Download - 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