03 Clasificación de suelos ?¡2swkdfke2 v

Mecánica de Suelos
Clasificación y descripción de Suelos
1
Semestre 2024-1

Contenido
 Introducción
 Distribución de tamaño de partículas
 Sistema de clasificación de suelos SUCS, AASHTO
 Consistencia de arcillas y Límites de Atterberg
2

 Introducción
Sistema de clasificación de suelos SUCS, AASHTO
3

Introducción
4
- Dadas las características particulares de los suelos, es importante
considerar el tamaño de las partículas y su efecto en el
comportamiento de los suelos.
- Los principales nombres usados para clasificar suelos son: grava,
arena, limo y arcilla.
- La mayoría de los suelos naturales contienen una gran variedad de
tamaños de partículas y muchas veces no son categorizados
exactamente.
- La distribución de los tamaños de las partículas en un suelo
particular es más fácilmente expresada en la forma de una curva de
distribución de tamaños de partículas o curva granulométrica.

 Introducción
Consistencia de arcillas y Límites de Atterberg
5

Distribución de tamaño de partículas
6

Clasificación granulométrica
7
Componentes y fracciones del suelo (Lambe y Whitman, 1972)

8

9

10

• Coeficiente de uniformidad
oArena uniforme: 𝐶𝑢 < 6
oGrava uniforme: 𝐶𝑢 < 4
oUniforme : “mal graduada”
11

• Coeficiente de curvatura
oPara suelos bien graduados (“sin escalones”)
1 < 𝐶𝑐<3
12

13

 Introducción
 Consistencia de arcillas y límites de Atterberg
14

Consistencia
En función de su contenido de agua (humedad), el suelo se
puede encontrar en diferentes estados:
- Líquido
- Plástico
- Semi-sólido
- Sólido
15

Consistencia
• Es una medida de la resistencia de un suelo cohesivo
• Se mide por fuerza necesaria para deformar al suelo en estado inalterado
y con su humedad natural.
• Para cada estado de consistencia, existe un rango de valores e la
resistencia a la compresión confinada y del valor N del SPT.
16

Límites de Atterberg
Los “límites de Atterberg” son valores de humedad que limitan
las consistencias o estados de una arcilla: líquido, plástico,
semisólido y sólido (propuestos por el ingeniero sueco Albert Atterberg,
1911 y generalizados por Arthur Casagrande, 1932)
17

Límite líquido (UNE 103103-1994; EN ISO 17892-12)
- Material pasante por el tamiz 0.4 mm UNE o 40 ASTM
- Humedad necesaria para que una abertura trazada en el suelo que llena
una cuchara (cuchara de Casagrande) se cierre en una determinada
longitud al dar 25 golpes a la base de la cuchara
18

Límite plástico (EN ISO 17892-12)
• Humedad a la que aparecen fisuras cuando se hacen rodar entre la mano
y una superficie plana y lisa cilindros de suelo de unos 3 mm de diámetro
• Este ensayo tiene mejor repetibilidad que el del límite líquido (tipo
Casagrande)
• Material pasante por el tamiz 0.4 mm UNE o 40 ASTM
Límite de retracción
– Humedad del suelo a partir de la cual el volumen ya no disminuye por
secado sin fractura (de forma uniforme)
– Se usa mucho menos que los otros
19

 Introducción
22

Sistema de clasificación de suelos
SUCS, AASHTO
23
Dada la gran variedad de suelos, es muy importante tener
métodos estandarizados de clasificación, que suelen basarse en
la granulometría del suelo y los límites de Atterberg. De todos
estos, el más importante y universalmente aceptado es el
Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS).

Clasificación Universal SUCS
24

25
• Propuesta por Arthur Casagrande (1902- 1981)
– Para aeropuertos militares (años 40)
– Normalizada en ASTM D 2487
• Primer nivel
– fracción gruesa (retenida por el tamiz 200)
• gravas (G), arenas (S)
– fracción fina (pasa por el tamiz 200)
• limos (M), arcillas (C), suelos orgánicos (O)
• Segundo nivel
– fracción gruesa, según granulometría (W,P) y contenido en finos (M,C)
– fracción fina, según límite líquido (L,H)

Los procedimientos de clasificación contemplan el caso de suelos de doble
símbolo. Los símbolos de los suelos se basan en la siguiente nomenclatura:
• G (gravel): Grava
• S (sand): Arena
• M (mo o mjäla): Limo
• C (clay): Arcilla
• O (organic): Orgánico
• Pt (peat): Turba
• W (well graded): Bien graduado (par suelos granulares)
• P (poorly graded): Mal graduado (para suelos granulares)
• L (low compresibility): Baja compresibilidad (para suelos finos)
• H (high compresibility): Alta compresibilidad (para suelos finos)
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Clasificación – fracción gruesa
27

Clasificación – fracción fina
28

Gráfico de plasticidad de Casagrande
29
𝑰𝑷 = 𝟎, 𝟕𝟑(𝒘𝑳 − 𝟐𝟎)
𝑰𝑷 = 𝟎, 𝟗𝟎(𝒘𝑳 − 𝟖)

Gráfico de plasticidad de Casagrande
30
• Línea “A”: 𝑰𝑷 = 𝟎, 𝟕𝟑(𝒘𝑳 − 𝟐𝟎)
– Los suelos de una misma formación geológica (de un mismo origen y
composición) suelen alinearse de forma paralela a la línea “A”
• Los suelos con una gran proporción de minerales arcillosos (∅ < 2𝜇)
se sitúan sobre la línea “A”, mientras que los limos y suelos orgánicos se
sitúan por debajo de la línea “A”
• H = high 𝒘𝑳; L = low 𝒘𝑳

31
Propiedades típicas de suelos compactados - I

32
Propiedades típicas de suelos compactados - II

Clasificación Universal AASHTO
• El sistema AASHTO de clasificación de suelos fue
desarrollado en 1929 por el Public Road Administration
System.
• De acuerdo a este sistema, el suelo es clasificado en siete
grupos principales A-1 hasta A-7.
• Los suelos clasificados bajo los grupos A-1, A-2 y A-3 son
materiales granulares de los cuales el 35% o menos de
las partículas pasan a través del tamiz N°200.
• Suelos de los cuales más del 35% pasan a través del tamiz
N°200 se clasifican bajo los grupos A-4, A-5, A-6 y A-7.
estos suelos con en su mayoría limos y materiales de tipo
arcilloso.
33

• El sistema de clasificación se basa en los siguientes criterios:
a. Tamaño del grano
• Grava: fracción que pasa el tamiz de 75mm (3 pulgadas) y es
retenido en el tamiz N°10 (2mm)
• Arena: fracción que pasa el tamiz N°10 (2mm) y es retenido
por el tamiz N°200 (0,075mm)
• Limo y arcilla: fracción que pasa el tamiz N°200.
b. Plasticidad: el término limoso (silty) es aplicado cuando la
fracción de finos del suelo tienen un índice de plasticidad de 10
o menor. El término arcilloso (clayey) es aplicado cuando la
fracción de finos tiene un índice de plasticidad de 11 o mayor.
c. Si se encuentran partículas con un tamaño mayor a 75mm, estos
son excluidos de la porción de la muestra de suelo de la cual se
realiza la clasificación. Sin embargo, el porcentaje de este
material es registrado. 34

Para clasificar suelos limo arcillosos en el sistema AASHTO,
observamos el porcentaje que pasa a través del tamiz #200. Si este
porcentaje es superior al 35%, se considera suelo limoso o arcilloso. La
clasificación precisa implica evaluar el límite líquido (LL) y el índice de
plasticidad (IP) del suelo, y esto se logra mediante una gráfica similar a
la Carta de Plasticidad.
35

36
Se debe tomar en
consideración que el Grupo
A-7, se divide en dos
subcategorías basadas en la
recta IPAA. Si existe una
combinación por encima de
la recta IPAA, se categoriza
como A-7-6; de lo contrario,
es A-7-5.

• Los suelos finos en la clasificación AASHTO deben considerar el
Índice de Grupo (Ig). Este valor oscila entre 0 y 20, reflejando la
plasticidad del suelo. Un valor de 0 significa ausencia de plasticidad,
mientras que 20 indica una alta plasticidad.
El índice de grupo se calcula según la siguiente ecuación
𝑰𝒈 = 𝟎, 𝟐𝒂 + 𝟎, 𝟎𝟎𝟓𝒂𝒄 + 𝟎, 𝟎𝟏𝒃𝒅
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El cálculo del Ig se basa en el porcentaje de finos (a y b), límite
líquido (c) e índice de plasticidad (d). Estos parámetros son calculados
a través de las ecuaciones presentadas en la siguiente tabla, los cuales
tienen un rango práctico de cálculo. Si los valores de los porcentajes
son menores al rango, el valor a considerar será de cero (0); en
cambio, si es superior al rango el valor a ingresar deberá ser el
límite superior.
38

De no ser considerado dentro de los suelos limo arcillosos (suelos finos)
hay que tener especial atención en el análisis granulométrico, con
énfasis en los tamices #10, #40 y #200, ya que dependiente de estos, el
suelo puede ser clasificado como A-1, A-2 o A-3.
El suelo A-1 tiene un índice de plasticidad máximo de 6% y según el
porcentaje pasante en cada tamiz será clasificado como A-1a o A-1b,
mientras que en el suelo A-3 se debe tener especial atención debido a
que este suelo no se posee plasticidad (N.P.)
39

Ejercicios
Ejercicio 01:
Se dispone de un suelo con un índice de plasticidad del 40% y un límite
plástico del 75%. Suponiendo un peso específico de las partículas sólidas
de 2,65 gr/cm3. Calcular el índice de poros y la porosidad correspondientes
a su estado en el límite líquido.
41

Ejercicios
Ejercicio 02:
Un suelo natural tiene una humedad en el límite líquido de 40% y una
humedad en el límite plástico de 30%. Determinar el índice de plasticidad,
índice de consistencia e índice de fluidez sabiendo que tiene una humedad
natural del 20%.
42

Ejercicios
Ejercicio 03:
Se dispone de un suelo tipo A y de otro tipo B. Se toman 10kg del suelo tipo
A y se mezclan con 30kg del suelo tipo B. Las granulometrías de los suelos
A y B se indican en la tabla siguiente. Obtener y representar gráficamente la
granulometría de la mezcla resultante. Determinar sus coeficientes de
uniformidad y curvatura.
43

Ejercicios
Ejercicio 04:
Se dispone de la siguiente granulometría, realizar la clasificación de suelos
mediante los dos sistema de clasificación (SUCS y AASHTO). Considerar
LL=64%, LP=26%
45
Tamiz Abertura (mm) % que pasa
3" 76,2 -
2" 50,8 -
1" 25,4 -
3/4" 19,1 100
3/8" 9,52 90
1/4" 6,35 75
#4 4,76 60,2
#10 2 51
#20 0,84 44
#40 0,48 29,9
#60 0,25 20
#100 0,149 15
#200 0,075 7

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