procedemos a pesarlo.
o Luego la muestra seca se lava con la malla numero 200 para de este
modo en el fondo de los tamiz tener un peso cero de limos y arcillas.
o Lo ponemos a secar en la intemperie y luego lo metemos en el horno y
de esta manera tendríamos un peso de suelo seco lavado.

o Se limpian correctamente las mallas a utilizar (fijándose que no haya
partículas de suelo).
o Se vierte la muestra en los tamices y se zarandea tapando la parte
superior para no perder peso.
o Sacamos cuidadosamente el suelo retenido en cada tamiz y
procedemos a pesarlo, no sin antes observar que no haya partículas de
suelo atrapado en el tamiz.
o Finalmente calculamos los % retenidos y % pasa en cada malla.

DATOS Y CÁLCULOS
Alumna : Lizbeth Muñoz Valdivia
Proyecto: Investigación Geotécnica de Infraestructura: Mina La Estrella.
Ubicación: Pataz – La Libertad
Fecha: Agosto, 2005
Sondaje: Botadero
Muestra: M-2
Profundidad (m): 2.70-2.90
1) Nº de Tara: 4
2) Peso de tara: 237.17g
3) Peso de tara +peso de suelo húmedo: 3431.37g
4) Peso de tara+ peso de suelo seco:3270.27g
5) Peso de tara+suelo seco lavado: 1614.44g
Peso de suelo seco= (4)-(1)=3270.27- 237.17=3033.1g
Peso suelo seco lavado= (5)-(1)= 1614.44- 237.17= 1377.27g
TAMIZ ABETURA(mm) PESO RETENIDO(g) PESO RETENIDO COMPENSADO
3'' 76.200 0.000 0.000
2'' 50.300 0.000 0.000
1 1/2 38.100 0.000 0.000
1'' 25.400 199.010 199.060
3/4'' 19.050 66.600 66.650
3/8'' 9.525 71.450 71.500
Nº 4 4.760 197.200 197.250
Nº 10 2.000 333.900 333.950
Nº 20 0.840 271.620 271.670
Nº 40 0.426 113.400 113.450
Nº 60 0.250 54.240 54.290
Nº 100 0.149 56.880 56.930
Nº 200 0.074 12.250 12.300
PLATILLO 0.220 0.220
∑ = 77.1376.retenidosp
Error = 1377.270 – 1376.77 = 0.5 g.
Calculamos la compensación:

gxónCompensaci 05.0100
10
5.0
==
Calculamos los porcentajes retenidos, pasa y porcentajes acumulados en cada
malla:
100
1.3033
.
.% x
mallaP
retenidoP =
retenidoPpasaP .%%100.% −=
∑= ).(%.% retenidoPretenidoAcum
∑= ).(%.% pasaPpasaAcum
Llenamos la tabla granulométrica
TAMIZ ABETURA(mm)
PESO
RETENIDO(g)
% PARCIAL RETENIDO
% ACUMULADO
RETENIDO PASADO
3'' 76.200 0.000 0 0 100
2'' 50.300 0.000 0 0 100
1 1/2 38.100 0.000 0 0 100
1'' 25.400 199.060 6.563 6.563 93.437
3/4'' 19.050 66.650 2.197 8.760 91.240
3/8'' 9.525 71.500 2.357 11.118 88.882
Nº 4 4.760 197.250 6.503 17.621 82.379
Nº 10 2.000 333.950 11.010 28.631 71.369
Nº 20 0.840 271.670 8.957 37.588 62.412
Nº 40 0.426 113.450 3.740 41.328 58.672
Nº 60 0.250 54.290 1.790 43.118 56.882
Nº 100 0.149 56.930 1.877 44.995 55.005
Nº 200 0.074 12.300 0.406 45.401 54.599
PLATILLO 0.220
Calculamos el % gravas, arena y limos y arcillas:

%621.174º..%% == NacumretGravas
%78.27200º..%4º..%% =−= NretPNretPArena
%P#200=[(Pseco-Pseco lavado)+ Pplatillo]/Pseco
%61.54200º..%% ==− NretPLimosArcillas
Curva Granulometrica
0
20
40
60
80
100
120
3''
2''
1
1/2
1''
3/4''
3/8''
Nº4
Nº10
Nº20
Nº40
Nº60Nº100Nº200
% Acumulado Pasado
Malla
Serie1
OBSERVACIONES DEL ENSAYO

El ensayo granulométrico por tamizado en el laboratorio debe tener un error
menor a 1% (hasta un máximo de 5%), de lo contrario el ensayo debe volver a
realizarse.
Para minimizar los errores debemos tener cuidado con la limpieza de los
tamices, así como que la muestra no se quede atrapada en el cepillo de
limpiado y evitar que se caigan las partículas de la muestra.
El método del Tamizado fue el elegido para clasificar las muestras, debido a la
facilidad y sencillez con que se realiza.

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR MEDIO DEL
HIDRÓMETRO
Equipos utilizados
• Balanza
• Tamiz Nº 10
• Aparato agitador
• Hidrómetro 152H
• Probeta de 1000 ml.
• Agente dispersivo( Hexa Metafosfato de Sodio NaPO3
• Termómetro
• Cronómetro
Procedimiento
o Se toma una muestra sacada del horno y se hace pasar por la malla Nº
10, de lo que pasa de toma 50g.
o Luego se combina 5 g del floculante mas 125ml de agua destilada y se
deja reposar hasta el día siguiente para su mejor combinación.
o Luego a esta solución se le agrega los 50 g de muestra de suelo( si es
arena se deja de 2 a 4 horas y si es arcilla se deja 24 horas).
o Luego se le agrega 125ml más de agua y se mete a la batidora (de 2’ a
4’ si es arena y 15’ si es arcilla).
o Luego de batirlo se coloca en el cilindro de sedimentación y se completa
hasta los 1000ml y se coloca el hidrómetra y se toman las lecturas del
hidrómetro según el tiempo.

DATOS Y CÁLCULOS
Alumna: Lizbeth Muñoz Valdivia
Hidrómetro usado= 152H
Gravedad especifica Gs = 2.75
Peso suelo seco = 50gr.
Lectura hidrómetro en agua = 0 (teórico)
Lectura del hidrómetro en agua más defloculante = Cd = 2.5
Corrección por temperatura
Se debe corregir por temperatura con la siguiente tabla.
TEMPERATURA (ºc) Ct
15 -1.100
16 -0.900
17 -0.700
18 -0.500
19 -0.300
20 0.000
21 0.200
22 0.400
23 0.700
24 1
25 1.300
26 1.65
27 2
28 2.500
29 3.050
30 3.800

Dato obtenidos en el laboratorio y la corrección por temperatura con ayuda de
la tabla.
TIEMPO (min) ºC Ct Rd
0.25 19.0 -0.3 30
0.50 19.0 -0.3 28
1.00 19.0 -0.3 27
2.00 19.0 -0.3 24
4.00 19.0 -0.3 21
8.00 19.0 -0.3 19.5
15.00 19.0 -0.3 18.5
30.00 19.0 -0.3 15.5
75.00 19.0 -0.3 11
200.00 19.5 -0.15 9.5
360.00 19.0 -0.3 9
1810.00 19.0 -0.3 6
2574.00 19.0 -0.3 6
2834.00 19.0 -0.3 5.5
3785.00 19.5 -0.15 5.5
5714.00 19.0 -0.3 5.5
6682.00 19.0 -0.3 5.5
Lectura del Hidrómetro corregido (Rc)
Rc = Rd – Cd + Ct
Donde:
Rc: Lectura del hidrómetro corregido.
Rd: Lectura del hidrómetro.
Cd: Lectura del hidrómetro en agua mas defloculante.
Ct: Corrección por temperatura.
TIEMPO (min) ºc Ct Rd Rc

0.25 19.0 -0.3 30 27.2
0.50 19.0 -0.3 28 25.2
1.00 19.0 -0.3 27 24.2
2.00 19.0 -0.3 24 21.2
4.00 19.0 -0.3 21 18.2
8.00 19.0 -0.3 19.5 16.7
15.00 19.0 -0.3 18.5 15.7
30.00 19.0 -0.3 15.5 12.7
75.00 19.0 -0.3 11 8.2
200.00 19.5 -0.15 9.5 6.85
360.00 19.0 -0.3 9 6.2
1810.00 19.0 -0.3 6 3.2
2574.00 19.0 -0.3 6 3.2
2834.00 19.0 -0.3 5.5 2.7
3785.00 19.5 -0.15 5.5 2.85
5714.00 19.0 -0.3 5.5 2.7
6682.00 19.0 -0.3 5.5 2.7
Calculo del Porcentaje mas fino, P(%)
( ) 978.0
65.2)1(
65.1
.
sec
.
100
(%)
=
×−
=
=
=
=
=
××
=
Gs
Gs
a
solidosdeespecificoPesoGs
muestraladeoPesoWs
especificagravedadporCorreccióna
corregidohidrometrodelLecturaRc
Ws
aRc
P
TIEMPO (min) ºc Ct Rd Rc P(%)
0.25 19.0 -0.3 30 27.2 53.203
0.50 19.0 -0.3 28 25.2 49.291
1.00 19.0 -0.3 27 24.2 47.335
2.00 19.0 -0.3 24 21.2 41.467
4.00 19.0 -0.3 21 18.2 35.599
8.00 19.0 -0.3 19.5 16.7 32.665
15.00 19.0 -0.3 18.5 15.7 30.709
30.00 19.0 -0.3 15.5 12.7 24.841
75.00 19.0 -0.3 11 8.2 16.039
200.00 19.5 -0.15 9.5 6.85 13.399
360.00 19.0 -0.3 9 6.2 12.127
1810.00 19.0 -0.3 6 3.2 6.259
2574.00 19.0 -0.3 6 3.2 6.259
2834.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281
3785.00 19.5 -0.15 5.5 2.85 5.575
5714.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281
6682.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281
Lectura del hidrómetro corregido solo por menisco R:

0..
.
.
:
==
=
=
+=
aguaenhidrometrodelLecturaCm
hidrómetrodelLecturaRd
meniscoporcorregidohidrómetrodelLecturaR
Donde
CmRdR
TIEMPO (min) ºC Ct Rd Rc P(%) R
0.25 19.0 -0.3 30 27.2 53.203 30
0.50 19.0 -0.3 28 25.2 49.291 28
1.00 19.0 -0.3 27 24.2 47.335 27
2.00 19.0 -0.3 24 21.2 41.467 24
4.00 19.0 -0.3 21 18.2 35.599 21
8.00 19.0 -0.3 19.5 16.7 32.665 19.5
15.00 19.0 -0.3 18.5 15.7 30.709 18.5
30.00 19.0 -0.3 15.5 12.7 24.841 15.5
75.00 19.0 -0.3 11 8.2 16.039 11
200.00 19.5 -0.15 9.5 6.85 13.399 9.5
360.00 19.0 -0.3 9 6.2 12.127 9
1810.00 19.0 -0.3 6 3.2 6.259 6
2574.00 19.0 -0.3 6 3.2 6.259 6
2834.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5
3785.00 19.5 -0.15 5.5 2.85 5.575 5.5
5714.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5
6682.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5
Calculo de longitud de hidrómetro (L), en función del valor R, se puede calcular
el valor de L(cm) con la siguiente tabla.
R L(cm) R L(cm) R L(cm) R L(cm)
0 16.3 16 13.7 31 11.2 46 8.8
1 16.1 17 13.5 32 11.1 47 8.6
2 16 18 13.3 33 10.9 48 8.4
3 15.8 19 13.2 34 10.7 49 8.3
4 15.6 20 13 35 10.5 50 8.1
5 15.5 21 12.9 36 1.4 51 7.9
6 15.3 22 12.7 37 10.2 52 7.8
7 15.2 23 12.5 38 10.1 53 7.6
8 15 24 12.4 39 9.9 54 7.4
9 14.8 25 12.2 40 9.7 55 7.3
10 14.7 26 12 41 9.6 56 7.1
11 14.5 27 11.9 42 9.4 57 7
12 14.3 28 11.7 43 9.2 58 6.8
13 14.2 29 11.5 44 9.1 59 6.6
14 14 30 11.4 45 8.9 60 6.5
15 13.8
TIEMPO (min) ºc Ct Rd Rc P(%) R L(cm)
0.25 19.0 -0.3 30 27.2 53.203 30 1.4
0.50 19.0 -0.3 28 25.2 49.291 28 11.7

1.00 19.0 -0.3 27 24.2 47.335 27 11.9
2.00 19.0 -0.3 24 21.2 41.467 24 12.4
4.00 19.0 -0.3 21 18.2 35.599 21 12.9
8.00 19.0 -0.3 19.5 16.7 32.665 19.5 13.1
15.00 19.0 -0.3 18.5 15.7 30.709 18.5 13.25
30.00 19.0 -0.3 15.5 12.7 24.841 15.5 13.75
75.00 19.0 -0.3 11 8.2 16.039 11 14.5
200.00 19.5 -0.15 9.5 6.85 13.399 9.5 14.75
360.00 19.0 -0.3 9 6.2 12.127 9 14.8
1810.00 19.0 -0.3 6 3.2 6.259 6 15.3
2574.00 19.0 -0.3 6 3.2 6.259 6 15.3
2834.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5 15.4
3785.00 19.5 -0.15 5.5 2.85 5.575 5.5 15.4
5714.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5 15.4
6682.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5 15.4
Calculo del valor L/t:
TIEMPO (min) ºc Ct Rd Rc P(%) R L(cm) L/tiempo
0.25 19.0 -0.3 30 27.2 53.203 30 1.4 5.6000
0.50 19.0 -0.3 28 25.2 49.291 28 11.7 23.4000
1.00 19.0 -0.3 27 24.2 47.335 27 11.9 11.9000
2.00 19.0 -0.3 24 21.2 41.467 24 12.4 6.2000
4.00 19.0 -0.3 21 18.2 35.599 21 12.9 3.2250
8.00 19.0 -0.3 19.5 16.7 32.665 19.5 13.1 1.6375
15.00 19.0 -0.3 18.5 15.7 30.709 18.5 13.25 0.8833
30.00 19.0 -0.3 15.5 12.7 24.841 15.5 13.75 0.4583
75.00 19.0 -0.3 11 8.2 16.039 11 14.5 0.1933
200.00 19.5 -0.15 9.5 6.85 13.399 9.5 14.75 0.0738
360.00 19.0 -0.3 9 6.2 12.127 9 14.8 0.0411
1810.00 19.0 -0.3 6 3.2 6.259 6 15.3 0.0085
2574.00 19.0 -0.3 6 3.2 6.259 6 15.3 0.0059
2834.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5 15.4 0.0054
3785.00 19.5 -0.15 5.5 2.85 5.575 5.5 15.4 0.0041
5714.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5 15.4 0.0027
6682.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5 15.4 0.0023
El valor de K se puede hallar de una tabla en función de la temperatura y el
peso especifico de sólidos.
TIEMPO (min) ºc Ct Rd Rc P(%) R L(cm) L/tiempo K
0.25 19.0 -0.3 30 27.2 53.203 30 1.4 5.6000 0.0134
0.50 19.0 -0.3 28 25.2 49.291 28 11.7 23.4000 0.0134

1.00 19.0 -0.3 27 24.2 47.335 27 11.9 11.9000 0.0134
2.00 19.0 -0.3 24 21.2 41.467 24 12.4 6.2000 0.0134
4.00 19.0 -0.3 21 18.2 35.599 21 12.9 3.2250 0.0134
8.00 19.0 -0.3 19.5 16.7 32.665 19.5 13.1 1.6375 0.0134
15.00 19.0 -0.3 18.5 15.7 30.709 18.5 13.25 0.8833 0.0134
30.00 19.0 -0.3 15.5 12.7 24.841 15.5 13.75 0.4583 0.0134
75.00 19.0 -0.3 11 8.2 16.039 11 14.5 0.1933 0.0134
200.00 19.5 -0.15 9.5 6.85 13.399 9.5 14.75 0.0738 0.01335
360.00 19.0 -0.3 9 6.2 12.127 9 14.8 0.0411 0.0134
1810.00 19.0 -0.3 6 3.2 6.259 6 15.3 0.0085 0.0134
2574.00 19.0 -0.3 6 3.2 6.259 6 15.3 0.0059 0.0134
2834.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5 15.4 0.0054 0.0134
3785.00 19.5 -0.15 5.5 2.85 5.575 5.5 15.4 0.0041 0.01335
5714.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5 15.4 0.0027 0.0134
6682.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5 15.4 0.0023 0.0134
Ahora ya podemos encontrar el diámetro equivalente
t
L
kD =
TIEMPO (min) ºc Ct Rd Rc P(%) R L(cm) L/tiempo K D
0.25 19.0 -0.3 30 27.2 53.203 30 1.4 5.6000 0.0134 0.0317
0.50 19.0 -0.3 28 25.2 49.291 28 11.7 23.4000 0.0134 0.0648
1.00 19.0 -0.3 27 24.2 47.335 27 11.9 11.9000 0.0134 0.0462
2.00 19.0 -0.3 24 21.2 41.467 24 12.4 6.2000 0.0134 0.0334
4.00 19.0 -0.3 21 18.2 35.599 21 12.9 3.2250 0.0134 0.0241
8.00 19.0 -0.3 19.5 16.7 32.665 19.5 13.1 1.6375 0.0134 0.0171
15.00 19.0 -0.3 18.5 15.7 30.709 18.5 13.25 0.8833 0.0134 0.0126
30.00 19.0 -0.3 15.5 12.7 24.841 15.5 13.75 0.4583 0.0134 0.0091
75.00 19.0 -0.3 11 8.2 16.039 11 14.5 0.1933 0.0134 0.0059
200.00 19.5 -0.15 9.5 6.85 13.399 9.5 14.75 0.0738 0.01335 0.0036
360.00 19.0 -0.3 9 6.2 12.127 9 14.8 0.0411 0.0134 0.0027
1810.00 19.0 -0.3 6 3.2 6.259 6 15.3 0.0085 0.0134 0.0012
2574.00 19.0 -0.3 6 3.2 6.259 6 15.3 0.0059 0.0134 0.0010
2834.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5 15.4 0.0054 0.0134 0.0010
3785.00 19.5 -0.15 5.5 2.85 5.575 5.5 15.4 0.0041 0.01335 0.0009
5714.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5 15.4 0.0027 0.0134 0.0007
6682.00 19.0 -0.3 5.5 2.7 5.281 5.5 15.4 0.0023 0.0134 0.0006
Graficaremos P(%) Vs. Diámetro (mm) en cual vendría ser la curva
granulométrica del material que pasa por la malla Nº200.

CURVA GRANULOMETRICA
0.000
10.000
20.000
30.000
40.000
50.000
60.000
0.0317
0.0462
0.0241
0.0126
0.0059
0.0027
0.0010
0.0009
0.0006
DIAMETRO(mm)
PORCENTAJEQUEPASA(%)
Serie1
OBSERVACIONDE DEL ENSAYO
Mediante los experimentos realizados dentro del laboratorio, pudimos observar
que el suelo se divide en Fracción Granular Gruesa y Fracción Granular Fina.

Al realizar un estudio profundo de estos, nos dimos cuenta de características
importantes como son: La Permeabilidad y Cohesión que poseen, las cuales
nos permitirán verificar que tan apto puede ser para la realización de proyectos
de construcción.
Para minimizar el error en este ensayo debemos utilizar agua destilada más no
agua de caño, ya que pudimos observar que la lectura del hidrómetro en esta
no es cero sino fue 3 cm.
Debemos evitar que el hidrómetro choque con las paredes de la probeta ya que
se desestabiliza y produce una lectura con cierto error.

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