Mecánica de suelos, semana 2

2. DEFINICIONES BÁSICAS ORIGEN Y
FORMACIÓN DE LOS SUELOS
UNIDAD I: Semana 02
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
MECÁNICA DE SUELOS
Lima - 2024

3. Recordemos los aprendizajes, visto hasta ahora.
DUDAS DE LA CLASE ANTERIOR

4. DUDAS DE LA CLASE ANTERIOR
4
2
3
1
Los suelos se forman por la
desintegración mecánica o la
descomposición química de la
roca
El estudio de los suelos es
relevante para el diseño de
infraestructura.
Los agentes generadores del
suelo son la Desintegración
Mecánica y la Desintegración
Química.
Los suelos pueden ser residuales
o transportados.

5. Análisis granulométrico por
tamizado
Identificacion Manual – Visual de
Suelos
Análisis granulométrico por
hidrometría
TEMARIO

6. LOGRO DE APRENDIZAJE DE LA SESIÓN
Al finalizar la unidad, el estudiante identifica los conceptos básicos de la
mecánica de suelos, así como el Análisis Granulométrico por tamizado y el
Análisis Granulométrico por Hidrometría , así como sus diferencias.

7. CONOCIMIENTOS PREVIOS DEL
TEMA
¿Qué entienden por Análisis Granulométrico por
tamizado?
¿Qué entienden por Análisis Granulométrico por
Hidrometría?

8. UTILIDAD DEL TEMA
El tema abordado en la sesión de hoy, permitirá al alumno conocer el
Análisis Granulométrico por tamizado y por hidrometría , así como su
relevancia en la Ingeniera Civil.

9. ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DEL SUELO
Los suelos en general son llamados GRAVAS , ARENA,LIMOS O ARCILLAS , dependiendo del
tamaño predominante de las partículas.

10. ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DEL SUELO
En los comienzos de la invcstigaci6n de las propiedades
de los suelos se creyó que las propiedades mecánicas
dependían directamente de la distribuci6n de las
partículas constituyentes según sus tamaños.
Solamente en suelos gruesos, cuya granulometría puede
determinarse por mallas, la distribuci6n por tamaños
puede revelar algo de lo referente a las propiedades
físicas del material.
En esos suelos gruesos, ha de señalarse, según ya se
dijo, que el comportamiento mecánico e hidráulico esta
principalmente definido por la compacidad de los granos
y su orientación, características que destruye, por la
misma manera de realizarse, la prueba de granulometría.
En suelos finos en estado inalterado, las propiedades
mecánicas e hidráulicas dependen en tal grado de su
estructuración e historia geológica, que el conocimiento
de su granulometría, resulta totalmente inútil.

11. ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DEL SUELO
ANALISIS DEL TAMAÑO DE LAS PARTICULAS DEL SUELO
Es conveniente disponer de una clasificación simple de los suelos en gruesos y finos.
ANALISIS MECANICO DEL SUELO
Mediante el análisis mecánico se determina el rango del tamaño de las partículas del suelo,
expresado como un porcentaje del peso seco total. Se tienen dos métodos para encontrar la
distribución del tamaño de las partículas del suelo: Análisis por cribado el cual es para partículas
mayores de 0.075 mm de diámetro ; y el otro el análisis hidrométrico para partículas menores de
0.075 mm de diámetro.

12. ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DEL SUELO
A)ANALISIS POR CRIBADO

13. ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DEL SUELO
B)ANALISIS HIDROMETRICO
Se supone que todas las partículas del suelo son esferas y que la velocidad de las partículas se
expresa por la ley de STOKES, según:
𝑣 =
2
9
𝑥
𝛾𝑠 − 𝛾𝑤
𝑛
𝐷
2
2
DONDE:
V=Velocidad de caída de las esferas (L/t), cm/s
L=Distancia que ha descendido la partícula en el tiempo t.
𝛾𝑠=Peso específico de la esfera, g/𝑐𝑚3
𝛾𝑤= Peso específico del fluido (agua), g/𝑐𝑚3
n=Viscosidad absoluta del fluido dina-s/ 𝑐𝑚2
, o dinámica del fluido
D=Diámetro de la esfera cm

14. ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DEL SUELO
B)ANALISIS HIDROMETRICO
Si las unidades de n son (g.s)/𝑐𝑚2
, 𝜌𝑤 en g/𝑐𝑚3
, L en 𝑐𝑚 , t en min y D en mm, entonces :
𝐷 =
30𝑛
(𝐺𝑆 − 1)𝜌𝑤
𝑥
𝐿
𝑡
𝑫 = 𝒌
𝑳
𝒕
Donde 𝜌𝑤 = 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎, aproximadamente igual a 1 𝑔/𝑐𝑚3
y k se
obtiene a partir de tablas.

15. ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DEL SUELO
B)ANALISIS HIDROMETRICO

16. CURVA DE DISTRIBUCION
GRANULOMÉTRICA
Los resultados del análisis mecánico se presentan generalmente en graficas semilogarítmicas
como curvas de distribución granulométricas.

17. CURVA DE DISTRIBUCION
GRANULOMÉTRICA
Tres parámetros básicos del suelo se determinan en esas curvas que se usan para clasificar los
suelos granulares:
A- DIAMETRO EFECTIVO 𝑫𝟏𝟎 = Es el correspondiente al 10% de finos en la curva de distribución
granulométrica.
B- C𝐎𝐄𝑭𝑰𝑪𝑰𝑬𝑵𝑻𝑬 𝑫𝑬 𝑼𝑵𝑰𝑭𝑶𝑹𝑴𝑰𝑫𝑨𝑫 𝑪𝒖
𝑫𝟔𝟎= es el diámetro correspondiente al 60% de finos en la curva de distribución granulométrica.
C- C𝐎𝐄𝑭𝑰𝑪𝑰𝑬𝑵𝑻𝑬 𝑫𝑬 C𝑼RBATURA 𝑪𝒄
𝑫𝟔𝟎= es el diámetro correspondiente al 30% de finos.

18. CURVA DE DISTRIBUCION
GRANULOMÉTRICA
Se presenta ejemplos de distribución granulométricas para su interpretación; los de la izquierda
tienen suelos bien graduados , los de la derecha presentan suelos mal graduados.

19. EJEMPLO
La siguiente tabla muestra los resultados de una análisis por cribado.
MALLA
(U.S) N°
Masa de suelo retenido
en cada malla (g)
4 0.0
10 21.6
20 49.5
40 102.6
60 89.1
100 95.6
200 60.4
base 31.2
A) Determine el porcentaje mas fino de cada tamaño de la
malla y dibuje una curva de distribución granulométrica.
B) Determine 𝐷10, 𝐷30, 𝐷60 de la curva de distribución
granulométrica.
C) Calcule el coeficiente de uniformidad Cu y el de curvatura Cc

20. EJEMPLO
Solución:
A) Determine el porcentaje más fino de cada tamaño de la malla y dibuje una curva de distribución
granulométrica.
MALLA
(U.S) N°
Masa
retenido (g)
% Retenido
parcial
% Retenido
acumulado
% que pasa
4 0.0 0.0 0.0 100
10 21.6 4.8 4.80 95.2
20 49.5 11.00 15.80 84.20
40 102.6 22.80 38.6 61.40
60 89.1 19.8 58.40 41.60
100 95.6 21.24 79.64 20.40
200 60.4 13.42 93.06 6.90
base 31.2 6.93 100 0.0
TOTAL 450

21. EJEMPLO
Solución:

22. EJEMPLO
Solución:
B)Determine 𝐷10, 𝐷30, 𝐷60 de la curva de distribución granulométrica
𝐷𝑎
𝐷𝑋
𝐷𝑏
%𝑎
%𝑋
%𝑏
Diámetro % que pasa
𝐷𝑋 − 𝐷𝑎
𝐷𝑏 − 𝐷𝑎
=
𝑙𝑜𝑔%𝑋
− 𝑙𝑜𝑔%𝑎
𝑙𝑜𝑔%𝑏
− 𝑙𝑜𝑔%𝑎
𝐷𝑋 = 𝐷𝑏 − 𝐷𝑎
𝑙𝑜𝑔%𝑋
− 𝑙𝑜𝑔%𝑎
𝑙𝑜𝑔%𝑏
− 𝑙𝑜𝑔%𝑎
+ 𝐷𝑎
𝐷10 = 0.075 − 0.150
𝑙𝑜𝑔10 − 𝑙𝑜𝑔20.4
𝑙𝑜𝑔6.9 − 𝑙𝑜𝑔20.4
+ 0.150
𝑫𝟏𝟎 = 𝟎. 𝟏𝟎𝟎 𝒎𝒎

23. EJEMPLO
Solución:
𝐷30 = 0.15 − 0.250
𝑙𝑜𝑔30 − 𝑙𝑜𝑔41.6
𝑙𝑜𝑔20.4 − 𝑙𝑜𝑔41.6
+ 0.250
𝑫𝟑𝟎 = 𝟎. 𝟐𝟎𝟒 𝒎𝒎
𝐷60 = 0.25 − 0.425
𝑙𝑜𝑔60 − 𝑙𝑜𝑔61.4
𝑙𝑜𝑔41.6 − 𝑙𝑜𝑔61.4
+ 0.425
𝑫𝟔𝟎 = 𝟎. 𝟒𝟏𝟓𝒎𝒎
C)Calcule el coeficiente de uniformidad Cu y el de curvatura Cc
𝐶𝑢 =
𝐷60
𝐷30
𝐶𝑢 =
0.415
0.100
𝑪𝒖 = 𝟒. 𝟏𝟓
𝐶𝑐 =
𝐷30
2
𝐷60𝑥𝐷10
𝐶𝑐 =
0.2042
0.415𝑥0.100
𝑪𝒄 = 𝟏

24. DETERMINACION DEL LIMITE LIQUIDO Y
PLASTICO
LIMITE LIQUIDO(LL): Es el contenido de agua en el punto de transición del
estado plástico al estado liquido. Resistencia aproximada de corte 25 g/cm2.
también indica el contenido de agua para el cual la ranura se cierra a 25 golpes
en las cuchara Casagrande.
LIMITE PLASTICO(LP): Es el contenido de agua en el punto de transición del
estado semisólido al contenido plástico. También se puede decir que es el
contenido de agua con el cual el suelo al ser enrollado en rollitos de 3.2 mm de
diámetro se desmorona.

25. ESPACIO PRÁCTICO
• ¿El cribado de suelo es para partículas mayores de 0.055 mm de
diámetro, por debajo de dicha media se aplica el análisis hidrométrico?
• ¿La curva granulométrica no permite conocer si un suelo está bien o mal
graduado?
• ¿D60 es el diámetro correspondiente al 60 % de finos en la curva de
distribución granulométrica?
V F

26. ¿QUE HEMOS APRENDIDO?

27. CONCLUSIONES
• Los suelos en general son llamados GRAVAS , ARENA,LIMOS O ARCILLAS , dependiendo
del tamaño predominante de las partículas.
• Es conveniente disponer de una clasificación simple de los suelos en gruesos y finos.
• Se tienen dos métodos para encontrar la distribución del tamaño de las partículas del
suelo: Análisis por cribado el cual es para partículas mayores de 0.075 mm de diámetro ; y
el otro el análisis hidrométrico para partículas menores de 0.075 mm de diámetro.
• Los resultados del análisis mecánico se presentan generalmente en graficas
semilogarítmicas como curvas de distribución granulométricas.

28. RECORDATORIO DE TAREAS