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Mecanica de Suelos

Mecanica de Suelos

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  • 1. Exploración y Muestreo de Suelos Las investigaciones en el campo para determinar las condiciones superficialesy subterráneas en un lugar se hacen con celeridad. Estudios previos puede revelarinconvenientes serios para desplantar la obra que se quiere, condiciones de fundaciónprecarias, necesidad de cambio de ruta. El proyecto de una fundación, de un dique de tierra, o de un muro desostenimiento, no puede efectuarse de una manera inteligente y satisfactoria, a menosque el proyectista tenga como mínimo una concepción razonablemente exacta de laspropiedades físicas y mecánicas de los suelos que debe considerar. Lasinvestigaciones del terreno y las de laboratorio necesarias para obtener estainformación esencial constituyen lo que se denomina: exploración del suelo, oreconocimiento del terreno, o estudios del subsuelo. Con el objeto de evitar condiciones extremas, debido, a que con frecuencia, elnúmero de ensayos y los refinamientos empleados en su técnica de realización sehayan bastante fuera de proporción cuando se los compara con el valor práctico desus resultados, hay que adaptar el programa de exploración a las condiciones delsuelo y tamaño del proyecto. Los estudios geológicos hechos por especialistas pueden proveer muchainformación sobre las condiciones del suelo y de la roca. Tales reconocimientos identifican diferentes tipos de depósitos, intuyenposible comportamiento de los macizos del suelo.Reconocimiento preliminar 1
  • 2. Objetivos de una exploración: a) Obras o estructuras nuevas ¨ Selección del tipo y profundidad de una fundación ¨ Determinación de la capacidad de carga. ¨ Estimación de asentamientos. ¨ Cuantificar las presiones del suelo contra paredes, encofrados, etc. ¨ Selección del método constructivo. ¨ Selección de materiales para relleno y bancos de materiales de construcción b) Estructuras existentes ¨ Investigar el comportamiento futuro ¨ Predecir los asentamientos posteriores. ¨ Determinar las medidas correctivas necesarias para mejorar la seguridad de la obra. c) Carreteras y aeropuertos ¨ Localizar la ruta. ¨ Localizar, seleccionar y cuantificar los bancos de materiales para construcción de bases, terraplenes, etc. Materiales para concreto ¨ Ubicar las obras de arte: alcantarillas, cunetas, contracunetas, filtros, drenes, etc. d) Proyecto de presas ¨ Elección apropiada del emplazamiento de la presa. ¨ Aspectos geofísicos del embalse. ¨ Determinación de posibles zonas de préstamo. ¨ Vías de acceso y distancias de transporte. ¨ Profundidades de las pantallas de impermeabilización.Programa de Exploración y Muestreo 2
  • 3. Información disponible de la estructura ¨ Dimensiones y geometría de la estructura ¨ Espaciamiento y valor de las cargas sobre las columnas y tipo de carga. ¨ Características y tipo de estructura. ¨ Requerimiento de sótano. ¨ Detalle arquitectónico especial. ¨ Historia disponible de construcciones anteriores. ¨ Restricción por estructuras vecinas y por códigos locales. ¨ Estudio de la deformación geológica o de suelos disponibles ¨ Mapas geológicos. ¨ Publicaciones de institutos técnicos o científicos. ¨ Publicaciones de la Sociedad Venezolana de Mecánica de Suelos e Ingeniería de Fundaciones. ¨ Reconocimiento del sitio o área. ¨ Estudio de los accesos. ¨ Estado y localización de estructuras o construcciones vecinas. ¨ Observación de grietas, hundimientos. ¨ Analizar las afectaciones que podamos producir a las construcciones vecinas. ¨ Observación de perfiles estratigráficos en zanjas, cortes, rellenos, afloramientos, etc. ¨ Drenaje, fluctuaciones de los ríos, lagos, etc. ¨ Fluctuaciones del nivel de aguas superficiales, pozos, manantiales. En cada caso en particular el programa de exploración del suelo debeprepararse teniendo en cuenta la cantidad de información y de datos útiles que puedederivarse de los resultados de ensayos de laboratorio. A medida que aumenta la 3
  • 4. complejidad del perfil del suelo, decrece rápidamente la utilidad a derivar lasinvestigaciones elaboradas del subsuelo. Cuando el perfil del suelo es errático, losesfuerzos deben concentrarse, no tanto en la obtención de datos exactos relativos a laspropiedades físicas de muestras aisladas del suelo, sino más en obtener unainformación completa con respecto a la forma estructural del subsuelo. Los esfuerzospara obtener dicha información por medio de perforaciones y ensayos soncomúnmente demasiados onerosos, aun suponiendo que conduzcan a resultadossatisfactorios. Como los perfiles del suelo errático son mucho más comunes que lossimples y regulares, son relativamente raros los casos en que se justifican desde elpunto de vista práctico la ejecución de ensayos elaborados y en gran escala. En ladiscusión que sigue, relativa a los medios para obtener una información adecuada delas condiciones del subsuelo, se subraya constantemente la influencia que el grado decomplejidad del perfil del suelo tiene en el valor práctico de los ensayos de los suelos. Investigación Preliminar y Detallada Investigación Preliminar Pozo a cielo abierto o calicata o fosa: Permiten el examen visual del suelo ensitio, construir el perfil estratigráfico y obtención de muestras. Se pueden obtener lasmejores muestras inalteradas, labrándolas en la pared o en el fondo. Su profundidadestá restringida a las condiciones del sitio de la excavación y a la localización delnivel de agua libre. Manualmente se puede alcanzar una profundidad de 2 a 3 m, conretroexcavadora hasta 10 m de profundidad. Investigación Detallada Es función de la importancia de la obra y de la erráticidad del suelo. 4
  • 5. Métodos exploratoriosSin Obtención de muestras: Métodos geofísicos Veleta Fotos Aéreas Densímetros nucleares Sondeo hidráulico PenetrómetroTabla XII-1.Profundidad según el Tipo de Método (Sin Obtención de Muestras).Fuente: Castiletti. 1984Con Obtención de muestras alteradas.Obtención de muestras inalteradas. 5
  • 6. Las mejores se obtienen de pozos a cielo abierto cuya profundidad dependedel tipo de material que se encuentre y de la posición del nivel de agua libre. Esposible obtener muestras de perforaciones a gran profundidad.Perforaciones en suelos a) Perforaciones manuales. Es el procedimiento de perforación más económico. Pico y pala Posteadores Herramientas: Barras helicoidales. Usado en carreteras, aeropuertos y pequeñas estructuras. b) Perforadoras mecánicas. Alcanzan profundidades mayores y son el medio indicado para obtención demuestras inalteradas representativas de estratos profundos. Son de uso común lasperforaciones a percusión y las perforadoras rotatorias, hoy, es frecuente encontrarperforadoras que combinan ambos procedimientos, percusión – rotación. La Fig. VII,muestra algunos de los penetrómetros utilizados para el estudio del terreno. Estospenetrómetros se hincan o se hacen penetrar a presión el terreno, midiendo laresistencia a la penetración. 6
  • 7. Tabla XII-2. Profundidad según el Tipo de Método (Con Obtención de Muestras).Fuente: Castiletti. 1984Figura XII-1 PenetrómetrosFuente: Terzaghi y Peck, 1948 7
  • 8. Muestreos en Suelos. Las muestras que se obtengan deben ser lo más representativo posible de cadaestrato. Cuando se emplea chiflón de agua, esto es, agua a presión, se pierde los finos,por tanto, deja de ser representativa. Estrictamente las muestras que se obtienen de una perforación mecánica noson 100% inalteradas. Para clasificación de suelos pueden usarse muestras alteradas. Para analizar elcomportamiento mecánico se requieren muestras inalteradas.Muestreadores más utilizados Muestreador de tipo Dennison de pared gruesa, de 3” de diámetro, utilizadopara suelos compactos a medianamente compactos. Muestreador de doble rotación. Muestreador Shelby de pared delgada, utilizado fundamentalmente en suelosarcillosos de 4” y 6” de diámetro. Muestreador estándar utilizado en la prueba de pentración estándar, son en sí,tubos partidos o cucharas partidas.Prueba de Penetración Estándar (S.PT.) Es el método más ampliamente usado para las exploraciones de suelos. 8
  • 9. El procedimiento se puede sintetizar indicando que consiste en el hincado apercusión de un muestreador de pared gruesa, dividido longitudinalmente, unaprofundidad de 45 cm. El número de golpes para penetrar los últimos 30 cm se tomacomo valor de penetración estándar. Utilizando el martillo 140 libras (64 Kg), dejándole caer libremente de unaaltura de 30 pulgadas (76 cm). La muestra alojada en el muestreador es examinada en primera instancia porel perforista, quien hace una somera descripción y la introduce en el recipiente devidrio o plástico, que se sella, se identifica y se remite al laboratorio para serprocesada. El número de golpes se relaciona con el índice de densidad, el cual es unamedida de la compacidad o densidad relativa del estrato de suelo. Permiteexperimentalmente aproximar el ángulo de fricción interna del material, utilizándosecon este fin en la determinación de la capacidad de carga del suelo. Simultáneamenteel ensayo proporciona datos sobre profundidad, espesor y composición de losestratos. La Tabla XII-3 Muestra una correlación entre la resistencia a la penetraciónestándar y la compacidad relativa de la arena o la resistencia a compresión simple dela arcilla. 9
  • 10. Figura XII-2. Penetrómetro Estándar.Fuente: Terzaghi y Peck, 1948Tabla XII-3 Tabla de Penetración Estándar. Compacidad relativa de la Resistencia de la arcilla arena Resistencia Resistencia a a la Resistencia a la Compacidad compresión penetración penetración N Consistencia relativa simple N (golpes/pie) (kg/cm2) (golpes/pie) 0–4 Muy suelta <2 < 0,25 Muy blanda 4 – 10 Suelta 2–4 O,25 – 0,50 Blanda 10 – 30 Media 4–8 0,50 – 1,00 Media 30 – 50 Compacta 8 – 15 1,00 – 2,00 Semidura > 50 Muy compacta 15 – 30 2,00 – 4,00 Dura > 30 >4 RígidaFuente: Terzaghi y Peck, 1948 10
  • 11. Identificación de suelos La identificación de suelos es de gran importancia en la ingeniería práctica,tanto para la exploración del subsuelo con fine de diseño de carreteras, comoestructuras de fundaciones en general, así como también para la localización depréstamos y bancos de préstamos. La identificación consiste en ubicar objetivamente a un suelo dentro de unsistema de clasificación dado, bien sea el sistema unificado o el sistema AASHTO,es decir, colocar dentro del grupo que le corresponda según sus características. Es de hacer notar, que una de las condiciones necesarias para una eficazidentificación de suelos, es la experiencia, y el mejor modo de adquirir esaexperiencia, es el aprendizaje al lado de quien la posea; a falta de este ensayo, esaconsejable, comparar sistemáticamente los resultados de la identificación visualrealizada, con los del laboratorio, en cada caso en que exista la oportunidad. El sistema unificado presenta ciertos criterios, que facilitan la identificaciónde suelos, tanto en el campo como en laboratorio, estos criterios son del tipogranulométrico y de observación de las características de plasticidad. La identificación visual, consiste esencialmente en ordenar cualitativamenteciertas características que presenta un suelo, tales como tamaño, plasticidad, forma,etc., es decir, formar una oración donde el sustantivo corresponda a las partículas quese encuentran en menor cantidad, así por ejemplo: Grava arenosa bien gradada. Significa que habrá mayor cantidad de grava que de arena, pudiéndoseclasificar como G.W ó A-1 ó A-1b, según se utilice el S.U.C.S. ó AASHTO,respectivamente. 11
  • 12. Otras características que deben ser tomadas en cuenta son, grado demeteorización, contenido de materia orgánica, olor, color, etc.Identificación de suelos gruesos en campo. La identificación en campo de suelos constituidos por partículas gruesas, sehace sobre una base práctica visual. La muestra de suelo en estudio, se extiende sobre una superficie plana,evitando toda contaminación posible con otro tipo de suelo, de tal forma que se puedajuzgar con bastante aproximación ciertas características, tales como: gradación,tamaño de partículas, forma y composición mineralógica. Las gravas y arenas pueden ser distinguidas usando el tamaño ½ cm, comoequivalente al tamiz Nº. 4, y para estimación de contenido fino, se puede considerarque las partículas correspondientes al tamiz Nº. 200, son aproximadamente las máspequeñas que puedan observarse a simple vista. Para distinguir los suelos bien gradados de los mal gradados, se requiere debastante experiencia para hacer una eficaz diferencia visual. Esta experiencia seobtiene comparando gradaciones estimadas, con las obtenidas en ensayos delaboratorio, o bien, teniendo un muestrario de todos los tipos de suelos de granogrueso. Otro modo de obtener una experiencia bien formada está en fabricarartificialmente granulometría típica de suelos bien y mal gradados, y hacer unmuestrario de campo, colocando los suelos en frascos de vidrio, y así puede hacersela diferencia en cuanto a clasificación de suelos finos en campo, los cuales sedescriben más adelante. 12
  • 13. Las partículas procedentes de rocas ígneas sanas, suelen identificarsefácilmente y las partículas intemperizadas, se reconocen por las decoloraciones quepresentan y la relativa facilidad con que se desintegran. A continuación se presentan algunas analogías para tener una referencia claradel tipo de suelo grueso a estudiar: Cantos rodados, piedras y rocas: las dimensiones de sus bloques son mayores que un tomate de mediano tamaño Gravas: sus partículas van desde el tamaño de un tomate mediano hasta el de la cabeza de un fósforo (2 mm) Grava gruesa: partículas más pequeñas que un tomate de mediano tamaño y más grandes que una semilla de níspero Grava de mediano tamaño: partículas más pequeñas que una semilla de níspero pero más grande que una arveja (guisante) Grava fina: partículas más pequeñas que una arveja y más grandes que la cabeza de un fósforo Arenas: partículas que oscilan entre la cabeza de un fósforo y la partícula más pequeña que es posible ver a simple vista. Arena gruesa: partículas más pequeñas que la cabeza de un fósforo y más grandes que el maní molido Arena de mediano tamaño: igual al tamaño del maní molido Arena fina: partículas más pequeñas que el maní molido y hasta el tamaño de partícula que aún es posible distinguir a simple vista. 13
  • 14. Identificación de suelos finos en campo Los criterios básicos para la identificación de suelos finos en campo son, lainvestigación de las características de dilatancia, tenacidad y de resistencia en estadoseco. En olor y el color del suelo pueden ayudar, especialmente en suelos orgánicos. El conjunto de pruebas citadas se efectúa en una muestra de suelopreviamente tamizada por el tamiz Nº. 40 o, en ausencia de ella, previamentesometido a un proceso manual.Dilatancia En esta prueba, una pastilla con el contenido de agua necesario para que elsuelo adquiera una consistencia suave, pero no pegajosa, se agita alternativamente enla palma de la mano, golpeándola secamente contra la mano, manteniéndola apretadaentre los dedos. Un suelo fino, no plástico, adquiere con el anterior tratamiento, unapariencia de hígado, mostrando agua libre en su superficie, mientras se le agita, entanto que al ser apretado entre los dedos, el agua superficial desaparece y la muestrase endurece, hasta que, finalmente, empieza a desmoronarse como un material frágil,al aumentar la presión. Si el contenido de agua en la pastilla es adecuado, un nuevoagitado hará que los fragmentos producto del desmoronamiento vuelvan aconstituirse. La velocidad con que la pastilla cambia su consistencia y con la que el aguaaparece y desaparece define la intensidad de la reacción e indica el carácter de losfinos del suelo. Una reacción rápida es típica en arenas finas uniformes, no plásticas(SP y SM) y en algunos limos inorgánicos (ML), particularmente del tipo polvo deroca; también en tierras diatomáceas (MH). Al disminuir la uniformidad del suelo, lareacción se hace menos rápida. Contenidos ligeros de arcilla coloidal imparten algode plasticidad al suelo, por lo que la reacción en estos materiales se vuelve más lenta; 14
  • 15. esto sucede en los limos inorgánicos y orgánicos ligeramente plásticos (ML, OL), enarcillas muy limosas (CL-ML) y en muchas arcillas del tipo caolín (ML, ML-CL, MHy MH-CH). Una reacción extremadamente lenta o nula es típica de arcillas situadassobre la línea A (CL, CH) y de arcillas orgánicas de alta plasticidad. El fenómeno de aparición de agua en la superficie de la muestra es debido a lacompactación de los suelos limosos y, aún en mayor grado, de los arenosos, bajo laacción dinámica de los impactos contra la mano; esto reduce la relación de vacíos delmaterial, expulsando al agua de ellos. El amasado posterior aumenta de nuevo larelación de vacíos y el agua se restituye a esos vacíos, por lo cual no producenreacción.Tenacidad La prueba se realiza sobre un espécimen de consistencia suave, similar a lamasilla. Este espécimen se rola hasta formar un rollito de unos 3 mm de diámetroaproximado, que se amasa y vuelve a rolar varias veces. Se observa cómo aumenta larigidez del rollito a medida que el suelo se acerca al límite plástico. Sobrepasando ellímite plástico, los fragmentos en que se parta el rollito se juntan de nuevo y amasanligeramente entre los dedos, hasta el desmoronamiento final. Cuanto más alta sea la posición del suelo respecto a la línea A (CL, CH), esmás rígido y tenaz el rollito cerca del límite plástico y más rígida también se nota lamuestra al romperse entre los dedos, abajo del límite plástico. En suelos ligeramentesobre la línea A, tales como arcillas glaciales (CL, CH) los rollitos son de mediatenacidad cerca de su límite plástico y la muestra comienza pronto a desmoronarseen el amasado, al bajar su contenido de agua. Los suelos que caen bajo la línea A(ML, MH, OL y OH) producen rollitos poco tenaces cerca del límite plástico, casi sinexcepción; en el caso de suelos orgánicos y micáceos, que caigan muy debajo de lalínea A, los rollitos se muestran muy débiles y esponjosos. También en todos los 15
  • 16. suelos bajo la línea A excepto los OH próximos a ella, la masa producto de lamanipulación entre los dedos posterior al rolado, se muestra suelta y se desmoronafácilmente, cuando el contenido de agua es menor que el correspondiente al límiteplástico. Cuando se trabaje en lugares en que la humedad ambiente sea casi constante,el tiempo que transcurra hasta que se alcance el límite plástico, es una medida relativatosca del índice plástico del suelo. Por ejemplo, una arcilla CH con LL = 70% e Ip =50% o una OH con LL = 100% e Ip = 50%, precisan mucho más tiempo demanipulación para legar al límite plástico que una arcilla glacial del tipo CL. Enlimos poco plásticos, del grupo ML, el límite plástico se alcanza muy rápidamente.Claro es que para las observaciones anteriores tengan sentido, será preciso comenzartodas las pruebas con los suelos en la misma consistencia muy aproximadamente, depreferencia cerca del límite líquido.Resistencia en estado seco La resistencia en estado seco de una muestra de suelo, previamente secado, alromperse bajo presiones ejercidas por los dedos, es un índice del carácter de sufracción coloidal. Los limos ML o MH exentos de plasticidad no presentan prácticamenteninguna resistencia en estado seco y sus muestras se desmoronan con muy pocapresión digital; el polvo de roca y la tierra diatomácea son ejemplos típicos. Unaresistencia en estado seco baja es representativa de todos los suelos de bajaplasticidad, localizado bajo la línea A y aún en algunas arcillas inorgánicas muylimosas, ligeramente sobre la línea A (CL). Resistencias medias definen generalmentearcillas del grupo CL o, en ocasiones, otras de los grupos CH, MH (arcillas tipocaolín) u OH, que localicen muy cerca de la línea A. Lla mayoría de las arcillas CHtienen resistencias altas, así como las CL localizadas muy arriba de la línea A 16
  • 17. También exhiben grandes resistencias. Por último, resistencias muy altas son típicasde arcillas inorgánicas del grupo CH, localizadas en posiciones muy elevadasrespecto a la línea A.Color En exploraciones de campo el color del suelo suele ser un dato útil paradiferenciar los diferentes estratos y para identificar tipos de suelo, cuando se poseaexperiencia local. En general, existen también algunos criterios relativos al color; porejemplo, el color negro y otros de tonos oscuros suelen ser indicativos de la presenciade materia orgánica coloidal. Los colores claros y brillantes son propios, más bien, desuelos inorgánicos.Olor Los suelos orgánicos (OH y OL) tienen por lo general un olor distintivo, quepuede usarse para identificación; el olor es particularmente interno si el suelo estáhúmedo, y disminuye con la exposición al aire, aumentando, por el contrario, con elcalentamiento de la muestra húmeda. 17
  • 18. Tabla VI-2. TABLA DE IDENTIFICACION DE SUELOS PROCEDIMIENTO DE IDENTIFICACIÓN EN EL CAMPO INFORMACIÓN NECESARIA PARA LA PROCEDIMIENTO DE IDENTIFICACIÓN PARA SUELOS FINOS O SÍMBOLOS NOMBRES TÍPICOS DESCRIPCIÓN DE LOS SUELOS FRACCIONES FINAS DE SUELO EN EL CAMPO. (Excluyendo las partículas mayores de 76 cm. (3") y basando las fracciones en pesos estimados) DEL GRUPO Gravas bien gradadas, Estos procedimientos se ejecutan con la fracción que pasa la malla No. 40 Limpias (Poco Mas de la mitad del material es retenida en la malla No. 200 fracción gruesa es retenida Amplia gama en los tamaños de las partículas y (aproximadamente 0.5 mm). GW mezclas de grava y arena, o nada de partículas cantidades apreciables de todos los tamaños intermedios Dése el nombre típico, indíquense los porcentajes Mas de la mitad de la Gravas aproximados de grava y arena, tamaño máximo, Para fines de clasificación e el campo si no se usa la malla simplemente se quitan a finas) con poco o nada de finos en la malla No. 4 . (Las partículas de 0,074 mm de diámetro (malla No.. 200) son aproximadamente las mas pequeñas visibles a simple vista) mano las partículas gruesas que interfieren con la prueba. Gravas mal gradadas, angulosidad, características de la superficie y Predominio de un tamaño o un tipo de tamaños, con DILATANCIASUELOS DE PARTÍCULAS GRUESAS GP mezclas de grava y arena, Gravas ausencia de algunos tamaños intermedios dureza de las partículas gruesas, nombre local y (Reacción al agitado) con poco o nada de finos geológico, cualquier otra información descriptiva Después de quitar las particulas mayores que la malla No. 40, prepárese una pastilla de partículas Gravas limosas, mezclas (Cantidades fracción fina poco o nada plástico (Para identificación pertinente y el símbolo entre paréntesis. Gravas con apreciables GM de suelo humedo aproximadamente igual a 10 cm3; si es necesario añádase suficiente veáse grupo ML abajo) de grava, arena y limo. finas) agua para dejar el suelo suave pero no pegajoso. finos Gravas arcillosas, Colóquese la pastilla en la palma de la mano y agítese horizontalmente, golpeando fracción fina nada plástica (Para identificación veáse GC mezclas de gravas, arena Para los suelos inalterados agréguese información vigoraosamente contra la mano varias veces. Una reacción positiva consiste en la grupo CL abajo) y arcilla sobre estratificación, compacidad, cimentación, aparición de agua en la superficie de la pastilla, la cual cambia adquiriendo una Arenas bien gradadas, Arenas Limpias (Cantidades (Poco o nada condiciones de humedad y características de consistencia de hígado y se vuelve lustrosa. Cuando la pastilla se aprieta entre los de partículas Amplia gama en los tamaños de las partículas y fracción gruesa pasa en la SW arenas con grava, con drenaje. dedos el agua y el lustre desaparecen de la superficie, la pastilla se vuelve tiesa y cantidades apreciables de todos los tamaños intermedios Mas de la mitad de la finas) poco o nada de finos finalmente se agrieta o se desmorona. La rapidez de la aparición del agua durante el Arenas mal gradadas, agitado y de su desaparición durante el apretado sirve para identificar el caracter de los malla No. 4 . Predominio de un tamaño o un tipo de tamaños, con finos en un suelo. SP arenas con grava, con Arenas ausencia de algunos tamaños intermedios Las arenas limpias muy finas dan la reacción mas rápida y distintiva, mientras que las poco o nada de finos EJEMPLO arcillas plásticas no tienen reacción. Los limos inorgánicos, tales como el típico polvo Arenas limosas, mezclas Arena limosa con grava, con un 20% de grava de de particulas Arenas con Fraccion fina poco o nada plastico (Para identificacio apreciables de roca, dan una reacción rápida moderada. SM de arena y limo. particulas duras, angulosas y de 15 cm de tamano vease grupo ML abajo) finas) RESISTENCIA EN ESTADO SECO finos maximo, arena gruesa a fina de particulas (Caracteristicas al rompimiento) Fraccion fina nada plastica (Para identificacio vease Arenas arcillosas, mezclas redondeadas o subangulosas, alrededor de 15% Despues de eliminar las particulas mayores que la malla No. 40, moldeese una pastilla SC de arena y arcilla. grupo CL abajo) de finos no plasticos de baja resistencia en estado de suelo hasta alcanzar una consistencia de masilla anadiendo agua si es necesario. PROCEDIMIENTO DE IDENTIFICACIÓN EN LA FRACCIÓN QUE PASA LA MALLA Nro 40. seco, compacta y humeda en el lugar, arena Dejese secar la pastilla completamente en el horno, al sol o al aire y pruebese su RESISTENCIA EN TENACIDAD aluvial (SM). resistencia rompiendola y desmorandolo entre los dedos. Esta resistencia es una DILATANCIA medida del caracter y cantidad de la fraccion coloidal que contiene el suelo. La ESTADO SECO (Consistencia (Reaccion al resistencia en estado seco aumenta con la pasticidad. (Características al cerca del limite agitado) Una alta resistencia e seco es caracteristica de la arcilladel grupo CH. Un limo (Limite Liquido menor de 50) rompimiento) plastico) Mas de la mitad del material pasa la malla Nro 200 inorganico tipico posee solamente muy ligera resistencia. Las arenas finas limosas y Limos inorganicos, polvo LIMOS Y ARCILLAS los limos tienen aproximadamente la misma ligera resistencia , pero pueden de roca, limos arenosos o Nula a ligera Rapida a lenta Nula ML Dese el nombre tipico, indiquense en grado y distinguirse por el tacto al pulverizar el especimen seco. La area fina se siente granular, arcillosos ligeramenteSUELOS DE PARTÍCULAS FINAS caracter de la plasticidad, cantidad y tamano mientras que el limo tipico da la sensacion suave de la harina. plasticos TENACIDAD maximo de las particulas gruesas, color del suelo Arcillas inorganicas de (Consistencia cerca del limite plastico) humedo, nombre local y geologico, cualquier otra baja a media plasticidad, Despues de eliminar las particulas mayores que la malla No. 40, moldeese el informacion descriptiva pertinente y el simbolo Media a alta Nula a muy lenta Media CL arcillas con grava, arcillas especimen de aproximadamente 10 cm3 hasta alcanzar la consistecia de la masilla. Si entre parentesis. arenosas, arcillas limosas, el suelo está muy seco debe agregarse agua, pero si está pegajoso debe extenderse el arcillas pobres. espécimen formando una capa delgada que permita algo de pérdida de humedad por Limos organicos y arcillas evaporación. Posteriormente el espécimen se rola a mano sobre una superficie lisa Ligera a media Lenta Ligera OL limosas organicas de baja entre las palmas hasta hacer un rollito de 3 mm de diámetro aproximadamente, se amasa y se vuelve a rolar varias veces. Durante estas operaciones el contenido de plasticidad. humedad se reduce gradualmente y el espécimen llega a ponerse tieso, pierde Limos inorganicos, limos finalmente su plasticidad y se desmorona cuando se alcanza el límite plástico. (Limite Liquido mayor de Ligera a media Lenta a nula Ligera a media MH micaceos o diatamaceos, Para los suelos inalterados agreguese informacion Después de que el rollo se ha desmoronado, los pedazos deben juntarse continuando LIMOS Y ARCILLAS limos elasticos. sobre estructura, estratificacion, consistencia tanto el amasado ligeramente entre los dedos hasta que la masa se desmorona nuevamente. Arcillas inorganicas de en estado inalterado como remoldeado, La potencialidad de la racción coloidal arcillosa de un suelo se identifica por la mayor o Alta a muy alta Nula Alta CH alta plasticidad, arcillas condiciones de humedad y drenaje. menor tenacidad del rollito al acercarse al limite plástico y por la rigidez de la muestra 50) francas. al romperse finalmente entre los dedos. La debilidad del rollito en el límie plásico y la Arcillas organicas de pérdida rápida de la coherencia de la muestra al rebasar este limite, indican la media a alta plasticidad, presencia de arcilla inorgánica de baja plasticidad o de los materiales tales como arcilla Media a alta Nula a muy lenta Ligera a media OH del tipo caolin y arcillas orgánicas que caen abajo de la línea "A". Las arcillas altamente limos organicos de media EJEMPLO orgánicas se sienten muy débiles y esponjosas al tacto en el límite plástico. plasticidad. Limo arcilloso, café, ligeramente plastico, Facilmente identificables por su color, olor, sensacion porcentaje reducido de arena fina, numerosos Turba y otros suelos SUEOS ALTAMENTE ORGANICOS Pt agujeros verticales de raices; firme y seco en el esponjosa y frecuentemente por su textura fibrosa altamente organicos lugar, loess, (ML).Fuente: Badillo y Rodriguez, 1976 18
  • 19. Preparación de Muestras Perturbadas1. Introducción Este anexo describe los métodos de preparación de muestras perturbadas, las cuales son requeridas para realizar diferentes ensayos, tales como: 1.1. Granulometría 1.2. Gravedad especifica 1.3. Limites de consistencia 1.4. Compactación 1.5. Valor Soporte (C.B.R.)2. Preparación de muestras por el método de Cuarteo Normal. La muestra proveniente del campo, se extiende en un patio y se seca a temperatura ambiente. Con un mazo de goma se disgregan los terrones hasta formar una muestra uniforme, teniendo cuidado de no romper las partículas de grava u otras que puedan dar resultados erróneos en los ensayos. Aquellos materiales que contengan partículas mayores que el tamiz 3”, separan por dicho tamiz y se colocarán en un envase apropiado. La muestra restante se mezcla bien hasta formar un pila simulando un cono, se remueve nuevamente y se forma un nuevo cono, colocando cada palada en la cima del cono, de modo que el material caiga uniformemente por los lados del cono. La pila se aplana en forma de círculo y se observa si hay segregación, es decir, si las partículas gruesas del material se depositan hacia un solo arco del círculo. Para evitar la segregación es recomendable humedecer un poco el material y se mezcla bien evitando formar terrones. 19
  • 20. Con el mango de la pala se divide la muestra en cuatro porciones a lo largo de dos diámetros perpendiculares. Con un cepillo de cerda se separan los finos y se le agregan al cuarto de muestra a la cual pertenece. Una vez cuarteada la muestra, se observa si las porciones son uniformes, y se eligen dos porciones opuestas. Las otras dos porciones, se recogen y se colocan en un envase apropiado. La muestra elegida, se sigue mezclando y cuarteando hasta obtener la cantidad de muestra suficiente para el ensayo que así lo requiera. La cantidad de muestra a tomar, dependerá del tamaño máximo nominal de las partículas del suelo y del ensayo que así lo requiera.3. Preparación de muestra por el método de cuarteo mecánico 3.1. Equipo: Cuarteadores mecánicos con abertura de 2” y ¼”, con tres envases receptores de forma rectangular. Envases apropiados, tales como poncheras. Tamices de 3” y No. 4. Mazo de goma. Cepillo de cerda y cucharón. 3.2. Procedimiento El material a ensayar se coloca en uno de los envases receptores del cuarteador, debajo de éste se colocarán los otros dos envases receptores. La muestra se vuelca sobre las rejillas del cuarteador y se hace vibrar golpeando sus lados. Cuando la muestra está húmeda es conveniente remover con las manos el material sobre la rejilla. 20
  • 21. Se retiran los dos envases receptores que recibieron la muestra cuarteada, y se observa su uniformidad. El material se seguirá cuarteando hasta obtener la cantidad necesaria para el ensayo requerido.4. Separación de las Fracciones gruesa y fina. La muestra elegida se hace pasar por el tamiz No. 4. La fracción retenida en el tamiz No. 4 se coloca en un envase apropiado. La fracción gruesa será la parte retenida en el tamiz 3” más la que pasa y se retiene en el tamiz No. 4; la fracción fina será la que pasa el tamiz No. 4. La fracción fina seguirá cuarteando hasta obtener la cantidad necesaria para el ensayo requerido. Es conveniente que al ir a vaciar la muestra sobre el cuarteador se haga con el envase rectangular, volcando todo el material sobre la rejilla, ya que así se logra que el material pase a través de todos los canales , no sucediendo así, cuando se utilizan envases de boca redondeada. Preparación de muestras para el ensayo granulométrico Método del tamizado Una vez cuarteado el material, éste se separa en dos fracciones mediante el tamiz No. 4; la fracción retenida será la fracción granular gruesa y la que pasa dicho tamiz será la fracción granular fina. Toda la fracción granular fina se pesa y luego se cuartea hasta alcanzar una fracción representativa, y se seca al horno durante un tiempo de 18 horas mínimo hasta alcanzar peso constante. Método combinado de tamizado e Hidrómetro. 21
  • 22. Una vez cuarteada la muestra, éste se separa en dos fracciones, mediante el tamiz No. 10; la fracción retenida será la fracción granular gruesa y la que pasa dicho tamiz será la fracción granular fina. Toda la fracción granular fina se pesa y luego se cuartea hasta alcanzar una fracción representativa, luego se seca al horno. Preparación de muestras para el ensayo de gravedad especifica.. Una porción de la fracción gruesa seleccionada por cuarteo se lavará por el tamiz No. 4 y se secará al horno. La fracción granular fina puede ser pasada por el tamiz No. 4, y se procede en la misma forma indicada para la preparación de muestras para granulometría por tamizado. Preparación de muestras para el ensayo de límites de consistencia. De la fracción granular fina (pasa No. 4 o pasa No. 10) se toma una porción por cuarteo y luego se desterrona con un mazo de goma en un mortero, teniendo cuidado de no romper las partículas de arena. Tamícese el material por el tamiz No. 40, y luego se humedecerá con agua destilada para hacer el ensayo de límite líquido. Nota: La muestra de suelo, para el ensayo de límite líquido deberá secarse al aire y no al horno. Preparación de muestras para el ensayo de compactación y valor soporte (C.B.R.)la fracción granular gruesa se separará por los tamices 3/8” – 1/4” – No. 4 y Pasa No.4, las fracciones retenidas en cada tamiz se colocarán en envases separados. 22

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