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TALLER BÁSICO DE
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos
Expositor: Antioco Quiñones Villanueva
atqv65@yahoo.es
aquinones@uni.edu.pe
aquinonesv@hotmail.com
MECÁNICA DE SUELOS
Análisis Granulométrico por Tamizado
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos GRANULOMETRIA POR TAMIZADO
Análisis Granulométrico Por Tamizado
ASTM D422
Nos permite la determinación cuantitativa de la
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Nos permite la determinación cuantitativa de la distribución de tamaños de partículas de suelo.
Esta norma describe el método para determinar los porcentajes de suelo que pasan por los distintos tamices de la serie empleada en el ensayo, hasta el de 0.074 mm (N°200) .
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Laboratorio de Mecánica de Suelos EQUIPO
• Tamices de malla cuadrada.• Balanza con sensibilidad de 0.1 gramo.• Horno de secado.• Bandejas, cepillos y brochas.
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• Muestra representativa del suelo.
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Laboratorio de Mecánica de Suelos EQUIPO
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Horno de secado
Juego de TamicesConstruidos de acuerdo a la Norma ASTM
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Balanza digital- 0,01 g. para muestras de menos de 200g.Taras y recipientes
Resistentes a altas temperaturas y corrosión
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- 0,01 g. para muestras de menos de 200g.– 0.1 gr. Para muestras de mas de 200g-Resistentes a altas temperaturas y corrosión
Muestra representativa
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Laboratorio de Mecánica de Suelos EQUIPO
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Tamiz de 3” Tamiz Nº 4 Tamiz Nº 200
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Laboratorio de Mecánica de Suelos SERIE DE TAMICES
3” (75.0 mm)2 ½” (63.0 mm)2” (50.0 mm)1 ¾” (45.0 mm)
1/2” (12.5 mm)3/8” ( 9.5 mm)5/16”( 8.0 mm)1/4” ( 6.3 mm)
N° 12 (1.70 mm)N° 14 (1.40 mm)N° 16 (1.18 mm)N° 18 (1.00 mm)
N° 50 (0.300mm)N° 60 (0.250mm)N° 70 (0.212mm)N° 80 (0.180mm)
Serie de Tamices ASTM
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1 ½” (37.5 mm)1 ¼” (31.5 mm)1” (25.0 mm)7/8” (22.4 mm)¾” (19.0 mm)5/8” (16.0 mm)
N° 4 (4.75 mm)N° 5 (4.00 mm)N° 6 (3.35 mm)N° 7 (2.80 mm)N° 8 (2.36 mm)N° 10(2.00 mm)
N° 20 (0.850mm)N° 25(0.710 mm)N° 30 (0.600mm)N° 35 (0.500mm)N° 40 (0.425mm)N° 45 (0.355mm)
N° 100(0.150mm)N° 120(0.125mm)N° 140(0.106mm)N° 170(0.090mm)N°200(0.075mm)
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Laboratorio de Mecánica de Suelos SERIE DE TAMICES
3” (75.0 mm)2” (50.0 mm)1 ½” (37.5 mm)1” (25.0 mm)
N° 4 (4.75 mm)N° 10(2.00 mm)N° 20 (0.850mm)N° 30 (0.600mm)
Serie de Tamices usados para el ensayo por tamizado según la Norma ASTM-422
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1” (25.0 mm)¾” (19.0 mm)1/2” (12.5 mm)3/8” ( 9.5 mm)1/4” ( 6.3 mm)
N° 30 (0.600mm)N° 40 (0.425mm)N° 60 (0.250mm)N° 100(0.150mm)N°200(0.075mm)
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Laboratorio de Mecánica de Suelos PROCEDIMIENTO
FASES DEL ENSAYO:• Cuarteo de la muestra.• Secado en el horno.• Lavado por la malla Nº 200.
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• Secado en el horno de la muestra lavada.• Tamizado de la muestra.• Pesado del material retenido en cada tamiz.• Correcciones y cálculos.
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Laboratorio de Mecánica de Suelos CUARTEO DE LA MUESTRA
Mezclar la muestra:
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Obtener una muestra uniforme:
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Laboratorio de Mecánica de Suelos CUARTEO DE LA MUESTRA
Dividir la muestra uniforme en cuatro partes iguale s:
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Laboratorio de Mecánica de Suelos CUARTEO DE LA MUESTRA
Tomar dos de las cuatro partes y mezclar. De estar forma reducir la muestra hasta completar el peso requerido.
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Pesar la muestra seleccionada y llevarla al horno por 24 horas.
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Laboratorio de Mecánica de Suelos LAVADO DE LA MUESTRA
Una vez seca y fría la muestra en el horno, ésta se debe pesar. Se anota el peso de la muestra secada al hor no
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Laboratorio de Mecánica de Suelos LAVADO DE LA MUESTRA
Para el lavado de la muestra se usa el siguiente eq uipo: la malla Nº 200, pipeta, y vasijas.
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Laboratorio de Mecánica de Suelos LAVADO DE LA MUESTRA
Para el lavado de la muestra se usa la malla Nº 200. Se echa la muestra en porciones, de forma que no se pierda partículas mayores a 0.074 mm (diámetro de l a malla Nº 200.
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Laboratorio de Mecánica de Suelos SECADO EN EL HORNO
Una vez lavada la muestra por la malla Nº 200, el material retenido debe secarse en el horno por 24 horas. Luego de esa etapa, se enfría la muestra y s e pesa. Así se obtiene el peso lavado y secado al hor no.
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Laboratorio de Mecánica de Suelos TAMIZADO DE LA MUESTRA
La muestra se echa por la parte superior de la serie de tamices y luego se sacude por espacio de
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diez a quince minutos. Se debe tener cuidado de no perder material durante el zarandeo.
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Laboratorio de Mecánica de Suelos PESADO DEL MATERIAL RETENIDO
Luego de tamizado se procede a pesar el material retenido en cada malla.
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cada malla.
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Laboratorio de Mecánica de Suelos DATOS QUE SE OBTIENEN
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Laboratorio de Mecánica de Suelos DATOS QUE SE OBTIENENTAMIZ ABERTURA Peso Retenido
(mm) (grs)
3" 76.200
2" 50.300
1 1/2" 38.100 80.0
1" 25.400 172.5
3/4" 19.050 43.2
1/2" 12.700 112.0
3/8" 9.525 58.9
1/4" 6.350 82.0
Peso de la muestra
secada al horno (W1): 1366.6
Peso de la muestra lavada
y secada al horno (W2): 918.4
W1 - W2 = 448.2
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1/4" 6.350 82.0
Nº 4 4.760 32.1
Nº 10 2.000 93.6
Nº 20 0.840 57.5
Nº 30 0.590 22.1
Nº 40 0.426 20.2
Nº 60 0.250 55.0
Nº 100 0.149 55.1
Nº 200 0.074 34.2
Platillo 448.2
Suma: 1366.6
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Laboratorio de Mecánica de Suelos CALCULOS
1
100*Re%
W
mallaWtenido =
Donde:W malla : Peso retenido por la malla.W1 : Peso de la muestra secada al horno.
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W1 : Peso de la muestra secada al horno.
Ejemplo para la malla Nº 30:
6.16.1366
100*1.22Re% ==tenido
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Laboratorio de Mecánica de Suelos CALCULOSTAMIZ ABERTURA Peso Retenido % Parcial
(mm) (grs) Retenido
3" 76.200
2" 50.300
1 1/2" 38.100 80.0 5.9
1" 25.400 172.5 12.6
3/4" 19.050 43.2 3.2
1/2" 12.700 112.0 8.2
3/8" 9.525 58.9 4.3
1/4" 6.350 82.0 6.0
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1/4" 6.350 82.0 6.0
Nº 4 4.760 32.1 2.3
Nº 10 2.000 93.6 6.8
Nº 20 0.840 57.5 4.2
Nº 30 0.590 22.1 1.6
Nº 40 0.426 20.2 1.5
Nº 60 0.250 55.0 4.0
Nº 100 0.149 55.1 4.0
Nº 200 0.074 34.2 2.5
Platillo 448.2 32.8
Suma: 1366.6 100.0
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Laboratorio de Mecánica de Suelos CALCULOSTAMIZ ABERTURA Peso Retenido % Parcial % Acumulado
(mm) (grs) Retenido Retenido Pasa
3" 76.200 0.0 100.0
2" 50.300 0.0 100.0
1 1/2" 38.100 80.0 5.9 5.9 94.1
1" 25.400 172.5 12.6 18.5 81.5
3/4" 19.050 43.2 3.2 21.6 78.4
1/2" 12.700 112.0 8.2 29.8 70.2
3/8" 9.525 58.9 4.3 34.1 65.9
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1/4" 6.350 82.0 6.0 40.1 59.9
Nº 4 4.760 32.1 2.3 42.5 57.5
Nº 10 2.000 93.6 6.8 49.3 50.7
Nº 20 0.840 57.5 4.2 53.5 46.5
Nº 30 0.590 22.1 1.6 55.2 44.8
Nº 40 0.426 20.2 1.5 56.6 43.4
Nº 60 0.250 55.0 4.0 60.7 39.3
Nº 100 0.149 55.1 4.0 64.7 35.3
Nº 200 0.074 34.2 2.5 67.2 32.8
Platillo 448.2 32.8 100.0 0.0
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Laboratorio de Mecánica de Suelos CURVA GRANULOMETRICA
CURVA GRANULOMÉTRICA
60
70
80
90
100
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0
10
20
30
40
50
0.010.1110100
ABERTURA (mm)
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Laboratorio de Mecánica de Suelos CURVAS TIPICAS
CURVA GRANULOMÉTRICA
80
90
100
Grava mal graduada (GP):
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0
10
20
30
40
50
60
70
0.010.1110100
ABERTURA (mm)
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Laboratorio de Mecánica de Suelos CURVAS TIPICAS
Grava bien graduada (GW): CURVA GRANULOMÉTRICA
80.0
90.0
100.0
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0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
0.0100.1001.00010.000100.000
ABERTURA (mm)
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos CURVAS TIPICAS
Grava arcillosa (GC):
CURVA GRANULOMÉTRICA
80
90
100
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0
10
20
30
40
50
60
70
0.010.1110100
ABERTURA (mm)
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Laboratorio de Mecánica de Suelos CURVAS TIPICAS
Arena mal graduada (SP): CURVA GRANULOMÉTRICA
80
90
100
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0
10
20
30
40
50
60
70
0.010.1110100
ABERTURA (mm)
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Laboratorio de Mecánica de Suelos CURVAS TIPICAS
Arena limosa (SM): CURVA GRANULOMÉTRICA
80.0
90.0
100.0
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0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
0.0100.1001.00010.000100.000
ABERTURA (mm)
PO
RC
EN
TA
JE A
CU
MU
LAD
O Q
UE
PA
SA
(%
)
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Laboratorio de Mecánica de Suelos CURVAS TIPICAS
Arena arcillosa (SC):
CURVA GRANULOMÉTRICA
80
90
100
Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI
0
10
20
30
40
50
60
70
0.010.1110100
ABERTURA (mm)
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Laboratorio de Mecánica de Suelos CURVAS TIPICAS
Limo de baja plasticidad (ML): CURVA GRANULOMÉTRICA
70
80
90
100
Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI
0
10
20
30
40
50
60
70
0.010.1110100
ABERTURA (mm)
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos CURVAS TIPICAS
Arcilla de baja plasticidad (CL): CURVA GRANULOMÉTRICA
80.0
90.0
100.0
Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
0.0100.1001.00010.000100.000
ABERTURA (mm)
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos CURVAS TIPICAS
Arcilla de alta plasticidad (CH): CURVA GRANULOMÉTRICA
70
80
90
100
Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI
0
10
20
30
40
50
60
70
0.010.1110100
ABERTURA (mm)
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Laboratorio de Mecánica de Suelos CALCULOS:
PIPS
DIDSXPSDSDX %%
))((%−
−−−=
FORMULAS DE INTERPOLACION
Donde:
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DX : Diámetro incógnita (10, 30, 60)DS : Diámetro de la malla superiorDI : Diámetro de la malla inferiorPS : Porcentaje que pasa por la malla superiorPI : Porcentaje que pasa por la malla inferior
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Laboratorio de Mecánica de Suelos CALCULOS: EJEMPLO 1
3" 76.200
2" 50.300
1 1/2" 38.100
1" 25.400
3/4" 19.050
1/2" 12.700
3/8" 9.525 100.0
TamizAbertura
(mm)(%) acumulado
que pasa Para el D10:
PIPS
DIDSPSDSD
%%))(10(%
10 −−−−=
D10 = IncógnitaDS = 0.250 mm
Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI
3/8" 9.525 100.0
1/4" 6.350 99.2
Nº4 4.760 98.7
Nº10 2.000 97.5
Nº20 0.840 96.1
Nº30 0.590 89.5
Nº40 0.426 68.5
Nº60 0.250 19.8
Nº100 0.149 8.4
Nº200 0.074 4.3
DS = 0.250 mmDI = 0.149 mmPS = 19.80%PI = 8.4%
40.880.19)149.0250.0)(1080.19(
250.010 −−−−=D
163.010 =D
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Laboratorio de Mecánica de Suelos CALCULOS: EJEMPLO 1
3" 76.200
2" 50.300
1 1/2" 38.100
1" 25.400
3/4" 19.050
1/2" 12.700
3/8" 9.525 100.0
TamizAbertura
(mm)(%) acumulado
que pasa Para el D30:
PIPS
DIDSPSDSD
%%))(30(%
30 −−−−=
D30 = IncógnitaDS = 0.426 mm
Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI
3/8" 9.525 100.0
1/4" 6.350 99.2
Nº4 4.760 98.7
Nº10 2.000 97.5
Nº20 0.840 96.1
Nº30 0.590 89.5
Nº40 0.426 68.5
Nº60 0.250 19.8
Nº100 0.149 8.4
Nº200 0.074 4.3
DS = 0.426 mmDI = 0.250 mmPS = 68.50%PI = 19.80%
80.1950.68)250.0426.0)(3050.68(
426.030 −−−−=D
287.030 =D
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Laboratorio de Mecánica de Suelos CALCULOS: EJEMPLO 1
3" 76.200
2" 50.300
1 1/2" 38.100
1" 25.400
3/4" 19.050
1/2" 12.700
3/8" 9.525 100.0
TamizAbertura
(mm)(%) acumulado
que pasa Para el D60:
PIPS
DIDSPSDSD
%%))(60(%
60 −−−−=
D30 = IncógnitaDS = 0.426 mm
Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI
3/8" 9.525 100.0
1/4" 6.350 99.2
Nº4 4.760 98.7
Nº10 2.000 97.5
Nº20 0.840 96.1
Nº30 0.590 89.5
Nº40 0.426 68.5
Nº60 0.250 19.8
Nº100 0.149 8.4
Nº200 0.074 4.3
DS = 0.426 mmDI = 0.250 mmPS = 68.50%PI = 19.80%
80.1950.68)250.0426.0)(6050.68(
426.060 −−−−=D
395.060 =D
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Laboratorio de Mecánica de Suelos CALCULOS: EJEMPLO 1
Coeficiente de Uniformidad:
42.2163.0395.0
10
60 ===D
DCU
Coeficiente de Curvatura:
Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI
28.1395.0163.0)287.0()( 2
6010
230 ===
xxDD
DCc
Coeficiente de Curvatura:
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Laboratorio de Mecánica de Suelos CALCULOS: EJEMPLO 2
Para el D10:
PIPS
DIDSPSDSD
%%))(10(%
10 −−−−=
D10 = IncógnitaDS = 0.590 mm
3" 76.200
2" 50.300
1 1/2" 38.100 100.0
1" 25.400 81.6
3/4" 19.050 62.8
1/2" 12.700 48.7
3/8" 9.525 40.6
Abertura(mm)
Tamiz(%) acumulado
que pasa
Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI
DS = 0.590 mmDI = 0.426 mmPS = 11.50%PI = 9.30%
30.950.11)426.059.0)(1050.11(
590.010 −−−−=D
478.010 =D
3/8" 9.525 40.6
1/4" 6.350 33.0
Nº4 4.760 29.0
Nº10 2.000 19.6
Nº20 0.840 15.4
Nº30 0.590 11.5
Nº40 0.426 9.3
Nº60 0.250 6.8
Nº100 0.149 5.2
Nº200 0.074 4.1
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos CALCULOS: EJEMPLO 2
Para el D30:
PIPS
DIDSPSDSD
%%))(30(%
30 −−−−=
D30 = IncógnitaDS = 6.350 mm
3" 76.200
2" 50.300
1 1/2" 38.100 100.0
1" 25.400 81.6
3/4" 19.050 62.8
1/2" 12.700 48.7
3/8" 9.525 40.6
Abertura(mm)
Tamiz(%) acumulado
que pasa
Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI
DS = 6.350 mmDI = 4.760 mmPS = 33.0%PI = 29.0%
0.290.33)760.4350.6)(300.33(
350.0630 −−−−=D
158.530 =D
3/8" 9.525 40.6
1/4" 6.350 33.0
Nº4 4.760 29.0
Nº10 2.000 19.6
Nº20 0.840 15.4
Nº30 0.590 11.5
Nº40 0.426 9.3
Nº60 0.250 6.8
Nº100 0.149 5.2
Nº200 0.074 4.1
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos CALCULOS: EJEMPLO 2
Para el D60:
PIPS
DIDSPSDSD
%%))(60(%
60 −−−−=
D30 = IncógnitaDS = 19.050 mm
3" 76.200
2" 50.300
1 1/2" 38.100 100.0
1" 25.400 81.6
3/4" 19.050 62.8
1/2" 12.700 48.7
3/8" 9.525 40.6
Abertura(mm)
Tamiz(%) acumulado
que pasa
Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI
DS = 19.050 mmDI = 12.700 mmPS = 62.80%PI = 48.70%
70.4880.62)700.12050.19)(6080.62(
050.1960 −−−−=D
789.1760 =D
3/8" 9.525 40.6
1/4" 6.350 33.0
Nº4 4.760 29.0
Nº10 2.000 19.6
Nº20 0.840 15.4
Nº30 0.590 11.5
Nº40 0.426 9.3
Nº60 0.250 6.8
Nº100 0.149 5.2
Nº200 0.074 4.1
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos CALCULOS: EJEMPLO 1
Coeficiente de Uniformidad:
20.37478.0789.17
10
60 ===D
DCU
Coeficiente de Curvatura:
Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI
13.3789.17478.0
)158.5()( 2
6010
230 ===
xxDD
DCc
Coeficiente de Curvatura: