Malla Diámetro(mm) Suelo Retenido(g)

Suelo Retenido

Corregido(g)

% Retenido % Pasa

N°10 2 2,8 3,1 0,34 99,62

N°20 0,84 322,1 322,4 39,35 60,23

N° 30 0,50 218,2 218,5 26,65 33,53

N°40 0,42 204,1 204,4 24,93 8,56

N°80 0,177 62,7 63,0 7,66 0,863

N°140 0,105 2,8 3,1 0,34 0,48

N°200 0,075 1 1,3 0,12 0,16

Fondo 2,4 2,7 0,29 -

∑ Pesos 816,1 818,5

Objetivos.

Medir la permeabilidad de un suelo por medio de granulometría ( D10), ensayo de cabeza constante y variable.

Comparar los valores encontrados por cada ensayo y presentar el respectivo análisis. Clasificar el suelo mediante el ensayo de granulometría.

Análisis Granulométrico.

Procedimiento según la norma ASTM D421-58.

Peso inicial de la muestra: 818,5 gr

Grafica.

0.0010.010.11101000

102030405060708090

100

Diametro (mm)

% p

asa

D30

D60

D10

Grafica1. Curva Granulométrica.

%retenido=W suelo retenidoW total

∗100

% error=W inicial−ΣWW inicial

∗100

peso% corregido= W inicial−ΣWNumero de taras

% pasa=100−%retenido

%gravas =100% - %pasa malla No.4 = 100% - 0%= 100%

%Finos = % que pasa No.200 = 0,16%

%Arenas = 100% - %Gravas - %Finos = 100% - 100% - 0. 0,16% =0,16%

Gradación gruesa <50% pasa malla No.200

Hallamos los valores para D10 , D30 ,D60, y los índices Cc y Cu

D10 =0.43

D30 = 0.49

D60= 0.82

Cu=D60D10

=0,820,43

=1,90

C c=¿¿

Arena mal gradada. Cu<6 y el 1<C c<3 No se cumple la condicion del Cu.

Luego encontramos que el suelo analizado es clasificado como SP.

Media de la permeabilidad con base en la curva granulométrica.

La fórmula clásica es la de Allen Hazen (1892) que relaciones el coeficiente de permeabilidad con el diámetro efectivo D10.

K=C∗¿

C= constante cuyo valor varía entre 1 y 1,5. Cuando D esta dado en centímetros.Para el cálculo tomamos C= 0.1

D10 =0.43

K=C∗¿

Procedimiento según la norma ASTM D-2434-68

Ensayo de permeabilidad de cabeza constante.

Montaje:

K= VLAht

Donde:

K = coeficiente de permeabilidad

V = Vol. de agua recolectado a la salida

L = longitud de la muestra

H = diferencia de nivel

A = área transversal de la muestra

t = tiempo de ensayo

Datos del ensayo:

H= 88 cm

L= 7.491 cm

D ( A=π D2

4¿= 6,253 cm

TABLA DE DATOS.

Volumen

Tiempo

V= 50 cm3 V= 100 cm3 V= 150 cm3

T1 7,94 seg 13,78 seg 22,01 segT2 8,02 seg 13,89 seg 22,47 segT3 7,56 seg 13,94 seg 22,47 segT promedio 7,84 seg 13,87 seg 22,32 seg

A=π D2

4=3 ,14∗6 ,253

2

4=30 ,7cm2

Cálculos.

Para V= 50 cm3 y T= 7,84 seg

K= VLAht

= 50∗7,49130,7∗88∗7,84

= 374,5521180,544

=1,8∗10−2 Cm/seg

Para V= 100 cm3 y T= 13,87 seg

K= VLAht

= 100∗7 ,49130 ,7∗88∗13 ,87

= 749 ,137471 ,192

=1 .99∗10−2 Cm/seg

Para V= 150 cm3 y T= 22,32 seg

K= VLAht

= 150∗7,49130,7∗88∗22,32

= 1123,6560299,712

=1.86∗10−2 Cm/seg

K=1.8∗10−2+1.99∗10−2+1.86∗10−2

3=1.9∗10−2 cm /seg

Ensayo de cabeza variable

Montaje.

K= aLA∗(T 1−T 0)

∗lnhoh1

a=π d2

4 (d= 0.604 cm)

L=7 ,491cm

A=π D2

4(D=6 ,253cm)

h0=88cm

T 0=0 seg

Tabla de datos.

Alturas.

h1 h2 h3

73 cm 58 cm 43 cm

Tiempos.

T1 (seg) 0,9 1,7 2,8

T2 0,6 1,4 2,4

T3 0,9 1,7 2,9

T promedio 0,8 1,6 2,7

a=π d2

4=3 ,14∗(0 ,604cm)2

4=0 ,28cm2

A=π D2

4=3 ,14∗(6 ,253cm)2

4=30 ,7 cm2

Para h1= 73 cm y T1= 0,9 seg tenemos:

K= aLA∗(T 1−T 0)

∗lnhoh1

= 0 ,28cm2∗7 ,491cm30 ,7cm2∗(0 ,8−0 seg)

∗ln 88cm73cm

=1 , 6∗10−2cmseg

Para h2= 58 cm y T2= 1,6 seg tenemos:

K= aLA∗(T 1−T 0)

∗lnhoh1

= 0 ,28cm2∗7 , 491cm30 ,7cm2∗(1 ,6−0 seg)

∗ln 88cm58cm

=1 ,8∗10−2cm / seg

Para h3= 43 cm y T2= 2,7 seg tenemos:

K= aLA∗(T 1−T 0)

∗lnhoh1

= 0 ,28cm2∗7 , 491cm30 ,7cm2∗(2 ,7−0 seg)

∗ln 88cm43cm

=1 ,8∗10−2 cm /seg

K=1 .6∗10−2+1.8∗10−2+1 .8∗10−2

3=1.7∗10−2 cm

s

Análisis de resultados.

Del análisis granulométrico tenemos:

El suelo se clasifico como SP. Arena con poco o nada de finos, mal gradada.

Las propiedades ingenieriles de este tipo de arena SP para efectos de uso del material tenemos:

Relativas a terraplenes y fundaciones Relativas a carreteras y aeropistasUso para terraplenes Capacidad de

soporteComo fundación Como base

directamente bajo pavimentos

SP

Razonablemente estable. Puede usarse en secciones de diques con taludes poco inclinados.

Buena a deficiente dependiendo de la densidad.

Aceptable a bueno Malo a inaceptable.

De la clasificación del suelo, la potencialidad de drenaje de acuerdo con la clasificación unificada de suelos tenemos que este tipo (SP) pose excelentes características de drenaje.

Para medir la permeabilidad de este suelo, se emplearon tres métodos para su cálculo: ensayo de granulometría se obtuvo un valor de la permeabilidad (1,8∗10−2 cm /seg), ensayo de cabeza

variable (1 .7∗10−2cm / seg) y el ensayo de cabeza constante (1.9∗10−2 cm /seg). Los valores encontrados son muy similares, la variación entre ellos nos indica la confiabilidad del ensayo.

Para el suelo analizado, los valores obtenidos están en el rango de variación que corresponde aproximadamente a K de acuerdo con el tipo de suelo, en este caso Un suelo SP. K (10-2 cm/seg).

Los métodos de cabeza variable, cabeza constante no proporcionan valores confiables, debido a que el suelo que se utiliza en el laboratorio nunca es igual al suelo que esta en el terreno. Además, en el ensayo se pudieron cometer errores a la hora de la toma de los tiempos, lo que influyo directamente a la hora de los cálculos del coeficiente de permeabilidad por cada método.

La diferencia entre el ensayo de cabeza variable y cabeza constante es (

1.9∗10−2 cmseg

−1 . 7∗10−2cmseg

=2∗10−3 cmseg

. La diferencia es relativamente grande, lo que

evidencia los errores mencionados anteriormente.

Por lo tanto, es así que asumimos el método de Hazen, donde se obtuvo un valor de (K=

1,8∗10−2 cm /seg), siendo este valor mas confiable.

Calificativos para la permeabilidad.

De acuerdo con el valor de k encontrado (K= 1,8∗10−2 cm /seg), el grado de permeabilidad es media (cuadro 10.3.2, propiedades ingenieriles de suelos, Gabriel Márquez Cárdenas).

Las características del suelo analizado (SP), para efectos de uso como material de drenaje son excelentes, (cuadro 10.3.3- propiedades ingenieriles de suelos).

MECANICA DE SUELOS Y ROCAS

CESAR MARIO DE LA BARRERA MUNERA

ALBERTO EDUARDO ACUÑA MENDEZ

PRACTICA 4: LÍMITES DE CONSISTENCIA O LÍMITES DE ATTERBERG

PROFESORA: EDILMA LUCIA GOMEZ PANIAGUA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

SEDE MEDELLIN

FACULTAD DE MINAS

2011

BIBLIOGRAFIA.

CARDENAS MARQUEZ, GABRIEL. “propiedades ingenieriles de los suelos”. Centro de publicaciones U. N. Medellín, 1982.

JUAREZ BADILLO y RICO. “Mecánica de suelos”. Tomo 1. Editorial limusa.

Norma ASTM D-2434-68

Norma ASTM D421-58.

ARANGO VELEZ, ANTONIO. “Manual de laboratorio de mecánica de suelos”. Centro de publicaciones U. N. Medellín. Tercera edición, 1987.