Clasificacion de Suelos Segun Sucs
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TECNOLÓGICO DE COSTA RICA
Laboratorio de Suelos (CO-3304)
Reporte 1.
Clasificación de suelos según SUCS
(Sistema Unificado De Clasificación de Suelos)
Elaborado por:
Donald Padilla Rodríguez
200941014
I Semestre 2012
1. Resumen
El presente informe contiene resultados, análisis y conclusiones acerca de las
pruebas realizadas en el laboratorio según las normas SUCS (normado en la
ASTM D2487) y las normas ASTM (C702, D2216, D422, D1140, D2435, D4318 y
D2487), las cuales fueron utilizadas como principal guía para determinar una
serie de parámetros del tipo de suelo que se analizó, para así poder clasificar el
suelo según el sistema SUCS.
2. Introducción
Identificar y clasificar los suelos es de gran importancia cuando de diseño y
planificación de obras civiles se trata. Particularidades cualitativas y
cuantitativas del suelo son fundamentales para determinar las propiedades de
un tipo de suelo y de esta manera poder clasificar los suelos de acuerdo con la
norma SUCS. Para ello se necesita primero asegurar la representatividad de la
muestra, por lo que se utiliza la norma ASTM C702 (Reducción de muestras en
el laboratorio) y segundo, se necesita determinar el contenido de humedad, la
granulometría y los límites de Atterberg; ASTM (D 2216, D 422, y D4318),
respectivamente. Es importante asegurar la representatividad de la muestra
para poder concluir acerca de la totalidad de la masa de suelo analizado, lo
que permite realizar valoraciones muy aproximadas del suelo como material
soportante de edificaciones.
3. Marco Conceptual
3.1 Sistema Unificado De Clasificación De Suelos
Originalmente propuesto por Casagrande en 1942. (Das 2001, p.39). Según
Das (2001), el suelo se clasifica en dos amplias categorías: “Suelos de grano
grueso y Suelos de grano fino”. Los primeros son de naturaleza tipo grava (G)
y arena (S), con menos del 50% pasando la malla No. 200. Los segundos son
de grano fino, con más del 50% pasando la malla No. 200; limo inorgánico
(M), arcilla inorgánica (C), limos y arcillas orgánicos (O), turbas , lodos y
otros suelos altamente orgánicos (Pt). Además se utiliza otros símbolos: Bien
graduado (W), mal graduado (P), Baja plasticidad (L), alta plasticidad (H).
De acuerdo con Das (2001), para clasificar apropiadamente debe conocerse el
porcentaje de grava, el porcentaje de arena, el porcentaje de limo y arcilla, los
coeficientes de uniformidad y curvatura y el límite líquido e índice de
plasticidad.
3.2 Reducción de muestras
Se trata de la aplicación de tres técnicas para minimizar la variación de las
características entre la muestra de ensayo y el total de la muestra de suelo.
Según ASTM C702 (2003): A. Separador mecánico, B. Cuarteo, C. Pila
Miniatura.
3.2. Contenido de Humedad
Esta prueba como lo indica la norma ASTM consiste en la determinación del
contenido de agua en el suelo por peso mediante la reducción de peso por
secado de la muestra al ser introducido una muestra al horno por periodo de 12
a 16 h a (110 ± 5) °C, donde posteriormente se hace una relación entre el peso
del agua y el peso de las partículas sólidas expresado en términos de
porcentaje. Según Juárez Badillo & Rico Rodríguez: “Es la relación entre el
peso de agua contenida en el mismo y el peso de su fase sólida”. Ver Ec.1
3.3. Análisis Granulometría
Según Das (2001), El análisis granulométrico es “…la determinación del
rango de tamaños de partículas presentes en el suelo, como un porcentaje del
peso seco total.”
La distribución granulométrica de grano grueso es generalmente determinada
mediante análisis granulométrico por malla. Para suelo de grano fino, la
distribución granulométrica puede obtenerse por medio del análisis
granulométrico con el hidrómetro.
“Si un suelo de granos gruesos contiene proporciones aproximadamente iguales de
todos los tamaños de partículas se describe como bien gradado…Por el contrario, se
dice que el suelo es mal gradado en cualquiera de los casos siguientes. El suelo se
describe como uniforme si una alta proporción de partículas está comprendida en
una banda de tamaños estrecha, la curva se caracteriza por tener una parte
importante casi vertical… Si el Suelo contiene partículas pequeñas y grandes pero
presenta una ausencia notable de partículas intermedias, se dice que tiene una
gradación discontinua”.
Berry & Reid (1993)
Según Berry & Reid (1993), la gradación se puede expresar numéricamente
mediante el coeficiente de uniformidad (Cu) y el coeficiente de curvatura
(Cz). Ver Ec.2 y Ec.3
3.4. Límites de Atterberg
Según Das (2001), el suelo se clasifica en cuatro estados básicos dependiendo
del contenido de agua; sólido, semisólido, plástico y líquido.
El contenido de agua, en porcentaje, en el que la transición de estado sólido a
semisólido tiene lugar, se define como el límite de contracción. El contenido
de agua en el punto de transición de estado semisólido a plástico es el límite
plástico, y de estado plástico a líquido es el límite líquido. Esos límites se
conocen también como límites de Atterberg. (Braja D, 2001 pg. 27)
4.1. Objetivos Específicos
Clasificar adecuadamente una muestra de suelos mediante la
determinación de parámetros necesarios según el Sistema Unificado de
Clasificación De Suelos.
4.2. Objetivos Generales
Conocer la importancia del contenido de humedad en los suelos.
Identificar la distribución de partículas del suelo por medio de la curva
granulométrica.
Determinar y comprender el comportamiento del suelo con los límites
de Atterberg.
Analizar posibles fuentes de error en la determinación de los
parámetros.
5. Métodos y Materiales
Reducción de muestras: métodos A (Separador Mecánico) y B
(Cuarteo). (ASTM C 702)
Materiales: Lona, escoba, pala, cuchara, carretillo, separador
mecánico para gruesos, separador mecánico para finos, tres
bandejas, balanza.
Contenido de humedad: (ASTM D 2216)
Materiales: Horno, balanza, bandejas, guantes.
Análisis granulométrico: análisis granulométrico por mallas.
(ASTM D 422)
Materiales: Mallas (3”,2”,11/2”1”,3/4”, 3/8”, N°4, N°10, N°20,
N°40, y N°100), bandejas, cepillo de bronce, charola, balanza.
Límites de Atterberg: método de copa de Casagrande para límite
líquido y bastoncitos de suelo hechos manualmente para el plástico.
(ASTM D 4318)
Materiales: Copa de Casagrande, espátula, probeta,
contenedores, balanza, un tazón, lámina de vidrio esmerilado,
horno.
Clasificación de Suelos SUCS: (ASTM D-287)
4. Resultados
El contenido de humedad fue calculado utilizando los datos mostrados en la
tabla 1 del apéndice 1 y del apéndice 2, primer cálculo. Se obtuvo un
contenido de humedad del 7,09 %.
Los pesos y contenidos de humedad para la muestra de finos y la muestra de
gruesos se encuentran en la tabla 2 del Apéndice A.
El análisis granulométrico se realizó en dos bloques; un bloque para las gravas
(retenido en malla No.4) y otro bloque para las arenas (material pasando la
malla No.4). Ver en Apéndice A, tablas 3 y 4.
La curva granulométrica se realizó utilizando la tabla 5 del Apéndice A. De
aquí se obtiene que, los diámetros por los que pasa el 10%, 30% y 60% de la
cantidad total del material son: (D10=6.4mm, D30=11mm, D60=21mm),
respectivamente. Con lo anterior encontramos que Cu (coeficiente de
uniformidad), y que Cz (coeficiente de curvatura) son 3,28 y 0,9
respectivamente. Ver Cálculos en Apéndice B.
El tamaño máximo de partícula es de 85mm, el porcentaje de grava es de
95,58%, el de arena es de 3,49% y el porcentaje de limos y arcillas es del
2,5%, este último obtenido con los datos de peso seco total y peso lavado
obtenidos del ensayo de material más fino que la malla No.200, mostrado en
la Tabla 2, Apéndice A.
Después de seguir el procedimiento indicado en la norma y con el uso de los
datos obtenidos se determina que el suelo es una Grava mal graduada (GP).
5. Análisis De Resultados
Al comparar los contenidos de humedad, se nota
considerablemente la variabilidad que se da cuando transcurre el
tiempo entre prueba y prueba, cabe mencionar que las
condiciones ambientales en las cuales se llevó a cabo la prueba
no fueron contyroladas. Además, no todas las muestras pasaron
el tiempo que dice la norma ya que por la noche se desconectan
los hornos.
El análisis granulométrico por Tamizaje realizado pudo presentar
errores debido al mal estado de algunas mallas, además del error
humano debido a la inexperiencia en la realización de los
mismos.
6. Conclusiones
El contenido de humedad que se obtuvo de la muestra
experimentalmente es de 7,09% y al compararlo con los
contenidos de humedad que se obtuvieron posteriormente,
se encuentra que existe gran variabilidad entre ellos.
De acuerdo con la norma SUCS, se determina que el suelo
es una Grava mal graduada (GP).
7. Bibliografía
Braja M. Das. (2001). Fundamentos de Ingeniería Geotécnica.
México: Thompson Editores S.A
Fournier, R. (2011). Material del curso Mecánica de Suelos I.
Costa Rica, Tecnológico de Costa Rica, I semestre.
Clasificación Unificada de Suelos (SUCS). Recuperado el 7 de
setiembre del 2011 de:
http://www.ftc.uni.edu.ni/dc/FOLLETOS/Apuntes_Ivan_Matus/
Sistema_Unificado_de_Clasificacion_de_suelos.pdf}
Juáres Badillo, E., & Rico Rodríguez, A. (2005). Mecánica de
suelos I: Fundamentos de la Mecánica de Suelos. D.F., México:
EDITORIAL LIMUSA, S.A.
Berry, P., & Reid, D. (1993). Mecánica de Suelos. (B. Caicedo,
Trad.) Bogotá, Colombia: EDITORIAL McGRAW-HILL
LATINOAMÉRICA, S.A.
ASTM C702 International (2003). Standard Practice for
Reducing Samples of Aggregate to Testing Size. West
Conshohocken. USA
ASTM D2216 International (2003). Standard Test Method for
Laboratory Determination of Water (Moisture) Content of Soil
and Rock by Mass. West Conshohocken. USA
ASTM D422 International (2002). Standard Test Method for
Particle-Size Analysis of Soils. West Conshohocken. USA
ASTM D1140 International (2003). Standard Test Methods for
Amount of Material in Soils Finer Than the No. 200 (75-μm)
Sieve. West Conshohocken. USA
ASTM D4318 International (2003). Standard Test Methods for
Liquid Limit, Plastic Limit, and Plasticity Index of Soils. West
Conshohocken. USA
ASTM D2487 International (2003). Standard Practice for
Classification of Soils for Engineering Purposes (Unified Soil
Classification System. USA
8. Apéndices
APÉNDICE A. TABLAS.
Tabla 1.Pesos obtenidos del laboratorio para determinar contenido de
humedad
___________________________________________________________
_________________________________________________________
Datos obtenidos experimentalmente.
Datos obtenidos experimentalmente.
Bandeja 108,78
Total + Bandeja 1241,1
Seco + Bandeja 1166,1
Total 1132,32
Seco 1057,32
Agua 75
Descripción Peso (g)
Datos obtenidos experimentalmente.
Datos obtenidos experimentalmente.
Tabla 5. Tamizaje de suelos grueso y fino
Datos obtenidos experimentalmente.
APÉNDICE B. CÁLCULOS.
Cálculo 1. Contenido de humedad.
Donde: Wt: Peso Total, Ws: Peso Seco
Cálculo 2. Coeficientes de uniformidad y de curvatura.
Cz=
APÉNDICE C. GRÁFICOS.
Gráfico 1. Curva de distribución granulométrica.
De la tabla 5, Apéndice A.
Gráfico 2. Curva de flujo.
De la Tabla 6, Apéndice A.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
0,010 0,100 1,000 10,000 100,000
% p
asa
nd
o
Tamaño de las partículas (mm)
y = -0,2588x + 41,899
35,0
35,2
35,4
35,6
35,8
36,0
36,2
36,4
36,6
36,8
37,0
37,2
10
Co
nte
nid
o d
e h
um
eda
d (
w %
)
Número de golpes