clasificación sucs de un suelo

7/23/2019 Clasificación SUCS de un suelo

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Informe N°5

Informe N°5

Clasificación SUCS

2015



Informe N°5

Contenido1 INTRODUCCIÓN .................................................................................................................................................3

2 OBJETIVOS ........................................................................................................................................................3

3 MARCO TEÓRICO ...............................................................................................................................................3

4 EQUIPOS Y MATERIALES ....................................................................................................................................4

5 PROCEDIMIENTO ...............................................................................................................................................5

5.1 GRANULOMETRÍA POR TAMIZACIÓN ..........................................................................................................................5

5.1.1 Preparación de la muestra ........................................................................................................................5

5.1.2 Análisis con lavado ...................................................................................................................................5

5.2 LÍMITES DE CONSISTENCIA .......................................................................................................................................6

5.2.1 Límite Líquido ............................................................................................................................................6

5.2.2 Límite Plástico ...........................................................................................................................................7

5.3 CONTENIDO DE HUMEDAD ........................................................... ................................................................... .........7

6 PROCESAMIENTO DE DATOS .............................................................................................................................8

6.1 DATOS OBTENIDOS.................................................................................................................................................8

6.2 CÁLCULOS ............................................................................................................................................................9

6.2.1 Granulometría ..........................................................................................................................................9

6.2.2 Límite Líquido ............................................................................................................................................9 6.2.3 Límite Plástico .........................................................................................................................................10

6.2.4 Contenido de humedad ...........................................................................................................................10

6.3 EJEMPLO DE CÁLCULO ................................................................. ................................................................... .......11

6.3.1 Límite Líquido ..........................................................................................................................................11

6.3.2 Límite Plástico y Contenido de Humedad ...............................................................................................11

7 RESULTADOS ................................................................................................................................................... 11

8 CONCLUSIONES ............................................................................................................................................... 12

9 RECOMENDACIONES ....................................................................................................................................... 12

10 BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................................................. 12

11 ANEXOS ....................................................................................................................................................... 13

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1 INTRODUCCIÓN

Siguiendo los criterios de la clasificación SUCS para suelos, se realizará la granulometría

por tamización, límites de consistencia o plasticidad y contenido de humedad natural, de

una muestra representativa de suelo.

2 OBJETIVOS

•

Determinar los límites líquido y plástico de una muestra de suelo con contenido

orgánico.

•

Comparar los valores obtenidos de los límites de plasticidad de la muestra de

suelo con contenido orgánico, con los obtenidos anteriormente para un suelo

arcilloso y observar las diferencias.

• Utilizar todos los criterios aprendidos en mecánica de suelos I y de acuerdo con la

clasificación SUCS, determinar el tipo de suelo con el que se vá a trabajar.

3 MARCO TEÓRICO

Clasificación de los suelos

Como es conocido existe una infinita variedad de suelos en la naturaleza, para lo cual

desde el punto de vista de la mecánica de suelos, algunos investigadores han intentado

un Sistema de clasificación completompleterimeros intentos de clasificaciónse

fundamentaron netamente en el tamaño de las partículas (granulometría).

Uno de los primeros sistemas de clasificación es el propuesto por el Dr. A. Casagrande en

1942 denominado Sistema de clasificación de aeropuertos (Propuesto por las F.A.A.), el

mismo que sirvió de base para el Sistema Americano actual conocido como (SUCS)

Sistema Unificado de Clasificación de Suelos. Esto clarificaría ampliamente su utilización,

convirtiéndose en la actualidad como una de las herramientas geotécnicas principals

para el análisis del comportamiento de los suelos.

Actualmente para la utilización de cualquier Sistema de clasificación es necesario

obtener la siguiente información:

• Análisis granulométrico

• Límites de consistencia, contenido de humedad natural del suelo.

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Esto significa que para aplicar cualquier criterio de clasificación de un suelo es

imprescindible contar con la distribución del tamaño de partículas y sus límites de

consistencia.

En una primera instancia la clasifiación se realiza únicamente por su granulometría donde

se separa el material grueso del material fino por medio del porcentaje que pasa el tamiz

N°200, reconociéndose el material retenido en este tamiz como una mezcla de gravas y

arenas. Este material luego es dividido en el tamiz N°4 para que se considere arenas a

todo el material que pasa el N°4. El material que pasa el tamiz N°200 se considera una

mezcla de tamaños entre limos arcillas, que posteriormente será dividido en limos o

arcillas de acuerdo a la plasticidad que presente.

Como Segundo criterio para la clasificación es la determinación de los límites de

consistencia para los suelos (que pasan el tamiz N°40), limitando a las arcillas de los limos

en la c onocida carta de plasticidad.La clasifiación de suelos mediante símbolos proporciona una ayuda de correlación

cualitativa con el comprtamiento ingenieríl de los suelos lo que indica que dentro de una

investigación de laboratorio es el primer paso a seguir. Esto significa que es necesario

realizer la clasificación de suelos como un paso previo a la aplicac ión de cualquier teoría

para un ensayo subsiguiente.

Los sistemas de clasificación de mayor utilización en nuestro pa ís se limitan únicamente a

dos: El Sistema de clasificación SUCS que clasifica a suelos de origen natural con

propósitos geotécnicos, y el Sistema de clasifiación AASHTO que clasifica a suelos ymezclas de agregado-suelo con fines de diseño estructural vial.

4 EQUIPOS Y MATERIALES

• Copa de C ASAGRANDE

• Ranurador - calibrador

• C ápsulas metálicas

• Piseta con agua

• Balanza con aproximación 0.01 gr.

• Espátula

• Recipiente metálico o de porcelana

• Franela

• Horno de temperatura constant

• J uego de mallas o tamices, las mismas que deben adaptarse a l material y al objetivo

de la prueba.

• Brocha. (opcional)

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5 PROCEDIMIENTO

5.1 Granulometría por tamización

5.1.1

Preparación de la muestra

6.1.1.1 La muestra se toma por cuarteo para que ésta sea representativa de la fracción a

ensayarse. La cantidad de muestra se tomará de la siguiente manera:

Suelos arcillosos y limosos de 200 a 500 gr.

Suelos arenosos de 500 a 1.000 gr.

Suelos gravosos de 1.000 a 3.000 gr.

6.1.1.2 La preparación del material puede hac erse secándole en el horno o realizando el

lavado con agua con las mallas No. 40 y No. 200 para eliminar los finos. El material debe

ser separado en 2 fracciones por medio de la malla No. 4.

5.1.2 Análisis con lavado

5.1.2.1 Se toma la muestra con la humedad natural y se realiza el cuarteo, tomando

previamente una fracción para determinar el contenido de humedad. Se tomala cantidad necesaria para el ensayo y se pesa. [Anexo 1]

5.1.2.2 Se vacía el material seleccionado sobre la malla No. 40 y por debajo de esta la

malla No. 200 y se lava lo mejor posible para eliminar los finos.

5.1.2.3

Se recoge las porciones retenidas y se las coloca en un recipiente para dejarlas

secar en el horno.

5.1.2.4 Se coloca el juego de mallas sucesivamente desde arriba hacia abajo en el

siguiente orden: No. 4, 10, 20, 40, 100, 200 y al final una charola recolectora, se

añade el material ya seco y perviamente pesado en el interior del primer tamiz.

[Anexo 2]

5.1.2.5

Se agita todo el juego de mallas tanto en forma horizontal como vertical. El

tiempo de agitado depende de la cantidad de finos pero este no debe ser de

aproximadamente de 15 minutos.

5.1.2.6 Se separan todas las mallas cuidadosamente, pesando luego las fracciones

retenidas en cada una, para lo cual se puede usar la brocha para bajar todo el

material que se haya quedado atrapado entre las aberturas de los tamices, y

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recogiendo el material en un sólo recipiente para poder comprobar la cantidad

de material. Se anota los resultados en la hoja de registro.

5.2

Límites de consistencia

5.2.1 Límite Líquido

5.2.1.1 Desmenuzar la muestra de suelo en un recipiente metálico con ayuda de la

espátula de manera que las partículas se separen.

5.2.1.2

Agregar cuidadosamente agua con la piseta a la muestra, mezclando

uniformemente hasta que adopte una c onsistencia homogénea y ligera. [Anexo

3]

5.2.1.3 Tomar una porción de la muestra y colocarla en la copa de Casagrande

formando una especie de semi círculo, de manera que al poner la espátula

sobre la copa ésta se encuentre en posición totalmente horizontal.

5.2.1.4 Hacer una ranura en el centro de la muestra inclinado el ranurador de manera

que permanezca perpendicular a la superficie interior de la copa. [Anexo 4]

5.2.1.5

Accionar la copa de Casagrande dándole vuelta a la manija a razón de 2

golpes por segundo hasta que la ranura se cierre en una longitud de 1.3 cm

aproximadamente.

5.2.1.6 Tomar una porción de la muestra de aproximadamente 10 gr. que esté próxima

y que contenga parte de la ranura cerrada colocándola en una cápsula y

pesándola, se anota el peso de la cápsula y del recipiente con la muestra

húmeda.

5.2.1.7

Se retira el material sobrante de la copa y se limpia c on la franela.5.2.1.8 Repetir los pasos 2, 3, 4, 5, 6 y 7 obteniendo 3 lecturas, aumentando agua a la

muestra cada vez. La primera debe obtenerse sin sobrepasar los 25 golpes, la

segunda entre 20 y 30, y la tercera debe estar entre 15 y 20 golpes, si se

sobrepasan esos límites debe repetirse el ensayo.

5.2.1.9 Las muestras húmedas se colocan 24 horas en el horno a 110 °C y luego se las

pesa, anotándose el resultado como peso de rec ipiente con suelo seco. Se

determina los contenidos de humedad correspondientes a distinto número de

golpes que se utilizan para determinar los puntos de la llamada curva de fluidez.

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La ordenada de la curva (contenido de humedad) correspondiente a 25 golpes

es el límite líquido el cual se redondea al entero más cercano.

5.2.2 Límite Plástico

5.2.2.1

Se toma una porción de muestra para formar una esfera de aproximadamente 1

cm la cual se amasa entre los dedos.

5.2.2.2 Se rueda la muestra con la palma de la mano, sobre una superficie plana y

limpia, hasta formar un cilindro de 3.2 mm de diámetro y 10 cm de longitud. El

diámetro se verifica comparándolo con un objeto delgado que se tenga a la

mano, por ejemplo un tornillo. [Anexo 5]

5.2.2.3

Se plega el cilindro, se lo amasa y se vuelve a rodar repitiéndose la operación

tantas veces como sean necesarias para que al perder agua por evaporación y

llegar al diámetro de 3.2 mm, éste se agriete y se rompa en tres segmentos de 1

cm de largo aproximadamente.

5.2.2.4 Se toma una cápsula metálica anotando su número y peso, se coloca los

pedazos en la cápsula y se pesa nuevamente, obteniendo el peso húmedo del

suelo más peso del rec ipiente. [Anexo 6]

5.2.2.5 Se introduce las muestras en el horno a 110 o C durante 18 horas o por el tiempo

necesario y luego se pesan, obteniendo así el peso del suelo seco, el resultado se

anota como peso de suelo seco con recipiente.

5.2.2.6

Con los datos obtenidos se calcula los contenidos de humedad y se determina el

LP como el promedio aritmético redondeado al entero más cercano.

5.3 Contenido de humedad

5.3.1.1

Anotar el número de la c ápsula y pesarla vac ía.

5.3.1.2 Colocar material húmedo en la cápsula, aproximadamente 100 gr. para suelos

finos y 500 gr. para suelos gruesos. Pesar la cápsula con el suelo húmedo e

introducirla en el horno.

5.3.1.3 Sac ar la cápsula luego de aproximadamente 24 horas, una vez enfriada se pesa

y se anota el valor en la hoja de registro.

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6 PROCESAMIENTO DE DATOS

6.1 Datos obtenidos

Granulometría

Tamiz N° Peso retenido [g]

4 30,4

10 12,9

20 11,85

40 8,16

200 24,60

Bamdeja 0,21

Pérdidas 184,68

Límite LíquidoN° cápsula J 14R 11 16 34LS 166A 34

W cápsula [g] 9,50 24,62 9,84 23,72 9,45 9,32W Cap. + S. Húmedo [g] 29,61 43,70 35,80 42,53 32,95 43,9

W Cap. + S. Seco [g] 21,90 36,10 25,90 35 24,1 30,7# Golpes 33 27 19 27 20 15

Límite plásticoN° Cápsula 19 55 59 I

W Cápsula [g] 5,40 6,18 6,18 5,32W Cap. + S. Húmedo [g] 6,32 7,06 7,03 6,1

W Cap. + S. Seco [g] 5,90 6,7 6,60 5,7

Contenido de humedadN° Cápsula LS53 2

W Cápsula [g] 9,95 9,88W Cap. + S. Húmedo [g] 50,03 35,75

W Cap. + S. Seco [g] 39,6 27,9

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6.2 Cálculos

6.2.1 Granulometría

Tamiz Abertura tamiz(mm)

Peso retenido[g]

% pesoretenido

% pesoacumulado

% peso quepasa

4 4,75 30,4 11,14 11,14 88,86

10 2 12,9 4,73 15,87 84,13

20 0,85 11,85 4,34 20,22 79,78

40 0,425 8,16 2,99 23,21 76,79

200 0,075 24,60 9,02 32,23 67,77

Bandeja 0,21 0,08 32,30 67,70

Total 272,8


Límite LíquidoN° cápsula J 14R 11 16 34LS 166A 34

W cápsula [g] 9,50 24,62 9,84 23,72 9,45 9,32W Cap. + S. Húmedo [g] 29,61 43,70 35,80 42,53 32,95 43,9

W Cap. + S. Seco [g] 21,90 36,10 25,90 35 24,1 30,7

W agua 7,71 7,6 9,9 7,53 8,85 13,2W Suelo Seco 12,4 11,48 16,06 11,28 14,65 21,38% Humedad 62,18 66,20 61,64 66,76 60,41 61,74

# Golpes 33 27 19 27 20 15

=63,25 %

62,18

66,2

61,64

y = 0,0673x + 61,568

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

0 5 10 15 20 25 30 35

% H u m e d a d

#Golpes

2015



Informe N°5

2= 64,92 ≈ 65 %

=63,25+64,92

2= 64,08%

6.2.3 Límite Plástico

Límite plásticoN° Cápsula 19 55 59 I

W Cápsula [g] 5,40 6,18 6,18 5,32W Cap. + S. Húmedo [g] 6,32 7,06 7,03 6,1

W Cap. + S. Seco [g] 5,90 6,7 6,60 5,7

W agua 0,42 0,36 0,43 0,4W Suelo Seco 0,5 0,52 0,42 0,38% Humedad = LP 84,00 69,23 102,38 105,26

=84 + 69,23 + 102,38 + 105,26

4% = 90,22 %

6.2.4 Contenido de humedad

Contenido de humedadN° Cápsula LS53 2

W Cápsula [g] 9,95 9,88W Cap. + S. Húmedo [g] 50,03 35,75

W Cap. + S. Seco [g] 39,6 27,9W agua 10,43 7,85

W Suelo Seco 29,65 18,02% Humedad 35,18 43,56

% =35,18 + 43,56

2

% = 39,37%

= 64,08 − 90,22 = −26,14

66,76

60,4161,74

y = 0,4497x + 53,676

58

60

62

64

66

68

70

0 5 10 15 20 25 30

% H u m e d a d

# Golpes

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Informe N°5

6.3 Ejemplo de cálculo


LL =% Humedad a los 25 golpes

=y = 0,0673x + 61,568 = 0,0673(25) + 61,568 = 63,25%

=y = 0,4497x + 53,676 = 0,4497(25) + 53,676 = 64,92%

6.3.2 Límite Plástico y Contenido de Humedad

W Cápsula [g] 5,40

W Cap. + S. Húmedo [g] 6,32

W Cap. + S. Seco [g] 5,90

W agua 0,42W Suelo Seco 0,5

% Humedad = LP 84,00

% = =

∗ 100% [Ecuación 1.0]

% = =( + . ú − ) − ( + . − )

( + . − ) ∗ 100%

% = =

∗ 100% =(6,32 − 5,40) − (5,90 − 5,40)

(5,90 − 5,40) ∗ 100 = 84,00 %

7

RESULTADOS

Límite Líquido 64,08%Límite Plástico 90,22%

IP -26,14% Humedad 39,37%

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Informe N°5

8 CONCLUSIONES

•

Para un suelo con un alto contenido orgánico se obtuvo que el límite líquido y

límite plástico son 64,08 y 90,22 % respectivamente.

• Comparando un suelo arcilloso con un suelo con contenido orgánico, se puede

observar que el límite líquido para el primero es mayor es decir que una arcilla

consumió mayor cantidad de agua y por ello presentaba myor contenido de

humedad a los 25 golpes. Por otro lado el suelo con contenido de orgánico al

tener un mayor límite plástico significa que es menos maleable y cuando se realizó

los cilindros tomó mayor tiempo para que presenten fisuras.

• Más del 50% pasa el tamiz N°200 entonces en primer lugar es un suelo de grano

fino, el límite líquido es mayor a 50 y se trata de un suelo con contenido orgánico,

por lo tanto se podría concluir que se trata de una arcilla orgánica de plasticidad

media a alta, sin embargo el índice de plasticidad que se obtuvo es negativo por

lo que no podemos valernos de la carta de plasticidad para confirmarlo. Por lo

que se podría decir que se trata de una turba o Pt.

9 RECOMENDACIONES

• Tomar muestras del suelo lo suficientemente grandes y fraccionarlo en diferentes

recipientes para la determinación del límite líquido, ya que muchas veces es

necesario tomar más suelo y repetir la práctica por que se puso agua en exceso.

• Cada vez que se tome suelo, se debe comprobar que la funda que lo contiene

está bien cerrada para que el suelo conserve su humedad natural y esto luego no

afecte en los cálculos.

10 BIBLIOGRAFÍA

• [1] Escuela Politécnica Nacional. Facultad de Ingeniería Civil y Ambiental. Manual

de Laboratorio de Suelos I. Quito-Ecuador.

• [2] Hugo Florencio Torres Merino. 2006. MANUAL DE ENSAYOS NORMALIZADOS DE

MECÁNICA DE SUELOS I. Quito-Ecuador. Disponible en :

http://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/4969/1/UPS-ST000331.pdf

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Informe N°5

11 ANEXOS

[Anexo 1]

[Anexo 2]

[Anexo 3]

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Informe N°5

[Anexo 4]

[Anexo 5]

[Anexo 6]

1 2015

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