Clasificacion De Suelos Segun Sucs 31bt

TECNOLÓGICO DE COSTA RICA Laboratorio de Suelos (CO-3304)

Reporte 1.

Clasificación de suelos según SUCS (Sistema Unificado De Clasificación de Suelos)

Elaborado por: Donald Padilla Rodríguez 200941014

I Semestre 2012

1. Resumen

El presente informe contiene resultados, análisis y conclusiones acerca de las pruebas realizadas en el laboratorio según las normas SUCS (normado en la ASTM D2487) y las normas ASTM (C702, D2216, D422, D1140, D2435, D4318 y D2487), las cuales fueron utilizadas como principal guía para determinar una serie de parámetros del tipo de suelo que se analizó, para así poder clasificar el suelo según el sistema SUCS.

2. Introducción Identificar y clasificar los suelos es de gran importancia cuando de diseño y planificación de obras civiles se trata. Particularidades cualitativas y cuantitativas del suelo son fundamentales para determinar las propiedades de un tipo de suelo y de esta manera poder clasificar los suelos de acuerdo con la norma SUCS. Para ello se necesita primero asegurar la representatividad de la muestra, por lo que se utiliza la norma ASTM C702 (Reducción de muestras en el laboratorio) y segundo, se necesita determinar el contenido de humedad, la granulometría y los límites de Atterberg; ASTM (D 2216, D 422, y D4318), respectivamente. Es importante asegurar la representatividad de la muestra para poder concluir acerca de la totalidad de la masa de suelo analizado, lo que permite realizar valoraciones muy aproximadas del suelo como material soportante de edificaciones.

3. Marco Conceptual 3.1

Sistema Unificado De Clasificación De Suelos

Originalmente propuesto por Casagrande en 1942. (Das 2001, p.39). Según Das (2001), el suelo se clasifica en dos amplias categorías: “Suelos de grano grueso y Suelos de grano fino”. Los primeros son de naturaleza tipo grava (G) y arena (S), con menos del 50% pasando la malla No. 200. Los segundos son de grano fino, con más del 50% pasando la malla No. 200; limo inorgánico (M), arcilla inorgánica (C), limos y arcillas orgánicos (O), turbas , lodos y otros suelos altamente orgánicos (Pt). Además se utiliza otros símbolos: Bien graduado (W), mal graduado (P), Baja plasticidad (L), alta plasticidad (H). De acuerdo con Das (2001), para clasificar apropiadamente debe conocerse el porcentaje de grava, el porcentaje de arena, el porcentaje de limo y arcilla, los coeficientes de uniformidad y curvatura y el límite líquido e índice de plasticidad.

3.2

Reducción de muestras

Se trata de la aplicación de tres técnicas para minimizar la variación de las características entre la muestra de ensayo y el total de la muestra de suelo. Según ASTM C702 (2003): A. Separador mecánico, B. Cuarteo, C. Pila Miniatura.

3.2.

Contenido de Humedad

Esta prueba como lo indica la norma ASTM consiste en la determinación del contenido de agua en el suelo por peso mediante la reducción de peso por secado de la muestra al ser introducido una muestra al horno por periodo de 12 a 16 h a (110 ± 5) °C, donde posteriormente se hace una relación entre el peso del agua y el peso de las partículas sólidas expresado en términos de porcentaje. Según Juárez Badillo & Rico Rodríguez: “Es la relación entre el peso de agua contenida en el mismo y el peso de su fase sólida”. Ver Ec.1

3.3.

Análisis Granulometría

Según Das (2001), El análisis granulométrico es “…la determinación del rango de tamaños de partículas presentes en el suelo, como un porcentaje del peso seco total.” La distribución granulométrica de grano grueso es generalmente determinada mediante análisis granulométrico por malla. Para suelo de grano fino, la distribución granulométrica puede obtenerse por medio del análisis granulométrico con el hidrómetro.

“Si un suelo de granos gruesos contiene proporciones aproximadamente iguales de todos los tamaños de partículas se describe como bien gradado…Por el contrario, se dice que el suelo es mal gradado en cualquiera de los casos siguientes. El suelo se

describe como uniforme si una alta proporción de partículas está comprendida en una banda de tamaños estrecha, la curva se caracteriza por tener una parte importante casi vertical… Si el Suelo contiene partículas pequeñas y grandes pero presenta una ausencia notable de partículas intermedias, se dice que tiene una gradación discontinua”. Berry & Reid (1993)

Según Berry & Reid (1993), la gradación se puede expresar numéricamente mediante el coeficiente de uniformidad (Cu) y el coeficiente de curvatura (Cz). Ver Ec.2 y Ec.3

3.4.

Límites de Atterberg

Según Das (2001), el suelo se clasifica en cuatro estados básicos dependiendo del contenido de agua; sólido, semisólido, plástico y líquido. El contenido de agua, en porcentaje, en el que la transición de estado sólido a semisólido tiene lugar, se define como el límite de contracción. El contenido de agua en el punto de transición de estado semisólido a plástico es el límite plástico, y de estado plástico a líquido es el límite líquido. Esos límites se conocen también como límites de Atterberg. (Braja D, 2001 pg. 27)

4.1. Objetivos Específicos

 Clasificar adecuadamente una muestra de suelos mediante la determinación de parámetros necesarios según el Sistema Unificado de Clasificación De Suelos.

4.2. Objetivos Generales  Conocer la importancia del contenido de humedad en los suelos.  Identificar la distribución de partículas del suelo por medio de la curva granulométrica.  Determinar y comprender el comportamiento del suelo con los límites de Atterberg.  Analizar posibles fuentes de error en la determinación de los parámetros.

5. Métodos y Materiales  Reducción de muestras: métodos A (Separador Mecánico) y B (Cuarteo). (ASTM C 702) Materiales: Lona, escoba, pala, cuchara, carretillo, separador mecánico para gruesos, separador mecánico para finos, tres bandejas, balanza.  Contenido de humedad: (ASTM D 2216) Materiales: Horno, balanza, bandejas, guantes.

 Análisis granulométrico: análisis granulométrico por mallas. (ASTM D 422) Materiales: Mallas (3”,2”,11/2”1”,3/4”, 3/8”, N°4, N°10, N°20, N°40, y N°100), bandejas, cepillo de bronce, charola, balanza.

 Límites de Atterberg: método de copa de Casagrande para límite líquido y bastoncitos de suelo hechos manualmente para el plástico. (ASTM D 4318) Materiales: Copa de Casagrande, espátula, probeta, contenedores, balanza, un tazón, lámina de vidrio esmerilado, horno.  Clasificación de Suelos SUCS: (ASTM D-287)

4. Resultados El contenido de humedad fue calculado utilizando los datos mostrados en la tabla 1 del apéndice 1 y del apéndice 2, primer cálculo. Se obtuvo un contenido de humedad del 7,09 %. Los pesos y contenidos de humedad para la muestra de finos y la muestra de gruesos se encuentran en la tabla 2 del Apéndice A. El análisis granulométrico se realizó en dos bloques; un bloque para las gravas (retenido en malla No.4) y otro bloque para las arenas (material pasando la malla No.4). Ver en Apéndice A, tablas 3 y 4. La curva granulométrica se realizó utilizando la tabla 5 del Apéndice A. De aquí se obtiene que, los diámetros por los que pasa el 10%, 30% y 60% de la cantidad total del material son: (D10=6.4mm, D30=11mm, D60=21mm), respectivamente. Con lo anterior encontramos que Cu (coeficiente de uniformidad), y que Cz (coeficiente de curvatura) son 3,28 y 0,9 respectivamente. Ver Cálculos en Apéndice B. El tamaño máximo de partícula es de 85mm, el porcentaje de grava es de 95,58%, el de arena es de 3,49% y el porcentaje de limos y arcillas es del 2,5%, este último obtenido con los datos de peso seco total y peso lavado obtenidos del ensayo de material más fino que la malla No.200, mostrado en la Tabla 2, Apéndice A. Después de seguir el procedimiento indicado en la norma y con el uso de los datos obtenidos se determina que el suelo es una Grava mal graduada (GP).

5. Análisis De Resultados Al comparar los contenidos de humedad, se nota considerablemente la variabilidad que se da cuando transcurre el tiempo entre prueba y prueba, cabe mencionar que las condiciones ambientales en las cuales se llevó a cabo la prueba

no fueron contyroladas. Además, no todas las muestras pasaron el tiempo que dice la norma ya que por la noche se desconectan los hornos. El análisis granulométrico por Tamizaje realizado pudo presentar errores debido al mal estado de algunas mallas, además del error humano debido a la inexperiencia en la realización de los mismos.

6. Conclusiones

 El contenido de humedad que se obtuvo de la muestra experimentalmente es de 7,09% y al compararlo con los contenidos de humedad que se obtuvieron posteriormente, se encuentra que existe gran variabilidad entre ellos.  De acuerdo con la norma SUCS, se determina que el suelo es una Grava mal graduada (GP).

7. Bibliografía

Braja M. Das. (2001). Fundamentos de Ingeniería Geotécnica. México: Thompson Editores S.A Fournier, R. (2011). Material del curso Mecánica de Suelos I. Costa Rica, Tecnológico de Costa Rica, I semestre. Clasificación Unificada de Suelos (SUCS). Recuperado el 7 de setiembre del 2011 de: http://www.ftc.uni.edu.ni/dc/FOLLETOS/Apuntes_Ivan_Matus/ Sistema_Unificado_de_Clasificacion_de_suelos.pdf} Juáres Badillo, E., & Rico Rodríguez, A. (2005). Mecánica de suelos I: Fundamentos de la Mecánica de Suelos. D.F., México: EDITORIAL LIMUSA, S.A. Berry, P., & Reid, D. (1993). Mecánica de Suelos. (B. Caicedo, Trad.) Bogotá, Colombia: EDITORIAL McGRAW-HILL LATINOAMÉRICA, S.A. ASTM C702 International (2003). Standard Practice for Reducing Samples of Aggregate to Testing Size. West Conshohocken. USA ASTM D2216 International (2003). Standard Test Method for Laboratory Determination of Water (Moisture) Content of Soil and Rock by Mass. West Conshohocken. USA

ASTM D422 International (2002). Standard Test Method for Particle-Size Analysis of Soils. West Conshohocken. USA ASTM D1140 International (2003). Standard Test Methods for Amount of Material in Soils Finer Than the No. 200 (75-μm) Sieve. West Conshohocken. USA ASTM D4318 International (2003). Standard Test Methods for Liquid Limit, Plastic Limit, and Plasticity Index of Soils. West Conshohocken. USA ASTM D2487 International (2003). Standard Practice for Classification of Soils for Engineering Purposes (Unified Soil Classification System. USA

8. Apéndices APÉNDICE A. TABLAS. Tabla 1.Pesos obtenidos del laboratorio para determinar contenido de humedad Descripción Peso (g) ___________________________________________________________ Bandeja Total + Bandeja Seco + Bandeja Total

108,78 1241,1 1166,1 1132,32

Seco 1057,32 Agua 75 _________________________________________________________ Datos obtenidos experimentalmente.

Datos obtenidos experimentalmente.

Datos obtenidos experimentalmente.

Datos obtenidos experimentalmente.

Tabla 5. Tamizaje de suelos grueso y fino

Datos obtenidos experimentalmente.

APÉNDICE B. CÁLCULOS.

Cálculo 1. Contenido de humedad.

Donde:

Wt: Peso Total, Ws: Peso Seco

Cálculo 2. Coeficientes de uniformidad y de curvatura.

Cz=

APÉNDICE C. GRÁFICOS.

Gráfico 1. Curva de distribución granulométrica.

% pasando

110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 100,000

10,000Tamaño de las 1,000 partículas (mm) 0,100

De la tabla 5, Apéndice A.

Contenido de humedad (w %)

Gráfico 2. Curva de flujo. 37,2 37,0 36,8 36,6 36,4 36,2 36,0 35,8 35,6 35,4 35,2 35,0

y = -0,2588x + 41,899

10

Número de golpes

De la Tabla 6, Apéndice A.

0,010