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UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRINFACULTAD DE INGENIERA ESCUELA DE FORMACIN PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVILASIGNATURA : MECNICA DE SUELOS IPROFESOR : ING. LEONCIO A. FIGUEROA BALVAS ESTUDIANTES :QUISPE RIVERA, Sergio IvnESCANDON HIDALGO, EmilyESPINOZA CONDOR, AbsoyoshiLUIS MARCELO, BraytonSIMON ROMERO, MiguelangellALCANTARA PORRAS, Josias

TEMA: COMPORTAMIENTO DE SUELOS GRANULARES SEMESTRE: III Cerro de Pasco 2014

COMPORTAMIENTO DE SUELOS GRANULARESCOMPORTAMINETO DE SUELOS GRANULARESINTRODUCCION:

Los suelos son materiales complejos que exhiben un rango amplio de comportamientos mecnicos que dependen de la composicin y estructura del suelo, de la densidad y de las caractersticas de la fuerza aplicada. Esta variedad de comportamientos del suelo nos obliga a clasicar los suelos en dos grupos: cohesivos y no cohesivos (o granulares). Los suelos granulares se denen como aquellos en los cuales las fuerzas intergranulares o atractivas tienen un efecto despreciable en el comportamiento mecnico observado. Esta categora engloba a rocas, gravas y arenas.

1.- FORMAS Y TAMAO DE LAS PARTICULAS:

ESCALA DE TAMAO:Los suelos se pueden dividir en varios grupos de acuerdo al tamao de sus partculas:

Nombre TamaoBolos> 12 (30.5 cm)Guijarros o canto rodado 312 (7.62-30.5cm) Fragmentos de roca Angulosos > 3Grava3 Tamiz No.4 (4.76mm.) ArenaTamiz No.4 Tamiz No.200Finos< Tamiz No. 200Materia orgnica No tiene lmite de tamaoIDENTIFICACION POR EL TAMAO DE LOS GRANOSNOMBRESDIMENSIONBolos> 305 mm.Canto Rodado 76 a 305 mm Grava Gruesa 19 a 76mm Grava Fina 4.76 a 19 mm Arena Gruesa 2 a 4,76 mm Arena Mediana0,42 a 2 mm Arena Mediana 0,074 a 0,42 mm Finos

< 0,074 mmFORMA DE LAS PARTCULAS

Angulares Granos Redondeadas VoluminososLaminaresAcicularesAngulares o angulosas: Se subdividen en :Angulosas: Son las que tienen aristas no pulimentadas indican que no han sufrido mucho trasporte.Subangulares: Indica corto transporteSon inestables si su e es muy alta.

Redondeadas:Son aquellas que tienen la forma de una esfera, han sufrido mucho transporte.Se subdividen en:Subredondeados (Poco transporte) redondeados (elevado transporte) y muy redondeados (muy alto transporte).Son las mas inestables en estado suelto.

Laminares: Tienen la forma de lminas (escamosos), caracterstico de suelos finos ( micas y algunos minerales arcillosos.Aciculares: Su forma es de tipo agujas delgadas y alargadas, caracterstico de los minerales arcillosos (haloisita), cenizas volcnicas y suelos orgnicos.

2.- DENSIDAD RELATIVAEn la mecnica de suelos, las propiedades mecnicas de los suelos granulares se refieren siempre a su densidad.Este valor luego es relacionado con la densidad mxima y mnima del mismo suelo para obtener el valor de la Densidad Relativa Dr (%)Densidad in situ en suelos granulares

DENSIDAD MNIMA EN SUELOS GRANULARES

La densidad mnima que puede tener un suelo granular se refiere al estado ms suelto que ese suelo puede adoptar, se determina en el laboratorio mediante un ensayo.El mismo consiste en volcar al suelo en estado seco, en un recipiente de volumen conocido a travs de un embudo, desde una altura constante y luego de llenarlo calcular la densidad haciendo

DENSIDAD MXIMA EN SUELOS GRANULARES

La densidad mxima que puede tener un suelo granular se refiere al estado denso que ese suelo puede adoptar, se determina en el laboratorio mediante un ensayo, donde se trata por todos los medios de colocar en un recipiente de volumen conocido, la mayor cantidad de suelo. Para ello se coloca el recipiente sobre una mesa vibrante, y se le adiciona suelo y agua en su interior al mismo tiempo que con una varilla metlica se lo acomoda para permitir una mayor densificacin de su masa.Una ves que el recipiente se llena, se le colocan pesas para transmitirle una tensin establecida por norma y se lo deja en la mesa vibrante hasta que no ingrese ms suelo en el recipiente. Posteriormente se retira todo el suelo y se lo seca a estufa para luego calcular la densidad mxima

CALCULO DE LA DENSIDAD Y DE LA DENSIDAD RELATIVA

3.- ESTRUCTURA DE PARTICULAS, TEXTURA

CLASIFICACION DE LAS PARTICULAS DE SUELO SEGN SU TAMAO:

DETERMINACIN DE LA TEXTURA DEL SUELO

Granulometra: proporcin relativa de arena, limo y arcilla que contiene un suelo.

Textura: tipo de suelo segn su granulometra.

Anlisis granulomtrico: determinacin de los porcentajes de arena, limo y arcilla, una vez que se han separado los fragmentos gruesos.

- Clases extremas: arenosa y arcillosa

Los suelos arenosos se denominan suelos sueltos. Se caracterizan por tener una elevada permeabilidad al agua y por tanto una escasa retencin de agua y de nutrientes.

CARACTERSTICAS DE LOS SUELOS SEGN SU TEXTURA.

Los suelos arcillosos se denominan suelos pesados o fuertes. Presentan baja permeabilidad al agua y elevada retencin de agua y de nutrientes.

4.- DISTRIBUCION DE TAMAO DE PARTICULAS

Se trata de estudiar la distribucin de fracciones comprendidas entre tamaos (dimetros) significativos, con propiedades caractersticas.

5.- APLICACIONES DEL ANALISIS GRANULOMETRICOANLISIS GRANULOMTRICO. Su finalidad es obtener la distribucin por tamao de las partculas presentes en una muestra de suelo. As es posible tambin su clasificacin mediante sistemas como AASHTO o USCS. El ensayo es importante, ya que gran parte de los criterios de aceptacin de suelos para ser utilizados en bases o sub- bases de carreteras, presas de tierra o diques, drenajes, etc., depende de este anlisis. Para obtener la distribucin de tamaos, se emplean tamices normalizados y numerados, dispuestos en orden decreciente. Para suelos con tamao de partculas mayor a 0,074 mm. (74 micrones) se utiliza el mtodo de anlisis mecnico mediante tamices de abertura y numeracin indicado en la tabla 1.5. Para suelos de tamao inferior, se utiliza el mtodo del hidrmetro, basado en la ley de Stokes.

Tabla de numeracin y abertura de tamices. Fuente: Espinace R., 1979.Mtodo para anlisis mecnico. Equipo necesario. - Un juego de tamices normalizados segn la tabla anterior. - Martillo de hule- Brocha- CucharonesPala-Agitador mecanico-Balanza

6.- DISEO DE MEZCLALos agregados son cualquier sustancia solida o partculas (masa de materiales casi siempre ptreos) aadidas intencionalmente al concreto que ocupan un espacio rodeado por pasta de cemento, de tal forma, que en combinacin con sta proporciona resistencia mecnica al mortero o concreto en estado endurecido y controla los cambios volumtricos durante el fraguado del cemento.Los agregados ocupan entre 59% y 76% del volumen total del concreto. Estn constituidos por la parte fina (arena) y la parte gruesa (grava o piedra triturada).Adems, la limpieza, sanidad, resistencia, forma y tamao de las partculas son importantes en cualquier tipo de agregado. En nuestro laboratorio nos enfocaremos en esta ltima, teniendo como propiedad LA GRANULOMETRA.Ahora, La granulometra y el tamao mximo de los agregados son importantes debido a su efecto en la dosificacin, trabajabilidad, economa, porosidad y contraccin del concreto.Para la gradacin de los agregados se utilizan una serie de tamices que estn especificados en la Norma Tcnica Colombiana NTC 32, 174, 77 los cuales se seleccionarn los tamaos y por medio de unos procedimientos hallaremos su mdulo de finura, para el agregado fino y el tamao mximo nominal y absoluto para el agregado grueso.

OBJETIVOS DISEO DE MEZCLAS OBJETIVO GENERALDeterminar si la granulometra de los grueso, para un diseo de mezcla adecuado.

OBJETIVOS ESPECFICOSCalcular tamao mximo y tamao mximo nominal para agregados gruesos.Determinar si los agregados son ptimos para la elaboracin de concreto

7.- CONEXIN GRANULOMETRICAEl ensayo de granulometra de los agregados es de vers importancia para el diseo del concreto debido a la relevante influencia de los agregados en la resistencia del mismo.Con lo dicho anteriormente se resalta que para disear un concreto queSuplan las necesidades o requerimientos es menester controlar nuestra variable agregados.Ahora, segn sea el cuidado y control de la granulometra de los agregados as ser los resultados de resistencia y durabilidad de la obra a edificar. Adems, existen normas que rigen los rangos granulomtricos ptimos a utilizar en una mezcla de concreto, por lo tanto en los estudios de agregados es completamente importante regirse a la norma.

MATERIALES UTILIZADOS Muestra de 3000 Kg de agregados gruesos Serie de tamices (2, 1, 3/4, 1/2, 3/8, , #4, #8,#16,#30, #50,#100, #200), fondo.Balanza analtica.Recipientes de plstico.

Agregado GruesoTamao Mximo (TM): 2

ANLISIS DE RESULTADOSDe los resultados obtenidos se puede analizar:AGREGADO GRUESO:A diferencia del agregado fino, el agregado grueso si cumple con las especificaciones establecidas en la norma tcnica colombiana NTC174, lo que dice que si es un buen agregado para la elaboracin del concreto. En la grfica 2 se logra observar que efectivamente la curva granulomtrica de este agregado si queda entre los dos limites, ahora solo faltara hacerle los ensayos de ndice de alargamiento y de aplanamiento para concluir que este agregado cumple al 100% las condiciones para brindar una excelente resistencia al concreto.El tamao mximo nominal es el que nos indica que limites se deben escoger para elaborar la grfica y saber si cumple la norma, ya que con este se logran saberDichos limites; en la grfica 2 se observan estos lmites y gracias a estos es que se pudo concluir que el agregado grueso si cumple las especificaciones de la norma.

Conclusin del Anlisis Granulomtrico Los granos del suelo notienen todas las mismas dimensiones y unensayo de identificacin consiste en estudiar la granulometra de los sueloses decir determinar el porcentaje de granos decada tamao.El estudio de la granulometra tiene como objetivo averiguar la funcinde distribucin del dimetro de las partculas del suelo. Para suelos granulares: se emplea la serie detamices graduados de la ASTM siendo el ms fino N 200Los resultados de unanlisis granulomtrico tambin se pueden representar en forma grfica y en tal casose llaman curvas granulomtricas

8.- DISEO DE FILTROS PARA SISTEMA DE SUBDRENAJELas aguas amenazan en general la vida til de las obras civiles, principalmente la de las vas terrestres, afectndolas de diversas maneras; procedentes de las lluvias, se infiltran o discurren por la superficie del terreno. Las aguas que superficialmente erosionan cortes y terraplenes, y corren hacia las caadas o bajos topogrficos, almacenndose si no son oportunamente conducidas por una alcantarilla; al almacenarse se infiltran en el terreno produciendo una saturacin que reduce su resistencia al esfuerzo cortante y genera asentamientos, fuerzas de filtracin que amenazan su estabilidad y peligro de tubificacin.

Los mtodos de subdrenaje en cortes tienden a controlar el flujo del agua en el talud, evitan que fluya hacia la superficie y as restringir los cambios volumtricos del material y orientar favorablemente las corrientes de filtracin.

Para que sea eficiente y estable debe estar compuesto por un medio filtrante y otro drenante.

Medio de Filtracin: Retiene el suelo permitiendo el paso del agua.Ejemplo: Geotextil no tejido punzonado por agujas,

Medio Drenante: Es el encargado de captar y conducir el agua que pasa a travs del filtro, funcin realizada por un elemento sinttico que se conoce con el nombre de Geored y la tubera perforada es la encargada de conducir el agua a un sistema de evacuacin.SISTEMA DE SUBDRENAJE

Los materiales ms utilizados, histricamente, para la construccin de subdrenes de zanja, son los suelos granulares y bloques de roca.

El material de filtro debe cumplir los siguientes objetivos:

Impedir el paso de las partculas finas del suelo que se va a proteger. Se debe tener en cuenta que los drenes tratan de taponarse por el transporte y el depsito de las partculas ms finas del suelo.

Permitir la filtracin rpida del aguaPara cumplir con estos objetivos, los materiales de filtro deben cumplir ciertos requisitos de granulometra (Figura 2.30). Los materiales deben ser suficientemente gruesos para facilitar el drenaje y suficientemente finos para evitar el peso del suelo que se va a proteger.Materiales Granulares

Criterio de Filtracin o proteccin contra la erosin internaEl filtro protege el suelo contra la erosin interna y al mismo tiempo, permitir el paso del agua.

En la literatura tcnica se han presentado varias relaciones entre los diversos parmetros granulomtricos del suelo y del filtro, que se deben cumplir para garantizar su funcionamiento ptimo. Para objeto del presente texto, slo se presentan los ms empleados.En los suelos granulares y limosos se establecen las siguientes relaciones entre el material del filtro y el suelo alrededor del filtro:

La primera relacin de granulometra de un material de filtro fue la propuesta por Bertram (1940).D15 (filtro)/D85 (suelo) 6 a 11Bertram, Terzaghi y Peck (1967) modificaron esta relacin bajando el lmite a 4.

D15 (filtro)/D85 (suelo) 4

La antigua Secretara de Obras Pblicas de Mxico (SOP), recomendaba un filtro general bsico en todo tipo de suelos para subdrenes de carreteras, de acuerdo con la tabla.Diseo del material de filtroAdicionalmente a los criterios anteriores, se deben tener en cuenta los siguientes: Los suelos residuales son muy variables granulomtricamente y debe realizarse un buen nmero de ensayos de granulometra, previamente al diseo del filtro. Debe tenerse en cuenta que las partculas de mayor tamao tienen muy poco efecto en el proceso de filtracin (Geotechnical Engineering Office, 1993). El parmetro D85 empleado en el criterio de retencin, debe tomarse en forma conservadora teniendo en cuenta la variabilidad del suelo. El chequeo de las condiciones de filtracin debe realizarse en relacin con el material que conduce el flujo y no necesariamente, con todos los materiales en contacto con el dren. Los ensayos de permeabilidad deben ser realizados en el campo, teniendo en cuenta que la permeabilidad obtenida en el laboratorio es muy afectada por el manejo de la muestra.

El drenaje es lo mas importante para la durabilidad del pavimentoGRACIAS POR SU ATENCIN