Descripción e Identificación de Suelos, PDF

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL LABORATORIO DE SUELOS MANUAL DE INSTRUCTIVOS LABORATORIO No.1 DESCRIPCIÓN E IDENTIFICACIÓN DE SUELOS (PROCEDIMIENTO VISUAL Y MANUAL) NORMA ASTM D2488-171 1. OBJETIVO Describir el procedimiento para identificar suelos el cual se basa en el sistema de clasificación unificada. La identificación se hace mediante un examen visual y mediante ensayos manuales, lo cual debe indicarse claramente al elaborar el respectivo informe. 2. DEFINICIONES 2.1 Para las partículas retenidas en el tamiz de 75 mm (3"), se sugieren las siguientes definiciones: ▪ Fragmentos de rocas: Partículas de roca que no pasan una malla con abertura cuadrada de 300 mm (12"). ▪ Bolones: Partículas de roca que pasan una malla con abertura cuadrada de 300 mm (12") y quedan retenidas en un tamiz de 75 mm (3"). 2.2 Grava: Partículas de roca que pasan un tamiz de 75 mm (3") y quedan retenidas sobre un tamiz de 4.75 mm (No.4) con las siguientes subdivisiones: ▪ Gruesa: Pasa tamiz de 75 mm (3") y queda retenida sobre tamiz de 19 mm (3/4"). ▪ Fina: Pasan tamiz de 19 mm (3/4") y queda retenida sobre tamiz de 4.75 mm (No.4). 2.3 Arena: Partículas de roca que pasan un tamiz de 4. 75 mm (No.4) y quedan retenidas sobre un tamiz de 75 µm (No.200) con las subdivisiones siguientes: ▪ Gruesa: Pasa tamiz de 4.75 mm (No.4) y queda retenida sobre tamiz de 2.00 mm (No.10). ▪ Media: Pasa tamiz 2.00 mm (No.10) y queda retenida sobre tamiz de 425 µm (No.40). ▪ Fina: Pasa tamiz de 425 µm (No.40) y queda retenido sobre tamiz de 75 µm (No.200). 2.4 Arcilla: Suelo que pasa tamiz de 75 µm (No.200), el cual puede mostrar la plasticidad (consistencia como de masilla) dentro de un cierto intervalo de humedad, pero que muestra considerable resistencia cuando se seca al aire. Para su clasificación, una arcilla es un suelo de grano fino, o la porción fina de un suelo con un índice de plasticidad igual o mayor que 4, para el cual la coordenada que representa el índice plástico contra el límite líquido en la carta de plasticidad cae por encima de la línea "A". 2.5 Limo: Suelo que pasa tamiz de 75 µm (No.200), ligeramente plástico o no plástico y que exhibe poca o ninguna resistencia cuando se seca al aire. P ágina 1|7  UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL LABORATORIO DE SUELOS MANUAL DE INSTRUCTIVOS Para clasificación, un limo es un suelo de grano fino, o la porción fina de un suelo con índice plástico menor que 4, para el cual la coordenada que representa el índice plástico contra el límite líquido cae por debajo de la línea "A", en la carta de plasticidad. 2.6 Arcilla orgánica: Una arcilla con suficiente contenido orgánico como para influir en las propiedades del suelo. Por clasificación, una arcilla orgánica es un suelo que sería clasificado como arcilla, excepto que el valor de su límite líquido después de secada en el horno es menor que el 75 % de dicho valor antes de secarlo. 2.7 Limo orgánico: Un limo con suficiente contenido orgánico como para influir en las propiedades del suelo. Por clasificación, un limo orgánico es un suelo que sería clasificado como limo, excepto que su valor de límite líquido después de secarse en el horno es menor que el 75 % de dicho valor antes de secarlo. 2.8 Turba: Un suelo primordialmente de textura vegetal en estados variables de descomposición, usualmente con olor orgánico, color entre oscuro y negro, consistencia esponjosa, y contextura que varía desde fibrosa hasta amorfa. 3. USO Y SIGNIFICADO 3.1 Usando el examen visual y mediante ensayos manuales simples, este laboratorio da los criterios para describir e identificar los suelos. 3.1.1 Los suelos están clasificados en suelos gruesos y finos. En los suelos gruesos podemos observar las gravas (G) y arenas (S). En los suelos finos encontramos arcillas (C) y limo (M). 3.2 La información proporcionada por este laboratorio se puede utilizar para describir un suelo y para ayudar en la evaluación de sus propiedades significativas con fines de Ingeniería. a) b) c) d) Figura 1: Clasificación delos suelos: a) gravas, b) arenas, c) arcillas y d) limo. P ágina 2|7  UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL LABORATORIO DE SUELOS MANUAL DE INSTRUCTIVOS 4. PROCEDIMIENTO INFORMACIÓN DESCRIPTIVA PARA LOS SUELOS 4.1 Suelos gruesos 4.1.1 Angulosidad: Describir la angulosidad de la arena (únicamente tamaños gruesos), grava, bolones y fragmentos de rocas, como angulosos, sub-angulosos, sub-redondeados y redondeados de acuerdo con el criterio de la Tabla 1. Se puede establecer un intervalo de angulosidad, tal como de sub-redondeados a redondeados. Tabla 1: Angulosidad de las partículas gruesas Descripción Criterios Partículas con bordes agudos y caras relativamente Angulosa planas con superficies sin pulimentar. Partículas similares a las angulosas, pero con bordes Sub-angulosa algo redondeados. Partículas con casi todas las caras planas, pero con Sub-redondeado esquinas y bordes redondeados. Redondeado Partículas con lados curvados suavemente y sin bordes. P ágina 3|7  UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL LABORATORIO DE SUELOS MANUAL DE INSTRUCTIVOS La forma de la partícula se describirá de la siguiente manera, donde la longitud, el ancho y el espesor se refieren a las dimensiones mayor, intermedia y menor de una partícula, respectivamente, ver tabla 2. Tabla 2. Criterios para la forma del grano Dimensiones de Imagen Características partícula Plano: W/T > 3 W = ancho Alargado: L/W > 3 T = espesor Plano y alargado: cumple L = longitud ambos criterios. 4.1.2 Color: En exploraciones de campo el color del suelo puede ser un dato útil para diferenciar los diferentes estratos y para identificar tipos de suelos cuando se posee alguna experiencia. Para la determinación del color se toma como base internacional la Carta de colores Munsell que permite a través de sus propios códigos clasificar el color. Cada hoja de la carta de color muestra información sobre el color espectral dominante Ejemplo: 7.5YR 5/8 Yellowwish red (Pardo Oscuro) - Value representa la variación de tintes pasando desde el oscuro (valores más bajos) al claro. Se representan como un número en el numerador de una fracción. - Chroma determina la mayor o menor fuerza del color espectral. Se debe especificar si es suelo seco o húmedo. 4.1.3 Olor: Suelos que contengan una cantidad significativa de material orgánico generalmente tienen un olor característico de vegetación en putrefacción, el cual se hace más patente en las muestras frescas. 4.2 Suelos Finos 4.2.1 Color: En exploraciones de campo el color del suelo puede ser un dato útil para diferenciar los diferentes estratos y para identificar tipos de suelos cuando se posee alguna experiencia. Para la determinación del color se toma como base internacional la Carta de colores Munsell que permite a través de sus propios códigos clasificar el color. Cada hoja de la carta de color muestra información sobre el color espectral dominante Ejemplo: 7.5YR 5/8 Yellowwish red (Pardo Oscuro) P ágina 4|7  UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL LABORATORIO DE SUELOS MANUAL DE INSTRUCTIVOS - Value representa la variación de tintes pasando desde el oscuro (valores más bajos) al claro. Se representan como un número en el numerador de una fracción. - Chroma determina la mayor o menor fuerza del color espectral. Se debe especificar si es suelo seco o húmedo. 4.2.2 Olor: Suelos que contengan una cantidad significativa de material orgánico generalmente tienen un olor característico de vegetación en putrefacción, el cual se hace más patente en las muestras frescas. 4.2.3 Ensayo de dilatancia (ensayo de sacudimiento). Una muestra de suelo húmedo de aproximadamente 10 cm3. Se coloca en la palma de la mano y agita horizontalmente, golpeando vigorosamente contra la mano por algunos minutos. Se observa si aparece agua en la superficie de la pasta, ver figura 2. Se observa la reacción cuando aparezca el agua en la superficie del suelo, el cual mostrará una consistencia gelatinosa y de aspecto brillante. Se exprime la muestra cerrando la mano o apretándola entre los dedos y se anota la reacción como nula, lenta, o rápida de acuerdo con los criterios de la Tabla 4. Figura 2: Ensayo de dilatancia. Tabla 4: Criterios para describir la dilatancia Descripción Criterios Nula No hay cambio visible en la muestra El agua aparece lentamente en la superficie del espécimen durante Lenta su sacudimiento y no desaparece o desaparece lentamente al apretarlo El agua aparece rápidamente sobre la superficie de la muestra Rápida mientras se la sacude y desaparece rápidamente al apretarla. P ágina 5|7  UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL LABORATORIO DE SUELOS MANUAL DE INSTRUCTIVOS 4.2.4 Ensayo de Resistencia en Estado Seco (ensayo de rotura) Se evalúa la resistencia ante la presión de los dedos, de una porción de suelo secada al aire, ver figura 3. Se ensaya la resistencia de las bolitas o los terrones apretándolos entre los dedos. Se anota su resistencia como nula, baja, mediana, alta, o muy alta, de acuerdo con los criterios de la Tabla 5. Figura 3. Resistencia de rotura. Tabla 5: Criterios para describir la resistencia en seco Descripción Criterios Nula La muestra seca se desmorona a la simple manipulación. La muestra seca se desmorona hasta pulverizarse con ligera presión Baja de los dedos. La muestra seca se rompe en fragmentos o se desmorona con presión Mediana considerable de los dedos. No podrá romperse la muestra seca con la presión de los dedos, pero Alta se romperá en fragmentos al aprisionarla con el pulgar sobre una superficie dura. No podrá romperse la muestra seca al aprisionarla con el pulgar Muy alta sobre una superficie dura. 4.2.5 Ensayo de plasticidad La plasticidad es una propiedad física de un suelo de grano fino que, con un adecuado contenido de agua, permite ser amasado hasta darle consistencia similar a la masilla. El suelo se rola hasta formar rollitos de 3.2 mm de diámetro. Si el suelo puede ser enrollado fácilmente en forma de cilindro sin desmenuzarse es plástico (arcilla), ver figura 4. La plasticidad del material se debe describir según los criterios dados en la Tabla 6. P ágina 6|7  UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL LABORATORIO DE SUELOS MANUAL DE INSTRUCTIVOS Figura 4: Ensayo de plasticidad. Tabla 6: Criterios para describir la plasticidad Descripción Criterios No pueden formarse rollos de 3.2 mm con ningún contenido de No plástico humedad. Baja Difícilmente pueden formarse rollitos. Puede formarse rollos y remodelarlos. Permite volverse a enrollar varias Alta veces la misma muestra. P ágina 7|7  UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL LABORATORIO DE SUELOS MANUAL DE INSTRUCTIVOS 5. RESULTADOS Y PREGUNTAS: SUELO GRUESO N° Color Tamaño de la partícula (forma) Olor Angulosidad Muestra Hoja V/C Nombre W T L Características SUELO FINO N° Color Olor Dilatancia Plasticidad Rotura Muestra Hoja V/C Nombre 1. ¿Qué propiedades de los suelos deben estudiar los ingenieros? 2. ¿De qué depende la diversidad de colores de los suelos? 3. ¿Qué indica el color negro, rojo, amarillo o blanco en los suelos? 6. NORMA DE REFERENCIA ASTM D2488 -171