clases de mecanica de suelos 1

F.S

F.L

F.G

FASE LIQUIDA

FASE GASEOSAAIR

VOLUMEN (V) PESO (W)

F.S

F.L

F.G

Wm = Wa + Ww + Ws

Wm = Wa + Ww + Ws

Wm = Ww + Ws

VOLUMEN (V) PESO (W)

0

VOLUMEN (V) PESO (W)

S. PARCIALMENTE

SATURADO

S. SECO

S. SATURADO

( POR CAPILARIDAD)

NF: nivel freático

a) Relación de pesos.1. Contenido de humedad (%w)

b) Relación de volúmenes

2. Relación de Vacíos (%e)

3. Porosidad (%n)

100% xWs

Www

100% xVs

Vve

100% xVm

Vvn

4. Grado de Saturación (%Gw)

_SUELO SECO

_SUELO SATURADO

_SUELO PARCIALMENTE

SATURADO

100% xVv

VwGw

c) Relación de peso y volumen

5.peso especifico de la muestra (Ɣm)

6.peso especifico de la fase solida(Ɣs)

7.peso especifico de la fase liquida(Ɣw)

8.peso especifico relativo a la muestra(Sm)

9.peso especifico relativo de la fase solida(Ss)

10.peso especifico relativo de la fase liquida(Sw)

11.peso especifico de un suelo saturado(Ɣsat)

12.peso especifico de un suelo seco(Ɣd)

13.peso especifico de un suelo sumergido(Ɣm)

Vm

WsWw

1.-En un suelo parcialmente saturado e=1.2 , %w=30% ,

Ss=2.66.¿calcule su respectivo peso especifico de la

muestra y peso especifico seco?

0

0.80gr

2.66gr

3.46gr

0.40cm³

0.80cm³

1cm³

1.2cm³

2.2cm³

F

GFL

FS

)2........(30

)1.........(2.1

Ws

WwW

Vs

Vve

Ss=2.66=Ɣs/Ɣₒ

Ɣs=2.66gr/cmᶟ=Ws/Vs......(3)

→

SUPUESTO

Vs=1(cmᶟ, 𝑚ᶟ)Vm=1(cmᶟ, 𝑚ᶟ)Ws=1(gr,Kg,ton)

Ɣm=¿?

Ɣd=¿?

Sabemos que Ɣₒ=1gr/cm3

0

8gr

114gr

122gr

13.85cm³

8cm³

45.18cm

³

21.85cm³

67.03cm³

Sm=1.82=Ɣm/Ɣₒ=1gr/cm³

Ɣm=1.82gr/cm³=Wm/V

mVm=122gr/1.82gr/cm³

Ss=2.523=Ɣs/Ɣₒ=1gr/cm³

Ɣs=2.523gr/cm³=Ws/Vs

Vs=45.18cm³

Datos:

Wm=122gr

Ws=114gr

Sm=1.82

Ss=2.523gr

Es la medida que se realiza alas partículas que conforman un suelo .

Determina la gradación del suelo:

Suelo bien graduado

Suelo pobremente graduado

Existen dos procesos para determinar la granulometría de un

suelo.

1)VÍA SECA :por tamizado ( tamiz o malla)

2)VÍA HÚMEDA : por sedimentación

(hidrómetro)

Por tamizado

Por

sedimentación

partículas < N°10

partículas > N°200

100Re

.Re% xWs

tenidoPesoparcialt

acumuladot.Re%%100pasa que %Acumulado

acumuladot.Re%%100pasa que %Acumulado

¿Qué ES EL D10,D30.D60?

Es una propiedad de los suelos finos como

la arcilla. Esta propiedad depende del

contenido de humedad del suelo

• Estado seco %w = 0

• Estado semiseco La muestra se desmorona• Estado Plástico La muestra se deja moldear.

• Estado semilíquido Consistencia pastosa

• Estado liquido Muestras con suspensión

Limite liquido: %WL

Limite plástico: %WP

Limite de

contracción

1.- Se selecciona la muestra según el método de cuarteo y se

pesa para luego tamizarlo por la malla Nº 40 , colcando el

material que pasa por la malla en una charola y desechar el

material retenido en la malla

2.- del material de la charola se toma una porción de suelo de

aproximadamente 150 grs y se colca en la vasija de porcelana y se

mezcla con agua

Se amasa el suelo que pasa el tamiz #40 con agua hasta

conseguir una pasta homogénea.

3.- Se limpia la copa de casagrande

Se calibra con el ranurador la copa de Casagrande

4.- en la copa de Casagrande se coloca una porción de muestra y

se enrasa con la espátula de manera de obtener una masa de 1

cm de espesor en forma uniforme .

Mediante el ranurador se hace una ranura a lo largo de la muestra

de 2mm de ancho.

Mediante el ranurador se hace una ranura a lo largo de la

muestra de 2mm de ancho.

Se toma parte del suelo Para determiner su contenido de humedad.

Se llevan los recipientes que contienen el suelo húmedo a pesar.

Luego, se los lleva a estufa y una vez seco el suelo, se lo vuelve a

pesar.

N° N° de

golpes

%w

1° 14 W1

2° 22 W2

3° 34 W3

4° 27 W4

El límite plástico (LP) es la frontera entre el estado

plástico y el semisólido de un suelo.

En este estado el suelo puede ser deformado

rápidamente o moldeado sin recuperación elástica,

existen cambios de volumen, agrietamiento o

desmoronamiento.

Ejercicio:

En una prueba de limite liquido y limite plástico se obtuvieron los siguientes resultados

LIMITE LIQUIDOENSAYO N° GOLPES Peso + suelo

humedo

Peso capsula

+ suelo seco

Peso capsula

1 35-35 35.77 22.48 14.15

2 24-25 36.55 24.40 16.85

3 15-16 33.42 21.03 13.45

4 7-8 35.17 21.65 13.50

LIMITE PLÁSTICO1 17.30 16.00 13.95

2 16.86 16.50 13.48

%W=Ww

Ww Ws %W

13.29 8.33 159.544

12.15 7.55 160.927

12.39 7.58 163.456

13.52 8.15 165.890

Ww Ws %W

1.30 2.05 63.415

1.36 2.02 67.327

%Wp= (Wi+Wii)/2 = (63.415+67.327)/2 = 65.371

%W= (Ww/WS) =(13.290/8.330 )100= 159.544

DEL EJERCICIO ANTERIOR

Limite liquido = 1.61% 160.9% = 161%

Limite plástico = 65.37%

IP=índice de plasticidad o índice plástico

IP = L.L – LP = 161%-65.37% = 95.630

Este resultado nos indica

IP ESTADO DE

CONSISTENCIA

0-3 PLASTICIDAD NULA = N.P

3-15 LIGERAMENTE

PLASTICIDAD

15-30 BAJA PLASTICIDAD

>30 ALTAMENTE PLASTICO

DEL EJERCICIO ANTERIOR

Limite liquido = 1.61% 160.9% = 161%

Limite plástico = 65.37%

IP=índice de plasticidad o índice plástico

IP = L.L – LP = 161%-65.37% = 95.630

Este resultado nos indica

IP ESTADO DE

CONSISTENCIA

0-3 PLASTICIDAD NULA = N.P

3-15 LIGERAMENTE

PLASTICIDAD

15-30 BAJA PLASTICIDAD

>30 ALTAMENTE PLASTICO

Sala de la curva granulométrica.

Como se obtiene la curva de fluidos- con # golpes y porcentaje de humedad.

Limite liquido de un suelo con # de 25 golpes que de cerrar un estado plástico a estado liquido.

Con los 25 golpes es el limite liquido.

Limite plástico también es el promedio del ensayo realizado (plástico - semiseco) con bastocitos de Ø 3mm.

Se procede a obtener el contenido húmedo.

LP= promedio (2) contenido de humedad.

clasifique el siguiente suelo si se tiene los siguientes datos.% Que pasa por el tamiz n° 200 = 38%% Que pasa por el tamiz n° 10 = 23%

% que pasa por el tamiz n° 40 = 4%

LL=42%LP=21%

QUE NOS PIDE? clasificar el suelo y el índice de grupo

IP= LP –LL =42 -21 =21%CG= Material limo-arcilloso

Grupo A-7Sub grupo A-7-6

G= (F-30)(0.2+0.005(LL-40))+(0.01(F-15)(IP-10))

I.G= 8.22 IG=8I.G=8.9 IG=8

EJERCICIOS

1.-CLASIFIQUE EL SUELO

Retenido en la malla 200:20%(respecto al total)

Pasa la malla N°4: 92% ( respecto al total)

Cu=4; Ce=1.5

En la fracción fina:

LL=250%

LP=100%

Ret.malla N°200 : 20%

%Q.P.T N°200 : 80% > 50% Suelo de partículas finas

Lo definimos en la carta de plasticidad

Ec línea A

IP=0.73(LL-20)

LL=250 IP= 167.9

(250,167.9) es un punto cota

en la línea A

Mi suelo (250,150)

Resp : OH ( porque los

limites de plasticidad

están cerca de la línea A)

2.- Clasifique el siguiente suelo:

Retenido en la malla N° 4 :10%

Pasa N°4 y es retenido en la malla 200: 60 %

Pasa 200:30%Cu=4 ; Cc=2

LL=40%

LP=25%

%30

%60

%10 N°4

N°200%Ret.M N°200: 70%>50% Suelo de

Part.Grueso

Gravas

Arenas +50% pasa por T N°4= 90%

SW Cu = 4>6 no cumple

1<Cc=2<3 si cumple

SP

SM abajo “A” no

cumple

IP<4

SC Anula “A”

si

cumple

con IP>7

Ec. línea A

IP=0.73(LL-20)

LL=40 IP=14.6 (40,146) es un punto corto en la línea

“A”

Mi suelo (40,15) este punto se ubica arriba

de la línea “A”

SP- SC

determinar el OCH y el MDS

optima cantidad de humedad

máxima densidad seca

estándar (12000lbpie/pie³)

Proctor

modificado(56000lbpie/pie³)

ENSAYO DE PROCTOR

MODIFICADO

Ec=(W*n*N*h)/(Vm)

Donde:

W=peso de martillo

n=numero de capas

N=numero de golpes

h=altura de caída del martillo

Vm=volumen de golpe

1.98

1.99

2.00

2.01

2.02

2.03

2.04

2.05

2.06

2.07

2.08

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Contenido de humedad %

De

ns

ida

d S

ec

a (

gr/

cm

3)

TAMIZ PESO RETENIDO %RET. PARCIAL %ACUMULADO RETENIDO

3/4" 9938.6 38.82 0

3/8" 7954.7 31.07 69.89

N°4 5143.2 20.09 20% METODO "A"

<N°4 2566.3 10.02

25602.8 100

Se tiene la siguiente granulometría

Mínimo 4 ensayos

6”

6000g

r

Wn= 24kg

(1) (2) (3) (4)

TAMIZ PESO % RETENIDO

3/4" 6 532 25.17x6000=1 510.2

3/8" 5 927 22.84x1000=1 370.4

N°4 10 255 34.52x 6000=2571.2

< N°4 3233 12.47x6000=748.2

∑=25 947 ∑=6000

GRANULOMETRÍA

Muestra 1

2% →del peso de la

muestra

Ww = 2% (6000gr) = 120grVw = 120ml =120cmᶟ

W recipiente = W molde =

2669grV molde = 2032cmᶟ

W suelo compactado + molde =

7873gr

ρ húmeda = ρ suelo compactado = compactado suelo V

compactado sueloW

W suelo compactado = ( W suelo compactado + molde

) – W molde= 7873gr – 2669gr = 5204gr

V suelo compactado = V molde = 2032 cmᶟ

ρ húmeda

=

3/56.22032

5204cmgr

gr

W recipiente = 23gr (1)

W recipiente + suelo húmedo = 178.2gr (2)

W recipiente + suelo seco = 166.8gr

(3)

(2) – (3) = Ww = 11.4gr

(3) – (1) = Ns =

143.8gr

N° 22

% W1 = 1008.143

4.11x

gr

gr7.93%

ρ d1 3/37.20793.01

3/56.2cmgr

cmgr

W suelo compactado

7958 – 2669 = 5289

ρ h

= 2032

5289

RECIPIENTE

N° 24 →

=23 (1)

=169.8 (2)

=158.76 (3)

(2) - (3) =11.04

(3) - (1) =135.76

% W1 16.810076.135

08.11 x

Es necesario calcular el grado de

compactación del suelo

Método de cono de arena (ASTMD 1556)

Método del volumetro (ASTMD 2167)

3) Método nuclear (ASTMD 2922 Y D 3017)

Trabaja como en un frasco de vidrio o plástico, en un cono de metal unido a su parte superior.

Se denomina cono de arena porque el ensayo trabaja con arena calibrada denominada arena Ottawa ,arena cuarcipica previamente lavada y secada pasa por la malla #10 y se retiene en la malla # 20;de densidad conocida , me permite hallar el volumen de suelo compactado.

Wsuelo compactado=Wsuelo fino + grava= 3929

gr

humedad = finos=material < 3/4

tamizamos

¾

Para determinar el volumen del hoyo.

El volumen del hoyo=V suelo compactado=V

fino+grava.

finos V

finos W

W frasco+arena =6315gr

arena=475 gr/c

peso de arena del cono =1763 gr

W arena que

queda=2321

W arena empleada

W arena en

excavación

W arena empleada= W arena en el cono +W arena en la

excavación

arena=W arena en la excavación

V arena en la excavación

V arena en la excavación =W arena en la excavación = 512.54

arena

V arena en excavación=V material extraído = V suelo compactado

V suelo compactado=V finos + grava =1512.54

V finos=( V finos + grava) – V grava =1512.54 – 48.00= 1464.54

m.d.s=2.32gr ARENA CALIBRADA

o.c.h=5.7% arena=1.44gr/cm3

Wfrasco+ Arena q

pasa= 2932gr

100%G.C95% m.d.s. labd

Vfinos

Wfinos compactado

4/3

suelo

TamizFinosGrava

PESO DE ARENA =peso de arena en cono+peso de

arena en exca.

EMPLEADA

peso de arena en

excavación

gravaVfinosextraidoVmat .arena

exca.v arena de Pesoexcavación arena V

gravaVfinosextraidoVmat .arena

exca.v arena de Pesoexcavación arena V

15gr suelo +15gr carbono de

calcio

100

%1

W

hd

Carburo de

calcio