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Hallar el valor de la gravedad específica del suelo analizado
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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La práctica realizada el 01 de febrero de 2023 en el laboratorio de suelos de la universidad Pontificia Bolivariana, consistió en la realización de diferentes procedimientos basados en las normas INV E- 123 - 13, INV E- 125 - 13, INV E- 126 - 13 e INV E- 181 - 13. Los cuales, se obtenían resultados de granulometría y/o distribución y tamaño de las partículas, límite plástico y límite líquido, ya que, posteriormente estos serán utilizados para la realización de gráficas y cálculos mediante el método SUCS (Sistema Unificado de clasificación de suelos). Para la granulometría se usó la muestra previamente lavada por el tamiz #200 y para los limites líquido y plástico se usó una muestra previamente tamizada por el tamiz #40. Se estableció que es una arena por su contenido debido que su composición es del 50.19%, grava de 0.16% y fino de 49.64%. Para ello, al momento de determinar qué tipo de arena era, se realizó con la carta de plasticidad, es decir con el índice plástico y el límite líquido, obteniendo de esta forma una arena arcillosa de baja plasticidad. Palabras claves: Granulometría, Límite líquido, Límite plástico y arena.
Implementar la norma INV E- 123 - 13 para determinar la distribución y tamaño de partículas de un suelo arcilloso. Determinar los límites líquidos y plásticos de la muestra de suelo, utilizando las normas INV E- 125 - 13 e INV E- 126 - 13 Aplicar el sistema unificado acordado en la norma INV E- 181 - 13 para la clasificación de suelos. MARCO TEÓRICO En ingeniería civil se hace indispensable identificar las propiedades del suelo, siendo las de mayor importancia la estabilidad volumétrica, resistencia mecánica, permeabilidad, durabilidad y compresibilidad. Por lo que existen 2 grupos de suelos los cuales se subdividen: Gravas: G (Gravel) Arenas: S (Sand) SÍMBOLO DEFINICIÓN GW-SW Es un material prácticamente limpio de finos, bien graduado. W: Well graded GP-SP Es un material prácticamente limpio de finos, mal graduado. P: Poorly graded GM-SM Es un material con cantidad apreciable de finos no plásticos. M: del sueco mo y mjala GC-SC Es un material con cantidad apreciable de finos plásticos C: Clay Tabla 1. Subdivisión de gravas y arenas. Tomado y adaptado de: https://suelos.milaulas.com/pluginfile.php/128/mod_resource/content/1/ Mecanica%20de%20suelos%20-%20Juarez%20Badillo.pdf Para ello existen tres clasificaciones de agregados Sin finos : Presentan un contacto grano a grano, es muy permeable y de fácil compactación. Con suficientes finos : Poseen una densidad alta, y gran resistencia mecánica, es decir, resistente a las deformaciones. Con finos : no se presenta contacto grano a grano, susceptibles a baja estabilidad, y disminuye su peso volumétrico. Uno de los principales métodos al momento de una identificación de suelos, es la granulometría, en el cual se permite conocer que tan rico es la muestra en diversidad de tamaños, es decir si es cohesivo o no, se suelen dividir en bien gradados o mal gradados. Para ello, se emplea el tamizado iniciando desde tamices de mayores aberturas hasta unos más pequeños para el caso de las gravas y las arenas, ya que, para los limos y arcillas se realiza por sedimentación por su comportamiento plástico, siendo el método más conocido para esto, el hidrómetro. Ilustración 1. Ilustración 1. Depósitos de suelos. Fuente: https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/handle/unal/ 21/estructuradelsueloygranulometria.pdf
duros, mientras que los limos no son precisamente plásticos ni duros y las arenas se pueden desintegrar tanto en condiciones secas como sueltas. El ensayo consiste en realizar bastones cilíndricos de 3 mm de diámetro, si el suelo es plástico, se moldea fácilmente, por ello se van probando diferentes porcentajes de humedad hasta que se agrieten. La arcilla es la reina, ya que cuando un suelo es plástico se dice que es arcilloso y para los que no poseen suelen ser limos o arenas, que también depende del clima entre otras magnitudes como capacidad portante intervienen en la clasificación. En el caso del límite líquido, es la humedad que presenta un suelo amasado con agua y posteriormente sometido al ensayo, en el cual se coloca el suelo y se divide en dos partes a 13 mm y tras haberse dejado caer 25 veces la cuchara donde se encuentra, se toma los resultados correspondientes. Ilustración 2. Deslizamiento de un suelo en el límite líquido. Fuente: https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/ 282/53973-5.pdf La curva de flujo es la relación directamente proporcional entre el % de humedad y el número de golpes, formando una línea recta. Para los minerales de acilla el valor de limite liquido es mayor que el del plástico. En la figura, se presenta en abscisas el número de golpes y en ordenadas la humedad. Se trazará una recta de pendiente que se adapte a los puntos y la humedad del punto de corte con la ordenada correspondiente a los 25 golpes será el límite líquido. Ilustración 3. Cazuela de Casagrande y gráfica de límite líquido. Fuente: http://uningenierocivil.blogspot.com/2011/03/consistenc ia-limites-de-atterberg.html Se debe tener en cuenta que el secado ya sea en horno o al aire libre, influye en el límite líquido. EQUIPO Balanzas: Equipo utilizado para la obtención del valor de la masa de las muestras de los suelos con legibilidad de 0.01g. Tamices: Equipo usado para la separación de partículas finas de las gruesas, están hechas de tela o rejilla metálica. Para la práctica se emplean el juego de tamices 1 ⁄ 2 , 3 ⁄^8 ", No. 4 , No. 10 , No. 20 No. 40 , No. 60 , No. 140 , No. 200. Placa de vidrio esmerilado: Equipo utilizado como base para formar cilindros de suelo (rollos) para obtener el límite plástico. Cazuela de Casagrande: Equipo utilizado para la determinación del límite líquido de una muestra de suelo.
Ranurador: Equipo usado para realizar aberturas y está hecho de metal no corrosivo o plástico. Recipientes: Herramienta utilizada para conservar la muestra de suelo, estas no deben ser de material corrosivo. Horno: Equipo que genera calor, la cual, al calentar la muestra de suelo, seca el espécimen permitiendo conocer el valor de la muestra seca PROCEDIMIENTO El día miércoles 1 de febrero de 2023 siendo entre las 10:20 y las 10:25 de la mañana, se da inicio la práctica la cual se es guiada por la ingeniera Jicell Viviana Mora Ruiz. Durante el transcurso de la clase, se conocieron al respecto de las normas de INVIAS las cuales se utilizaron para la determinación de los tamaños de las partículas, el límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad y el sistema unificado en suelos. Para conocer al respecto de la norma INV E- 123 - 13, se obtuvo una muestra inicial de 600g, la cual, se realizó el lavado por el tamiz 200. Sin embargo, este parte del laboratorio no se realizó debido que los encargados del laboratorio ya la tenían preparada para realizar la granulometría respectiva. Se debe tener en cuenta que la masa final de la muestra ya en estado seca fue de 303.82g. Ilustración 4. Muestra pasada por el tamiz 200. Fuente: Creación propia Se organiza el juego de los tamices de manera descendente, para agregar la muestra dentro de este. Se realizan movimientos verticales, horizontales y/o rotarios para obtener una buena distribución de las partículas del suelo y así lograr una buena gradación del material. Ilustración 5. Juego de tamices. Fuente: Creación propia Ilustración 6. Tamizado del material. Fuente: Creación propia Al terminar de tamizar, se conoce la masa retenida en cada tamiz. Estos valores serán empleados para la elaboración de la curva granulométrica y nos permitirá conocer de la gradación del suelo usado en la práctica.
Ilustración 13. Muestra final después de utilizar la cazuela. Fuente: Creación propia Al estar lista con los golpes y haber observado una ligera unión, se toma la cantidad de golpes dependiendo el intervalo. Para así, dividir y tomar una pequeña cantidad de la muestra Ilustración 14. División de la muestra. Fuente: Creación propia Ilustración 15. Masa del recipiente. Fuente: Creación propia Ilustración 16. Masa "recipiente + muestra humeda" (Límite líquido). Fuente: Creación propia Después de realizar el ensayo las tres veces y de haber desarrollado el procedimiento para cada uno, se llevan al horno a una temperatura de 110 ± 5 𝐶°. Ilustración 17. Tres muestras listas para llevar al horno. Fuente: Creación propia Sin embargo, como se había mencionado anteriormente la norma INV E- 126 - 13 trabaja en conjunto con el límite líquido, la cual, con el material sobrante, se realiza el ensayo de límite plástico para obtener el índice de plasticidad. Antes de conocer los porcentajes, se debe secar la muestra con la palma de la mano dando movimientos circulares para realizar una esfera. Ilustración 18. Material siendo secado en la palma de las manos. Fuente: Creación propia
Después que se sienta seca, se realizan rollitos de máximo 3 milímetros de diámetro para así observar el agrietamiento que hay en este para así conocer el límite plástico. Si en llegado caso, al primer instante de realizar los rollos no se observan grietas, se vuelve a secar en la palma de las manos. Ilustración 19. Rollos del suelo. Fuente: Creación propia Ilustración 20. Rollos con grietas. Fuente: Creación propia Además, al tener la muestra con lo indicado (grietas) se lleva al horno para conocer la cantidad de agua. Ilustración 21. Masa del recipiente. Fuente: Creación propia Ilustración 22. Masa del "Recipiente + muestra húmeda" (Límite plástico). Fuente: Creación propia Para ir finalizando la práctica, se llevan todas las muestras tanto del límite líquido como límite plástico para conocer el contenido de agua en cada uno. Ilustración 23. Muestras listas para llevar al horno. Fuente: Creación propia Ilustración 24. Muestras en el horno. Fuente: Creación propia A continuación, algunas masas de las muestras después de ser sacadas del horno.
TAMIZ ABERTURA PESO SUELO RETENIDO PORCENTAJE RETENIDO PARCIAL PORCENTAJE QUE PASA No mm (g) (%) (%) 1/2" 12,50 (^) 0,00 0,00 100, 3/8" 9,50 (^) 0,00 0,00 100, 4 4,75 (^) 0,98 0,16 99, 10 2,00 7,33 1,22 98, 20 0,85 (^) 48,01 8,00 90, 40 0,43 (^) 124,95 20,83 69, 60 0,25 (^) 41,16 6,86 62, 140 0,11 (^) 64,16 10,69 52, 200 0,08 15,55 2,59 49, Fondo ------- (^) 297,74 49,62 0, ------- (^) 599,88 ------- ------- Tabla 6. Tabla granulométrica Sin embargo, la tabla 6 nos permite comprender qué tipo de suelo es la muestra utilizada durante la práctica, la cual dichos valores se obtienen por el porcentaje obtenido en el peso retenido
Sin embargo, para la ejecución de la práctica se debe comprender al respecto del límite líquido de la muestra de suelo; por lo que se utiliza la norma INV E- 125 - 13 con el fin de hallar el contenido de agua [humedad (w)] con respecto a la cantidad de golpes utilizadas en la cazuela de Casagrande: Tabla 8. Límite líquido De acuerdo a la tabla 6, se realiza la gráfica de curva de fluidez: Para el límite líquido se utiliza el valor de 25 golpes que se encuentra estipulada en la norma INV E- 125 - 13, el cual se reemplaza en la ecuación de la recta para obtener el valor del límite líquido encontrada en la tabla 10. El término de la plasticidad se conoce como la propiedad de un material el cual es capaz de soportar deformaciones sin desmoronarse y/o agrietarse. Durante la práctica, se utiliza la norma INV E- 126 - 13 la cual trabaja en conjunto con la norma INV E- 125 - 13, por ello se es necesario conocer el límite de plasticidad la cual se utiliza para conocer como ejerce la influencia en la permeabilidad y la compresibilidad del suelo. Los datos recolectados fueron: Limite Plástico Capsula Peso de Capsula (g) Peso Capsula
Determinación del límite líquido y plástico para un suelo caolín amarillo usando el penetrómetro de cono de caída con diferentes modelos de cono. (2016). Universidad Católica de Colombia. Recuperado 8 de febrero de 2023, de https://repository.ucatolica.edu.co/server/ api/core/bitstreams/5e221067-fe95-4ffe- a9e1-909b96b61823/content G. (2022, 19 mayo). Limites Atterberg. Geotecnia y Mecánica de Suelos. https://geotecniaymecanicasuelosabc.co m/limites-atterberg/ INVIAS 123 – 13 Determinación del tamaño de las partículas de suelo INVIAS 125 – 13 Determinación del límite liquido de los suelos INVIAS 126 – 13 Limite plástico e índice de plasticidad de los suelos INVIAS 181 – 13 Sistema unificado de clasificación de suelos para propósitos de ingeniería
