MECANICA DE SUELOS Y ROCAS

3007418-16

LABORATORIO Nº1: CLASIFICACIÓN PRIMARIA DE SUELOS

POR:

JUAN SEBASTIÁN MUÑOZ FERNÁNDEZ (1152451550)

SALOMÓN URIBE TOBÓN (1216718058)

PROFESOR:

DANIEL TOSCANO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

SEDE MEDELLÍN

2014-1

CONTENIDO

Pág.

1. INTRODUCCIÓN 22. OBJETIVOS 33. MARCO TEÓRICO 44. DESARROLLO 65. ANÁLISIS DE RESULTADOS 106. CONCLUSIONES 127. REFERENCIAS 13

1. INTRODUCCIÓN

Mediante este informe se evidenciaran y estudiaran los procesos implementados para la clasificación primaria de los suelos según las características propias de ellos, aprendiendo a clasificar correctamente muestras de laboratorio con fines académicos desde una perspectiva preliminar.

2. OBEJTIVOS

- Reconocer los sistemas de clasificación primaria de los suelos.

- Describir muestras de suelos desde una perspectiva cualitativa.

- Aplicar métodos de clasificación preliminar para identificar suelos granulares y finogranulares.

3. MARCO TEÓRICO

La clasificación primaria de los suelos consta de 5 clasificaciones que agrupan todos los suelos que podemos encontrar en el campo, estas clasificaciones son:

1. Gravas2. Arenas3. Limos 4. Arcillas5. Suelos con mucho material orgánico (De especial interés en las áreas

de agricultura)

Al mismo tiempo las gravas y arenas forman el grupo de los suelos granulares, mientras que los limos y las arcillas forman el grupo de los suelos finogranulares.

SUELOS GRANULARES

Para la clasificación primaria de estos suelos se somete la muestra a un proceso de tamizado, donde los tamices están usan unas mallas de características específicas, de tal modo que es posible clasificar estos suelos al analizar el porcentaje de la muestra que retuvo cada malla e interpretando esos porcentajes en una tabla.

Los tamices están ordenados de esta forma:

POSICIÓN TAMÍZ MEDIDA (mm)1 2’’ 502 No.4 4.753 No.10 2.004 No.40 0.4255 No.200 0.0756 fondo ----

SUELOS FINOGRANULARES

“El sistema cubre los suelos gruesos y los finos, distinguiendo ambos por el cribado a través de la malla 200”1, es decir, un suelo es finogranular si después del proceso de tamizado pasa por la malla No.200.

1 JUÁREZ BADILLO, Eulalio. Mecánica de suelos: fundamentos de la mecánica de suelos. México. Editorial Limusa. Página 152.

Para la clasificación primaria de estos suelos se debe conocer y poner a prueba tres propiedades muy importantes:

1. Cohesión: Fuerzas electromagnéticas entre los minerales que componen el suelo.

2. Permeabilidad: Es la capacidad de un material de dejar pasar a través de él un fluido.

3. Plasticidad: Es la capacidad de un material de deformarse sin llegar a fracturarse.

Para poner a prueba estas tres propiedades se realizan tres pruebas respectivamente:

1. Resistencia en estado seco: “resistencia de una muestra de suelo, previamente secado, al romperse bajo presiones ejercidas por los dedos”2

2. Dilatancia: “En esta prueba, una pastilla con el contenido de agua necesario para que el suelo adquiera una consistencia suave, pero no pegajosa, se agita alternativamente en la palma de la mano,

golpeándola secamente contra la otra mano ”2 3. Tenacidad: “La prueba se realiza sobre un espécimen de consistencia

suave, similar a la masilla. Este espécimen se rola hasta formar un rollito de unos 3 mm de diámetro aproximado, que se amasa y se vuelve a

rolar varias veces ”2

Finalmente los resultados de las pruebas anteriores se interpretan en tablas para proceder con su clasificación:

2 JUÁREZ BADILLO, Eulalio. Mecánica de suelos: fundamentos de la mecánica de suelos. México. Editorial Limusa. Páginas 159-161.

4. DESARROLLO

4.1. Clasificación de suelos granulares

Para esta clasificación se colocan los tamices en el orden adecuado, se pone la muestra en ellos y se comienza a agitar para que valla bajando todo el material y los tamices retengan las partículas según su tamaño.

Aperturade malla

Tipode malla

Descripción cualitativa Clasificación primaria

50 mm 2in Ninguna muestra fue retenida. No hay ninguna roca en ambas muestras.

4.76 mm Nº4 Granos grandes fueron retenidos Aprox. La mitad de las muestras (Grava)

2 mm Nº10 Granos medianos fueron retenidos Aprox. ¼ de las muestras (Arena gruesa)

0.425 mm Nº40 Granos pequeños fueron retenidos Ocupada principalmente por las muestras de la bandeja de material más pequeño de (Arena media)

0.075 mm Nº200 Granos finos fueron retenidos Se encuentra muy poco material de las muestras.

4.2. Clasificación de suelos finogranulares

Teniendo presente las propiedades básicas para esta clasificación, que son cohesión, permeabilidad y plasticidad, se harán las respectiva pruebas (resistencia en seco, dilatancia y tenacidad).

4.2.1. Prueba de resistencia en seco

Después de aplicar fuerza con los dedos a la muestra A (amarilla) y a la B (gris) se obtuvo que la muestra amarilla se destruyó mientras que la muestra gris resistió la fuerza.

Ahora con los resultados obtenidos y considerando la cantidad de fuerza aplicada, podemos interpretar en la siguiente tabla:

Resistencia en estado secoDescripción CriteriosNinguna Se desmorona a la simple manipulaciónBaja Se desmorona hasta pulverizarse con ligera presión de los

dedosMediana Se rompe en fragmentos o se desmorona con presión

considerable de los dedosAlta No podrá romperse con la presión de los dedos, pero se

romperá en fragmentos al aprisionarla con el pulgar sobre una superficie dura

Muy alta No podrá romperse la muestra seca al aprisionarla con el pulgar sobre una superficie dura

4.2.2. Prueba de Dilatancia

Primero preparamos una mezcla suave con los dos materiales secos (el amarillo y el gris) y un poco de agua, luego ponemos la mezcla en la mano y se esparce en la palma de la mano, a continuación se empieza a agitar dándole golpes con la otra mano.

Observando los cambios en la muestra y el comportamiento del agua en la superficie de ella podemos interpretar en la siguiente tabla:

Dilatancia suelos finosDescripción CriteriosNula No hay cambios visibles en la muestraLenta Aparece lentamente agua sobra la superficie de la muestra

mientras se la sacude, y no desaparece lentamente al estrujarla.

rápida Aparece rápidamente agua sobra la superficie de la muestra mientras se la sacude y desaparece rápidamente al estrujarla.

4.2.3. Prueba de Tenacidad

Al igual que en la prueba anterior se prepara una mezcla suave con las dos muestras y luego se comienza a hacer rollitos intentando reducir cada vez más su diámetro, tratando de llegar a un diámetro de 3 mm.

Considerando la dificultad para hacer los rollitos y su comportamiento después de alcanzar el límite plástico se interpretan los resultados en la siguiente tabla:

Plasticidad de suelos finosDescripción CriteriosNo plástico No pueden formarse rollos de 3mm con ningún contenido de

humedadBaja Difícilmente pueden formarse rollitos y terrones cuando está

más seco que el limite plásticoMedia Es fácil de formar el rollito y pronto alcanza el límite plástico.

No puede volverse a enrollar la misma muestra después que alcanza el limite plástico, los terrones se desmoronan cuando se secan por debajo del límite plástico

alta Toma considerable tiempo formar los rollos y remodelarlos para alcanzar el limite plástico pero puede volver a enrollar varias veces la misma muestra después de alcanzar el limite plástico. Pueden formarse terrones sin que se desmoronen cuando están más secos que el limite plástico

Finalmente los resultados fueron:

Tipo de suelo Resistencia en seco

Dilatacion Plasticidad

A Baja Rápida BajaB Muy alta Lenta Media

5. ANÁLISIS DE RESULTADOS

5.1. Análisis para los materiales granulares

A partir de los resultados obtenidos e interpretando en la siguente tabla:

5.2. Análisis para los materiales finogranulares

De acuerdo a los resultados obtenidos se puede estimar la naturaleza de ambas muestras de suelos, teniendo como referencia la clasificación de suelos de grano fino así:

Suelo A: Dada a que posee características de: (baja, rápida, baja) en pruebas de resistencia, dilatación y plasticidad respectivamente, se puede estimar que posee una naturaleza y comportamiento de un suelo ML es decir, que está compuesto por limo de baja plasticidad.

Suelo B: Dada a que posee características de: (muy alta, lenta, media) en pruebas de resistencia, dilatación y plasticidad respectivamente, se puede estimar que posee una naturaleza y comportamiento de un suelo CL es decir, que está compuesto por arcilla de baja plasticidad.

Símbolo Resistencia en seco

Dilatancia Tenacidad

ML (limo de baja plasticidad)

Nula a baja Lenta a rápida No puede formarse

CL (Arcilla de baja plasticidad)

Media a alta Nula a lenta Media

MH (Limo de alta plasticidad)

Baja a media Nula a lenta Baja a media

CH ( Arcilla de alta plasticidad)

Elevada a muy elevada

nula Alta

6. CONCLUSIONES

- La clasificación hecha en esta práctica es importante ya que además de las características granulométricas, también tiene en cuenta varias propiedades mecánicas de los suelos, las cuales son fundamentales en la práctica de la ingeniería.

- El Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (Unified Soil Classification System (USCS)) es un sistema de clasificación eficiente considerando la enorme cantidad de variaciones que sufren los suelos.

7. REFERENCIAS

- CARBOTECNIA, Tabla de conversión de número de malla (U.S. Standar Sieve) a milímetros. http://www.carbotecnia.info/no.htm

- JUÁREZ BADILLO, Eulalio. Mecánica de suelos: fundamentos de la mecánica de suelos. México. Editorial Limusa. Páginas 159-161 y 152.

- BEAVIS, Francis Clifford. Engineering Geology. Australia. Blackwell Scientific Publications. Páginas 121-122.