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Escuela Profesional de Ingeniería CivilUNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGOFACULTAD DE INGENIERÍAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL"Año de la lucha contra la corrupción y la impunidad"####### “LABORATORIO N°3: ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR####### TAMIZADO”CURSO: Mecánica de Suelos...

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Facultad de Ingeniería Escuela Profesional de Ingeniería Civil

UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL "Año Año de la lucha c contra ontra la cor corrrupción y la impunidad"

“LABORATORIO N°3: ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO”

CURSO: Mecánica de Suelos I DOCENTE: Bardales García, Héctor HORARIO: sábado 2:20-4:05

NRC: 4269 Ms-1-L1-A-04

INTEGRANTES DEL GRUPO IV: 

BASILIO GUTIERREZ, ANTONIO



CALDERÓN MELENDEZ, ANTONIO



CHAUCA PAUCAR, LUIS ANGEL



GARCIA VIGO, JEFERSON



HUAYLLA BRICEÑO, RONY



NAVARRO JULCA, JORDIN

TRUJILLO-PERÚ 2019

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INTRODUCCIÓN

En

el

presente informe se

presentara

el procedimiento y

cálculos

para análisis

granulométrico que se le llevo a cabo de una muestra de suelo del Distrito La Esperanza – Trujillo; en los laboratorios de la Universidad Privada Antenor Orrego, para realizar esto necesitamos el análisis granulométrico mecánico por tamizado al suelo que trata de la separación del suelo para determinar sus tamaños por una serie de tamices ordenadas de mayor a menor abertura, y luego le expresaremos de dos maneras analíticamente o gráfica, analíticamente a través de tablas, calculando los porcentajes retenidos y los porcentajes que pasa por cada tamiz, y gráficamente mediante una curva. Los granos que conforman el suelo y tienen diferente tamaño, van desde los grandes que son los que se pueden tomar fácilmente con las manos, hasta los granos pequeños, los que no se pueden ver con un microscopio. El análisis granulométrico al cual se somete un suelo es de mucha ayuda para la construcción de proyectos, tanto estructuras como carreteras porque con este se puede conocer la permeabilidad y la cohesión del suelo.

MECÁNICA DE SUELOS

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ÍNDICE

I.

OBJETIVOS............................................................................................................................

II. MARCO TEÓRICO…………………………………………………………………. III. MATERIALES Y/O EQUIPO.............................................................................................. IV. PROCEDIMIENTO............................................................................................................... V. TRABAJO DE GABINETE................................................................................................. VI. DISCUSIÓN DE RESULTADOS........................................................................................ VII. CONCLUSIONES................................................................................................................. VIII. RECOMENDACIONES..................................................................................................... IX. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................................ X. ANEXOS…………………………………………………………………….......……

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I.

OBJETIVOS 1.1 Objetivo general 

Conocer y adquirir conocimientos del método de análisis granulométrico mecánico para poder determinar de manera adecuada la distribución de las partículas de un suelo

1.2 Objetivos específicos 

Dibujar e interpretar la curva granulométrica.



Aplicar el método de análisis granulométrico mecánico para una muestra de suelo.



Conocer el uso correcto de los instrumentos del laboratorio.



Analizar su graduación en base a los coeficientes de uniformidad (Cu ) y coeficiente de curvatura ( Cc ).



Clasificar por tamaños nuestro agregado fino desde la malla # 3" hasta la malla #200.

 II.

Hacer la corrección granulométrica si en caso sea necesario.

MARCO TEÓRICO  Granulometría por tamizado La granulometría por tamizado es parte de la Mecánica de Suelos, que estudia las formas y distribución de tamaños de las partículas que constituyen el suelo. El análisis granulométrico de un suelo consiste en separar y clasificar por tamaños los granos que componen el suelo. E s de poca utilidad en los suelos finos, pero permite tomarse una idea aproximada de algunas propiedades de los suelos gruesos. El análisis combinado o total consiste en aplicar el análisis por mallas y el método del hidrómetro, respectivamente a las porciones gruesas y finas de un mismo material. Generalmente se recurre al análisis combinado, si el material contiene más del 25 % en peso de granos retenidos en la malla N°200, de ser posible el análisis granulométrico de los suelos arcillosos debe realizarse sobre muestras que hayan sido secadas al aire y no al horno para evitar alterar las partículas finas.

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Facultad de Ingeniería Escuela Profesional de Ingeniería Civil La granulometría de un suelo consiste en la distribución del tamaño de sus partículas y se determina haciendo para una muestra representativa de suelo por una serie de tamices ordenados por abertura de mayor a menor. Los tamices son básicamente unas mallas de aberturas cuadradas que se encuentran estandarizadas (tamices ASTM) según el tamaño de la abertura en pulgadas. La serie de tamices utilizados para los suelos son: 3”,2 ½”, 2”, 1 ½” 1”, ¾”, ½”, 3/8”, ¼”, N°4, N°8, N°10, N°16, N°20, N°40, N°50, N°100 y N°200  Para determinar el porcentaje retenido sobre cada tamiz con la siguiente formula: % Retenido = Peso retenido por el tamiz/ peso total X 100  Cálculo del porcentaje más fino con la siguiente formula: % PASA = 100 - % Retenidos acumulados

 Coeficiente de uniformidad y coeficiente de curvatura De acuerdo a la distribución de partículas de un suelo se puede inferir cierta información a nivel cualitativo para un suelo grueso. La distribución del tamaño de las partículas constitutivas de un suelo grueso se expresa gráficamente mediante una curva de distribución granulométrica. A partir de la curva pueden obtenerse dos importantes indicadores que caracterizan a un suelo.

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 Coeficiente de uniformidad (Cu) El coeficiente de uniformidad definido originalmente por Terzaghi y Peck. Se utiliza para evaluar la uniformidad del tamaño de las partículas de un suelo. Se expresa como la relación entre D 60 y D10 como se indica en la sgte formula: CU = D60 / D 10 Donde: 

D60 = Es el diámetro o tamaño por debajo del cual queda el 60 % del suelo en peso.



D 10 = El diámetro o tamaño por debajo del cual queda el 10% del suelo en peso.

Asimismo representa la extensión de la curva granulométrica, es decir a mayor extensión de esta curva se tendrá una mayor variedad de tamaños, lo que es propio de un suelo bien graduado. Esto se cumple: ARENA

con un CU > 6

GRAVAS

con un CU > 4

 Coeficiente de curvatura ( Cc ) Como dato complementario es necesario para definir la uniformidad del tamaño de las partículas del suelo, se define con el coeficiente de curvatura del suelo con la siguiente formula: CC = ( D30 )2 / D60 x D10 Donde: 

D60 = El diámetro o tamaño por debajo del cual queda el 60 % del suelo En peso.



D30 = El diámetro o tamaño por debajo del cual queda el 30 % del suelo En peso.

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

D10 = El diámetro o tamaño por debajo del cual queda el 10 % del suelo en peso.

Trata de indicarnos una granulometría constante sin escalones y debe cumplir: Tanto en gravas como en arenas: CC debe estar: 1< CC > 3 Ambos valores tienen que cumplir en forma simultanea para determinar que los suelo están BIEN GRADUADOS, si uno de los coeficientes no cumple entonces se trata de suelos POBREMENTE GRADUADOS.

En conclusión, tenemos:

COEFICIENTE

GRAVAS

ARENAS

CU

≥ 4

≥6

CC

De 1 a 3

De 1 a 3

FORMULAS DE INTERPOLACION

D 10,

D30 ,

D60

DX = DS - (%PS –X) (DS – DI) / % PS - %PI Donde: DX = Diámetro incognito (10, 30, y 60) DS = Diámetro de malla superior DI = Diámetro de malla inferior PS = Porcentaje que pasa por la malla superior PI = Porcentaje que pasa por la malla inferior

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III.

MATERIALES Y/O EQUIPOS MATERIALES Y/O EQUIPOS Horno de secado

Balanza electrónica

CONCEPTO Es un aparato eléctrico que proporciona irradiación térmica hacia el interior de una cámara, la cual cuenta con selle hermético. Es usado habitualmente para secado y esterilización del material de laboratorio.

Las balanzas electrónicas son instrumentos de pesaje de funcionamiento no automático que utilizan la acción de la gravedad para determinación de la masa. Se compone de un único receptor de carga (plato) donde se deposita el objeto para medir

Bandeja redonda de aluminio Es una pieza plana o levemente cóncava, de metal, plástico u otro material, sobre la que se ponen los ensayos que han de ser secados en el horno de laboratorio. Bandeja

Una bandeja es una pieza plana o cóncava que se utiliza para presentar, servir o depositar cosas. Puede estar confeccionada con metal, madera, plástico u otros materiales.

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Tamices de malla cuadrada Es un utensilio que se usa para separar las partes finas de las gruesas de algunas cosas y que está formado por una tela metálica o rejilla tupida que está sujeta a un aro. 75 mm (3"), 50,8 mm (2"), 38,1 mm (1½"), 25,4 mm (1"), 19,0 mm (¾"), 9,5 mm ( 3/8"), 4,76 mm (N° 4), 2,00 mm (N° 10), 0,840 mm (N° 20), 0,425 mm (N° 40), 0,250 mm (N° 60), 0,106 mm (N° 140) y 0,075 mm (N° 200) Guantes G10 Estos guantes están aprobados para el manejo y manipulación de alimentos según la FDA, pero también se recomiendan para manipulación de diferentes materiales. Mascarilla N95

Brocha

Balde

Ayuda a proteger contra ciertas partículas biológicas transportadas por vía aérea. Es resistente a los fluidos y desechable

Utensilio para pintar una superficie grande o extender una sustancia líquida; consiste en un haz de cerdas iguales sujetas a un mango; la brocha es más gruesa que un pincel y puede ser plana Recipiente de forma MECÁNICA DE SUELOS

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aproximadamente cilíndrica, un poco más ancho por la boca que por el fondo, y con un asa en el borde superior para poder agarrarlo.

IV.- PROCEDIMIENTO 1. Se separan mediante cuarteo, 115 g para suelos arenosos y 65 g para suelos arcillosos y limosos

Imagen 1.

Cuarteo

2. Tomar dos extremos opuestos y descartar el resto, hasta completar el peso requerido.

Imagen 2. Selección de extremos de la muestra

3.

Humedad higroscópica. Se pesa una porción de los cuarteos anteriores y se seca en el horno a una temperatura de 110 ± 5 °C. Pasado las 24 horas se saca la muestra y se anota el peso.

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Imagen 3. Humedad higroscópica

4. Se lava a continuación la muestra sobre el tamiz de 0,074 mm (N° 200) con abundante agua, evitando frotarla contra el tamiz y teniendo mucho cuidado de que no se pierda ninguna partícula de las retenidas en él.

Imagen 4. Muestra

lavada

5. Se recoge lo retenido en un recipiente, se deja en el horno un tiempo de 24 horas a una temperatura de 110 ± 5 °C y se pesa de nuevo.

Imagen 5. Peso de

6.

muestra seca

Una vez que la muestra ya está disgregada y seca, se escogen los tamices que van a utilizarse. Como se van a realizar trabajos detallados deben MECÁNICA DE SUELOS

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utilizarse intervalos de tamices cada ¼ Φ. Para el objetivo de estas prácticas se pueden tomar rangos cada 1 Φ.

Imagen 6. Elección de

7.

tamices

Antes de comenzar el análisis, se debe verificar que todos los tamices estén limpios. Para limpiarlos se utilizan unas brochas de acuerdo al tamaño de la abertura de la malla; no se deben tocar las mallas con las manos.

Imagen 7. Limpieza de tamices (brocha)

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8.

Se colocan los tamices por orden de malla, de manera que la que tenga una abertura mayor quede hasta arriba y la de menor abertura hasta el fondo, antes del plato que retendrá la porción más fina. Si se va a tamizar a mano, esto se debe realizar con un movimiento rotatorio, combinando con una sacudida y con duración de por lo menos 15 minutos.

Imagen 8. Tamices

9.

ordenados

Vierta la arena del tamiz sobre la bandeja previamente pesado. Procure que ningún tipo de material quede adherido al tamiz. Así, sucesivamente debe llevarse a cabo el vaciado de cada uno de los tamices e irlos pesando. Tamiz

Peso (g)

Numero 04 Numero 08 Numero 10 Numero 16 Numero 20 Numero 30 Numero 40 Numero 50 Numero 60 Numero 80 Numero 100

0.1 0.5 0.2 2.2 3.7 16.2 36.1 988.3 950.0 655.5 299.5

10. Finalmente, se calcula el porcentaje retenido sobre cada tamiz en la siguiente forma: Se calcula el porcentaje más fino. Restando en forma acumulativa de 100% los porcentajes retenidos sobre cada tamiz. % PASA=100−% RETENIDO ACUMULADO

IV.

TRABAJO DE GABINETE MECÁNICA DE SUELOS

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CONTENIDO DE HUMEDAD INFORME: 04

FEHCA DE ENSAYO: 26/09/19

ENSAYO: Ensayo Granulométrico por Tamizado UBICACIÓN: Esperanza - Trujillo

MUESTRA N°: 02

N° DE TAMIZ

PROFUNDIDAD (m): 02

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO ABERT. (m.m)

PESO RETEN. (g)

3/8”

9.525

0

0

0

100.000

N°4

4.760

0.1

0.003

0.003

99.997

N°8

2.380

0.5

0.016

0.019

99.981

N°10

2.000

0.2

0.006

0.025

99.975

N°16

1.190

2.2

0.070

0.095

99.905

N°20

0.840

3.79

0.120

0.215

99.785

N°30 N°40 N°50 °60 N°80

0.590 0.426 0.297 0.25 0.18

16.2 36.1 988.3 950.0 655.5

0.514 1.145 31.340 30.125 20.786

0.729 1.874 33.214 63.339 84.125

99.271

98.126 66.786 36.661 15.875

N°100

0.149

299.5

9.497

93.622

6.378

N°200 PLATO

0.074

156.9 44.4

4.970 1.408

98.592

1.408

3153.49

100

100 ___

0 ___

∑

___

RETENIDO RET. ACUM (%) (%)

PASA (%)

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DATOS DEL MATERIAL Peso Inicial Seco(G)

4537

Peso Lavado Seco(G)

3185.6

Pérdida Por Lavado (G)

1351.4

Grava (%) Arena (%) Finos (%)

0.03 98.589 1.408

INTERPOLACIÓN

D10

¿ Ds

(%Ps− x )(Ds − Di) %Ps −%Pi

 DX = Diámetro incognito (10, 30, y 60)  DS = Diámetro de malla superior  DI = Diámetro de malla inferior  PS = Porcentaje que pasa por la malla superior 

PI = Porcentaje que pasa por la malla inferior

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D10 ¿ Ds−

¿ Ds−

(%Ps −x )( Ds − Di ) %Ps −%Pi

(%Ps −x )( Ds − Di ) %Ps −%Pi

¿ 0.18−

(15.875−10 )( 0.18−0.149 ) 15.875−6.378

D10=0.161

D30 ¿ Ds− ¿ Ds−

(%Ps −x )( Ds − Di ) %Ps −%Pi

(%Ps −x )( Ds − Di ) %Ps −%Pi

¿ 0.25−

(36.661−30 )(0.25− 0.18) 36.661−15.875

D30=0.228

D60 ¿ Ds−

¿ 0.297−

(%Ps −x )( Ds − Di ) %Ps −%Pi

(66.786− 60)( 0.297−0.25 ) 66.786 −36.661

D60=0.286

D10 D30 D60

0.161 0.228 0.286

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CU = D60 / D 10

Cu=

D 60 D 10

Cu=0.286/0.161 Cu=1.776 CC = ( D30 )2 / D60 x D10

Cc=

( D30 ) ° D 60∗D 10

Cc=1.192

Cu

1.776

Cc

1.129

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CU CUR RVA G GR RANUL ANULOM OM OMÉ ÉTR TRICA ICA 100

10

1 0.01

V.

0.1

1

10

CONCLUSIONES 

Se determinó el Peso Volumétrico de la masa, y el resultado fue: �� = 1.82 [g/cm3]

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VI.

VII.



Se interpretó que el peso volumétrico está en función del peso y el volumen de la masa.



Se procedió a hacer este laboratorio con la ayuda de la norma técnica peruana (NTP 339.139).



Se aplicó el principio de Arquímedes para calcular la variación de volumen.

RECOMENDACIONES 

Las muestras deben de llegar inalteradas al laboratorio, un transporte adecuando, cerrado en una membrada de plástico libre de humedad.



Pesar con suma cautela y precisión las muestras de suelo, así como las tara y canastilla para evitar posibles errores.



Calentar la parafina hasta que esta se vuelva completamente líquida para mayor facilidad de manipulación

REFERENCIAS

 NORMA TÉCNICA PERUANA NPT. 339.139 1999 SUELOS. Método normalizado para el peso Volumétrico de Suelos Cohesivos.



Juárez Badillo, E. y Rico Rodríguez, A. Mecánica de Suelos. 3ra. Ed., Limusa, 2001.



Fundamentos de ingeniería geotécnica – Braja Das

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