análisis granulométrico por hidrometría nch 3236/2010

6
1 Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería Civil Laboratorio de Geomateriales. Concepción, Miercoles 6 de noviembre de 2013. INFORME 2 MECÁNICA DE SUELOS EXPERIMENTAL ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR HIDROMETRÍA Alumnos: Cesar Cerda y Matías Cuitiño. Profesor: Mauro Poblete F. Introducción. En el presente informe se mostrarán los procedimientos y resultados para la determinación granulométrica de suelos. El ensayo estará enfocado en la clasificación de un suelo mediante la practica del hidrómetro (ASTM D422), que en simples palabras nos ayudará a medir la suspensión de partículas muy finas por el proceso sedimentación (rango de partículas 2 – 60 ) en un medio (Agua), sabiendo que teniendo la masa seca de los finos ensayados es posible establecer su granulometría en forma al diámetro equivalente (Ley Stoke). El método fue propuesto independientemente por Goldschmidt (1926) en Noruega y por Bouyoucos (1927) en los Estados Unidos. Para efectos de la mejor realización de este ensayo nos basaremos en los procedimientos y cálculos que indica la Norma Chilena NCh 3236 – 2010. El ensayo lo dividiremos en 2 pruebas, la primera utilizaremos un suelo de procedencia de la Parcela Cabrera camino 18, muestra 2, Cabrero Región del Bío Bío, donde pondremos en practica la teoría y aprenderemos como realizar el procedimiento por nuestra propia cuenta, determinando puntos críticos dentro de la toma de mediciones para no cometer errores en la segunda prueba que será la definitiva. La segunda prueba corresponde a 3 muestras extraídas en la Ruta Inter portuaria, ubicada en la Región del BíoBío. Prueba 1 Se ensayará una porción de suelo seca que proviene de un bloque de suelo, recibido en el laboratorio “Muestra 2, camino 18 parcela Cabrera”. Se cuenta con la información que el suelo tiene una gravedad especifica Gs = 2,674 [] Exclusivamente para esta fase se realizará el proceso completo, eso quiere decir que se obtendrá la granulometría completa por el ensayo que permite determinar cuantitativamente la distribución de tamaños de partículas de suelo. La distribución de tamaños de partículas más grandes de 75 (ASTM N° 200) se determina por tamizado, mientras que la distribución de tamaños de partículas menor a 75 , está determinada por un proceso de sedimentación, utilizando un hidrómetro 152 que entregará mediciones en g/litro de la gravedad especifica en suspensión o gramos por litro de suspensión (NCh 3236). Procedimientos. a) Se recibe una porción de suelo de 286,7 g de la cual tendremos que realizar los ensayos de tamizado e hidrometría, es por eso que se decide dividir esta porción en 2 partes iguales. Es importante que para el ensayo de hidrometría aseguremos una masa de 100g que pase por el tamiz Nº10. (NCh 3236) b) Para la granulometría por tamizado, se lavara la porción de suelo separada para este fin (Punto a) para poder extraer todo el contenido de finos. (Utilizar malla ASTM 200) Se lleva al horno ASTM para evacuar toda el agua o humedad que puedan quedar entre partículas, este proceso se realiza a 60°C por 24 horas para evitar que la humedad natural que se encuentran dentro de las partículas se pierda (F. Villalobos). c) Se utilizaron tamices de malla Nº 8, 16, 20, 38, 40, 60 y 200. Dispuestos verticalmente unos sobre otro en un orden de arriba hacia a bajo de mayor a menor diámetro. La norma NCh 3236 establece en el punto 3.9 de su Apartado una distribución uniforme de tamices, pero esta no se toma en consideración debido al reducido tamaño del agitador mecánico y la gran demanda que existe en el laboratorio por la utilización de estos equipos. d) Una vez que se introduce el suelo dentro de los tamices, estos se llevan a un agitador operado mecánicamente, permitiendo un movimiento sobre el eje vertical a una velocidad no menor que 10.000 rpm sin carga, por un lapsus de tiempo no inferior a 10 minutos (NCh 3236).

Upload: matias-bastian-cuitino-g

Post on 29-Nov-2015

879 views

Category:

Documents


4 download

DESCRIPTION

Informe Laboratorio Mecánica de Suelos Experimental, determinación granulometría bajo NCh 3236

TRANSCRIPT

Page 1: Análisis Granulométrico por Hidrometría NCh 3236/2010

  1  

     Facultad  de  Ingeniería                                                                Departamento  de  Ingeniería  Civil        Laboratorio  de  Geomateriales.        Concepción,  Miercoles  6  de  noviembre  de  2013.    

 I  N  F  O  R  M  E      2  

MECÁNICA  DE  SUELOS  EXPERIMENTAL    

ANÁLISIS  GRANULOMÉTRICO  POR  HIDROMETRÍA    

Alumnos:  Cesar  Cerda  y  Matías  Cuitiño.    

Profesor:  Mauro  Poblete  F.      

Introducción.    En  el  presente  informe  se  mostrarán  los  procedimientos  y  resultados   para   la   determinación   granulométrica   de  suelos.  El  ensayo  estará  enfocado  en  la  clasificación  de  un  suelo  mediante   la  practica  del  hidrómetro  (ASTM  D422),  que   en   simples   palabras   nos   ayudará   a   medir   la  suspensión   de   partículas   muy   finas   por   el   proceso  sedimentación   (rango   de   partículas   2   –   60  𝜇𝑚  )   en   un  medio  (Agua),  sabiendo  que  teniendo  la  masa  seca  de  los  finos  ensayados  es  posible  establecer  su  granulometría  en  forma  al  diámetro  equivalente  (Ley  Stoke).  El  método  fue  propuesto   independientemente   por   Goldschmidt   (1926)  en   Noruega   y   por   Bouyoucos   (1927)   en   los   Estados  Unidos.    Para   efectos   de   la   mejor   realización   de   este   ensayo   nos  basaremos  en  los  procedimientos  y  cálculos  que  indica  la  Norma  Chilena  NCh  3236  –  2010.    El   ensayo   lo   dividiremos   en   2   pruebas,   la   primera  utilizaremos   un   suelo   de   procedencia   de   la   Parcela  Cabrera     camino  18,  muestra   2,   Cabrero  Región  del   Bío-­‐Bío,     donde   pondremos   en   practica   la   teoría   y  aprenderemos   como   realizar   el   procedimiento   por  nuestra   propia   cuenta,   determinando   puntos   críticos  dentro  de  la  toma  de  mediciones  para  no    cometer  errores  en   la   segunda   prueba   que   será   la   definitiva.   La   segunda  prueba   corresponde   a   3   muestras   extraídas   en   la   Ruta  Inter  portuaria,  ubicada  en  la  Región  del  Bío-­‐Bío.    Prueba  1    Se  ensayará  una  porción  de  suelo  seca  que  proviene  de  un  bloque   de   suelo,   recibido   en   el   laboratorio   “Muestra   2,  camino  18  parcela  Cabrera”.  Se  cuenta  con  la  información  que  el  suelo  tiene  una  gravedad  especifica  Gs  =  2,674  [-­‐]    Exclusivamente   para   esta   fase   se   realizará   el   proceso  completo,   eso   quiere   decir   que   se   obtendrá   la  granulometría   completa   por   el   ensayo   que   permite  determinar  cuantitativamente  la  distribución  de  tamaños  de   partículas   de   suelo.   La   distribución   de   tamaños   de  partículas   más   grandes   de   75  𝜇𝑚  (ASTM   N°   200)   se  

determina  por   tamizado,  mientras  que   la  distribución  de  tamaños  de  partículas  menor  a  75  𝜇𝑚,   está  determinada  por   un   proceso   de   sedimentación,   utilizando   un  hidrómetro   152  que   entregará  mediciones   en     g/litro  de  la   gravedad   especifica   en   suspensión   o   gramos   por   litro  de  suspensión  (NCh  3236).    Procedimientos.    a) Se  recibe  una  porción  de  suelo  de  286,7  g  de  la  cual  

tendremos   que   realizar   los   ensayos   de   tamizado   e  hidrometría,   es   por   eso   que   se   decide   dividir   esta  porción  en  2  partes  iguales.  Es  importante  que  para  el   ensayo  de  hidrometría   aseguremos  una  masa  de  100g  que  pase  por  el  tamiz  Nº10.  (NCh  3236)    

b) Para   la   granulometría   por   tamizado,   se   lavara   la  porción   de   suelo   separada   para   este   fin   (Punto   a)  para   poder   extraer   todo   el   contenido   de   finos.  (Utilizar  malla  ASTM  200)    Se  lleva  al  horno  ASTM  para  evacuar  toda  el  agua  o  humedad  que  puedan  quedar  entre  partículas,  este  proceso  se  realiza  a  60°C  por  24  horas  para  evitar  que  la  humedad  natural  que  se  encuentran  dentro  de  las  partículas  se  pierda  (F.  Villalobos).    

c) Se  utilizaron   tamices  de  malla  Nº  8,   16,   20,   38,   40,  60  y  200.  Dispuestos  verticalmente  unos  sobre  otro  en   un   orden   de   arriba   hacia   a   bajo   de   mayor   a  menor  diámetro.  La  norma  NCh  3236  establece  en  el  punto  3.9  de  su  Apartado  una  distribución  uniforme  de   tamices,   pero   esta   no   se   toma   en   consideración  debido  al  reducido  tamaño  del  agitador  mecánico  y  la  gran  demanda  que  existe  en  el   laboratorio  por  la  utilización  de  estos  equipos.  

 d) Una   vez   que   se   introduce   el   suelo   dentro   de   los  

tamices,   estos   se   llevan   a   un   agitador   operado  mecánicamente,   permitiendo   un  movimiento   sobre  el  eje  vertical  a  una  velocidad  no  menor  que  10.000  rpm  sin  carga,  por  un  lapsus  de  tiempo  no  inferior  a  10  minutos  (NCh  3236).    

Page 2: Análisis Granulométrico por Hidrometría NCh 3236/2010

  2  

e) Una   vez   realizado   el   proceso   de   agitación,   con   la  ayuda  de  una  balanza  (ASTM  N°  4)  con  sensibilidad  de  0,01  g  se  realiza  la  medición  de  las  porciones  de  suelo   retenidas   en   cada  una  de   las   y  mallas  más   el  fondo.    

A   continuación   se   muestra   en   la   tabla   1   los   datos  obtenidos  de  este  proceso.  

 

Tabla  1:  Datos  granulometría  por  tamizado.      En   la   figura  1  se  puede  apreciar   la  curva  granulométrica  obtenida   con   los   datos   de   la   tabla   1,   en   la   cual   solo   se  podrá  ver  el  grafico  con  la  parte  mas  gruesa  (Sobre  ASTM  200).      Uno  de  los  objetivos  de  esta  primera  parte  del  trabajo  es  poder   conectar   las   2   curvas   granulométricas   de   los   2  ensayos  (por  tamizado  y  utilizando  hidrómetro).        

Figura  1:  Curva  Granulométrica      Hidrometría.    Se   procede   a   realizar   el   ensayo   con   la   otra   mitad   de   la  muestra,   la   cual   para   poder   ejecutar   el   ensayo   es  necesario  seguir  los  siguientes  puntos:    1. La   muestra   no   debe   contener   partículas   con   un  

diámetro  mayor  a  2  mm,  es  por  ello  que  el  material  se  pasó  por  la  malla  n°10  

2. Se  tomaron  100  gr  del  material  (que  pasaron  por  la  malla)  para  ser  mezclado  con    una  solución  de  sodio  Hexametalfosfato  en  agua  destilada.  La  idea  de  este  químico   es   revertir   o   hidrolizar   a   la   forma   de  ortofosfato   con   la   consiguiente   disminución   de   la  acción  de  dispersión.      

La  solución  se  hace  con  250  ml  de  agua  destilada  y  40  gr  del  químico.  Ya  disuelto  se  cubre  la  muestra  de  100  gr  con  125  ml  del  hexametalfosfato  diluido.  

 Nota:  La  solución  química  debe  ser  bien  diluida  en   agua   destilada,   de   manera   que   no   quede  partícula  alguna  flotando  o  en  el  fondo  del  baso  precipitado.    La  mezcla   se   deja   reposando     por   lo  menos   16  horas  para  que  el  químico  cumpla  su  función  

       

                                 Foto  A      

                                                                                                           Foto  B      3. Cuando  el    material  ya  

está   hidrolizado,   se  dispersó   en   un  agitador   metálico  (Foto   C)   durante   un  minuto   y   luego   se  transfirió  al  cilindro  de  sedimentación   sin  dejar   partícula   alguna  en   la   mezcladora.   Las  partículas   se  transfirieron   con   agua  destilada.  

     

                                                                                                                   Foto  C    

4. Inmediatamente   se   llenó   el   cilindro   con   agua  destilada  hasta  los  1000  ml  

 5. Para  la  ejecución  el  ensayo,  la  solución  debe  estar  a  

temperatura    constante  de  20°C,  para  ello  el  cilindro  estuvo  en    un  ambiente  controlado  tal  como  se  en  la  imagen  N°1,  esto  es  conocido  como  el  baño  de  agua  en   que   se   controla   la   temperatura   mediante   un  medidor.  

 6. Con   la   temperatura  

deseada,   se   coloca   un  tapón   o   papel   aluza,  invertir  el  cilindro  y  luego  dejar   en   su   posición  original,   esto   repetirlo  60  veces.  Lo  ideal  es  que  esto  se   realice   en   1  minuto     a  una   frecuencia   el   que   el  material   se   disgregue  completamente  

                                                                                                       Foto  D  

Tamiz d'(mm)Peso'

retenido'grRetenido'parcial'%

Retenido'acumulado'

%%'que'pasa

1/4in 6,30 @ @ @ 100,004 4,75 @ @ @ 100,008 2,36 20,70 15,52 15,57 84,4316 1,18 25,08 18,80 34,37 65,6320 0,85 10,48 7,86 42,23 57,7730 0,60 12,42 9,31 51,54 48,4640 0,45 13,86 10,39 61,93 38,0760 0,25 24,13 18,09 80,02 19,98200 0,08 26,15 19,60 99,62 0,38Fondo 0,50 0,37 100,00 0,00

20,00$

30,00$

40,00$

50,00$

60,00$

70,00$

80,00$

90,00$

100,00$

110,00$

0,07$ 0,70$ 7,00$

%"que

"pasa"en

"masa"

Diámetro"par1cula"d,"mm"

Granulometría"

Page 3: Análisis Granulométrico por Hidrometría NCh 3236/2010

  3  

7. Después  se  procedió  a  tomar  lecturas  introduciendo  el   hidrómetro   en   la   solución,   los   efectos   de  sedimentación   ocurren   inmediatamente,   por   lo  tanto   se   tomaron  datos   a   los   pocos   segundos  de   la  agitación.   Las   lecturas   se   muestran   en   la     Tabla   2  Siempre   las   lecturas   deben   ser   tomadas   a   una  temperatura  de  20  ±  1°C  

   

Nota:   para   tomar   una   lectura   se   debe   introducir   el  hidrómetro   en   el   cilindró   por   lo   menos   20   o   25  segundos   antes   para   que   este   se   estabilice   y   la  lectura   sea   exacta,   luego   se   tiene   quitar   el  hidrómetro  de   la  muestra,  dejándolo  reposar  en  un  medio   limpio,  esto  para  evitar  que   las  partículas  se  adhieran   a   las   paredes   externas   del   hidrómetro  pudiendo  distorsionar  futuras  mediciones.  

     Cálculos  granulométricos  para  la  hidrometría    Este  desarrollo  requiere  de  diferentes  variables  a  tener  en  cuenta,   por   lo   tanto   para   que   los   resultados   tengan   una  mayor   certeza   se   requiere   tener   en   cuenta   que   siempre  las  mediciones  se  tomen  a  una  temperatura  de  20  ±  1°C.      Porcentaje  del  suelo  en  suspensión:      Para   conocer   el   porcentaje   es   necesario   saber   el   peso  total  de   la  muestra  (W)  que  ocupamos  en  el  hidrómetro.  Esto   se   calcula   con   la   siguiente   ecuación   (NCh   3236,  9.1.1):    

𝑊 =𝑀!

𝑃!"∗ 100  (𝑔)  

 Ms  :  Masa  total  de  la  muestra  para  la  hidrometría    𝑃!"  :  Porcentaje  que  pasa  por  la  malla  N°10    Con  el  peso  podemos  calcular  el  porcentaje  del  suelo  que  queda  en  suspensión  en  el  nivel  que  el  hidrómetro  pueda  medir  la  densidad  de  la  suspensión  (P).  Ahí  que  tener  en  cuenta  que  hidrómetro  ocupamos,  en  este  caso  se  utilizó  el  número  152H  (NCh  3236,  9.1.2-­‐2)    

𝑃 =𝑅 ∗ 𝛼𝑊

∗ 100      ∝∶   Factor   de   corrección   para   diferentes   gravedades  específicas  de  partículas  de  suelo.  (Tabla  2  de  NCh  3236)    Es  importante  destacar  que  el  factor  de  corrección  por  Gs  sigue  una  tendencia  lineal,  es  por  eso  que  se  pueden  hacer  aproximaciones   por   Interpolación   Lineal   para   el   calculo  factores.  Figura  2.        

           

Figura  2,  ajuste  lineal.    R:  Lectura  del  hidrómetro.    Diámetro  de  las  partículas  en  el  suelo      Para  calcular   los  diámetros  de   las  partículas   (D)   se  debe  tener  mayor   importancia   a   los   tiempos  en  que   se   toman  las  lecturas  del  hidrómetro,  por  lo  tanto  la  norma  chilena  exige   una   cantidad   mínima     de   lecturas   tomadas   por  diferentes   intervalos   de   tiempos   ya   que   el   diámetro   es  inversamente   proporcional   al   transcurso   del   tiempo.  (NCh  3236  -­‐  9.2.2)    

𝐷 = 𝐾 ∗𝐿𝑇  

 K   =   constante   que   depende   del   peso   específico   de           la  partícula  y  de   la  temperatura.  Estos  valores  se  ubican  en  la  tabla  N°  4  de  NCh  3236.    A  continuación  se  muestra  una  tabla  resumen  de  mediciones  y  cálculos.  

Tabla  2:  Resumen  de  Hidrometría  152.        donde  :  

 Tabla  3:  Datos  

Gs 2,674

(Entregado0por0Laboratorista)

alfa 0,9952masa'suelo 233,4 g

Ms 100 gP10 75,58 gW 132,31 gn 0,01 poises

%'pasa 108,85 %k 0,01365

0,92%

0,94%

0,96%

0,98%

1%

1,02%

1,04%

1,06%

2,4% 2,6% 2,8% 3%

Facto

r'de'c

orreció

n,'FC

'

Gravedad'especifica,'Gs'

Valores'de'corrección'"Alfa"'

Valores%de%corrección%"Alfa"%

Lineal%(Valores%de%corrección%"Alfa")%

Tiempo'min Medicion'g/litro

Medicion'corregida'menisco'(+1g/l)

Profundidad'efectiva'L,'cm

P"(%) D'(mm)

0,5 30,00 31,00 11,4 23,32 0,0651,5 29,50 30,50 11,45 22,94 0,0382,5 29,00 30,00 11,5 22,57 0,0293,0 29,00 30,00 11,5 22,57 0,02710,0 27,50 28,50 11,8 21,44 0,01515,0 27,00 28,00 11,9 21,06 0,01230,0 26,50 27,50 11,95 20,68 0,00960,0 25,00 26,00 12,2 19,56 0,006150,0 25,00 26,00 12,2 19,56 0,004240,0 24,50 25,50 12,3 19,18 0,003480,0 24,00 25,00 12,4 18,80 0,0021407,0 24,00 25,00 12,4 18,80 0,001

Page 4: Análisis Granulométrico por Hidrometría NCh 3236/2010

  4  

Con   los   resultados   de   la   Granulometría   por   tamizado   e  hidrometría   podemos   generar   una   curva   granulométrica  más  completa,  que  se  extiende  desde  los  diámetros  0,001  mm   hasta   4,75   mm   en   donde   podremos   diferenciar   y  concluir   los   porcentajes   de   arcillas,   limos   y   Arenas  comprendidos   entre   0,001mm   a   0,002mm,   0,002mm   a  0,075mm  y  0,075mm  a  4,75mm  respectivamente.  (Figura  3)    Una     vez   listo   los   ensayos   granulométricos   (tamizado   e  hidrometría)   es   posible   realizar   una   clasificación   de  suelos  mediante   el   sistema   unificado   de   clasificación   de  suelos   (USCS).   Como   es   un   material   que   paso   más   del  50%  por   la  malla  N°4  y  entre  el  12%  y  50%  de   la  malla  N°200,   se   consideró   una   Arena   con   fino   (cantidad  apreciable  de  finos).  Lamentablemente  no  pudimos  saber  con   más   certeza   el   tipo   de   suelo   debido   a   que   no   se  realizaron   los   ensayos   para   sacar   los   límites   líquidos   y  plásticos  (LL  Y  LP).        

 Figura  3,  Unión  granulometría  tamiz  e  Hidrometría  

   Respecto   a   la   Figura   3   podemos   decir   que   existe   un  porcentaje  de  desfase  o  traslape  de  un  13  %,  esto  podría  tener   relación   a   que   las   partículas   de   suelo   son  generalmente   irregulares   en   su   forma.   El   análisis   por  tamizado  da  la  dimensión  intermedia  de  una  partícula;  el  análisis  hidrométrico  da  el  diámetro  de  una  esfera  que  se  asentaría   a   la   misma   razón   que   la   partícula   de   suelo  (Braja  M).      También   podremos   comentar   que   en   teoría   se   debería  extender  la  curva  de  granulometría  por  hidrometría  hasta  un  diámetro  de  2mm  (tamiz  10),  ya  que  la  masa  utilizada  fue   la   que   paso   por   éste,   sin   embargo   esto   no   sucede   y  notamos   solo   diámetros   inferiores   a   0,075mm.   Lo  anterior   se   debe   a   que   las   partículas   de   diámetros  superiores   a   0,075   mm   desciende   en   un   tiempo   mucho  menor   al   tiempo   esperado   para   la   primera   lectura   (30  segundos),   por   ende   no   se   tiene   registro   de   estas  partículas  y  su  proceso  de  sedimentación,  una  explicación  lógica   a   la   mayor   velocidad   de   decantación   de   éstas  partículas   puede   ser   su   masa   y   forma,   esta   ultima  contraria   a   la   achatada   u   ovalada,   evitando   resistencias  del   medio   “efecto   del   descenso   de   una   pluma”  (F.Villalobos).    En  la  Figura  3  se  pueden  ver  2  líneas  verticales,  una  verde  y  otra  purpura,  esto  nos  indicará  los  diámetros  0,002mm  y  0,075mm  respectivamente.    

 Los  porcentajes  de   arcilla,   limo  y   arena   están   calculados  de  a  cuerdo  a  la  Figura  3,  y  son  expuestos  en  la  Tabla  4    

 Tabla  4  

 Prueba  2    En  ensayo  de  prueba  2  analizaremos  3  muestras  de  suelo  tomadas  de  la  Ruta  Inter  portuaria,  con  fecha  25  de  Abril  de  2013.  Sus  coordenadas  Geométricas  son  S:  36°  44,213’  W:  73°  3,176’  A  2  m  sobre  nivel  del  mar.  Las  dimensiones  del   lugar   de  muestreo   son   5m2   y   está   a   una   distancia   a  carretera  vecinal  de  20m.  Es   importante   señalar  además  que   el   suelo   tiene   un   uso   Industrial,   Residencia,  Recreación  (Canchas,  Parques,  etc)  y  autopistas.  También  se   observa   que   las   rocas   principales   en   el   entorno   del  lugar   de   muestreo     son   de   tipo   Metamórfico,   Igneo   y  Sedimentario  no  consolidado  y  consolidado.    

 Foto  E,  Punto  rojo  indica  extracción  de  muestras  

 Las   3  muestras   son   nombradas   como  THL  398  A,   B   y   C,  sustraídas   a   profundidades   de   10cm,   20cm   y   160cm  respectivamente.   Estas   muestras   fueron   extraídas  específicamente   en   la   Ruta   Inter   portuaria   que   une  Concepción,  Talcahuano  y  Penco.    Para   estas   pruebas,   es   solo   de   interés   el   ensayo   por  hidrometría,  es  por  eso  que  dejamos  de  lado  el  tamizado.    Se  utilizará   el  mismo  procedimiento  que   en   la  Prueba  1,  con   la   salvedad  que  W=100  g  ya  que  esa  es   la  masa  que  sustraemos   directamente   de   las   bolsas   portantes   de  muestras,  previamente  tamizadas  (bajo  malla  10).                

15,00%

25,00%

35,00%

45,00%

55,00%

65,00%

75,00%

85,00%

95,00%

0,00% 0,01% 0,10% 1,00%

%"que

"pasa"en

"peso""

Diámetro"par1cula"d,"mm"

Granulométria""

Tamizado%

Hidrometría%

0,002%mm%

0,075%mm%

arcilla 0,8217 %limo 4,94556 %arena 61,85297 %

Page 5: Análisis Granulométrico por Hidrometría NCh 3236/2010

  5  

Análisis  THL  398-­‐A    En   primer   lugar   tendremos   que   determinar   la   gravedad  especifica  del   suelo,  esta  se  realizó  mediante  método  del  picnómetro,  de  donde  se  obtienen  los  siguientes  datos.  

   

 Tabla  5,  Gs  para  THL  398  A  

 Teniendo  los  cálculos  del  Gs  (Tabla  5)  podremos  obtener  los   diámetros   (mm)   de   las   partículas   utilizando   las  indicaciones   de   la  NCh  3236.  A   continuación   se  muestra  en  la  Tabla  6  el  resumen  de  la  granulometría:  

 

 Tabla  6,  granulometría  THL  398  A  

 Donde  se  utilizaron  para  el  calculo  de  D  y  P  los  siguientes  valores  (Tabla  7):    

 Tabla  7,  datos  

 Con  los  datos  y  cálculos  anteriores,  se  puede  generar  una  curva  granulométrica  para  arcilla  y  limos.      

 Figura  4,  granulometría  THL  398  A  

 La  curva  mostrada  en  la  Figura  4,  tiene  una  tendencia  que  se  describe  con  la  siguiente  ecuación.    

𝑦 = −822,66𝑥! + 103,21𝑥 + 25,308    y   con   ella  podremos  obtener   los  porcentajes  de   arcilla   y  limo  en  THL  398  A  (Tabla  8)      

 Tabla  8,  %  de  finos  THL  398  A  

 Análisis  THL  398-­‐B    En   primer   lugar   tendremos   que   determinar   la   gravedad  especifica  del   suelo,  esta  se  realizó  mediante  método  del  picnómetro,  de  donde  se  obtienen  los  siguientes  datos.    

 Tabla  9,  Gs  para  THL  398  B  

 Teniendo  los  cálculos  del  Gs  (Tabla  9)  podremos  obtener  los   diámetros   (mm)   de   las   partículas   utilizando   las  indicaciones   de   la  NCh  3236.  A   continuación   se  muestra  en  la  Tabla  10  el  resumen  de  la  granulometría:    

 Tabla  10,  granulometría  THL  398  B  

 Donde  se  utilizaron  para  el  calculo  de  D  y  P  los  siguientes  valores  (Tabla  11):  

 

 Tabla  11,  datos  

 Con  los  datos  y  cálculos  anteriores,  se  puede  generar  una  curva  granulométrica  para  arcilla  y  limos.    

 Figura  5,  granulometría  THL  398  B  

 La  curva  mostrada  en  la  Figura  5,  tiene  una  tendencia  que  se  describe  con  la  siguiente  ecuación.    

𝑦 = 25,182𝑒!,!"#$!  

Picnómetro+ N° 19Masa+Seca+(ms) gr 160,6Masa+Picnómetro+Muestra+Agua+(Mm) gr 792,6Temperatura+de+Ensayo+del+Contenido+(Tm) °C 16,9Masa+Picnómetro++agua++temperatura+de+ensayo+(ma) gr 689,4Densidad+del+agua+a+temperatura+ensayo+(ρwte) gr/cm3 0,99881764Gravedad+Específica Gs 2,795

Tiempo'min

Medicion'g/litro

Medicion'corregida'menisco'(+1g/l)

Profundidad'efectiva'L,'

cmP'(%) D'(mm)

0,5 28,50 29,50 11,6 28,63 0,06301,0 28,00 29,00 11,7 28,14 0,04472,0 27,50 28,50 11,8 27,66 0,03174,0 27,00 28,00 11,9 27,17 0,022515,0 26,50 27,50 11,95 26,69 0,011720,0 26,00 27,00 12 26,20 0,010160,0 26,00 27,00 12 26,20 0,0058120,0 26,00 27,00 12 26,20 0,0041180,0 25,50 26,50 12,1 25,72 0,0034240,0 25,00 26,00 12,2 25,23 0,0029300,0 25,00 26,00 12,2 25,23 0,00261392,0 25,00 26,00 12,2 25,23 0,0012

W"(g) 100ALFA 0,9705K 0,01307

y"="$822,66x2"+"103,21x"+"25,308"25,00%25,50%26,00%26,50%27,00%27,50%28,00%28,50%29,00%

0,001% 0,01% 0,1%

%"que

"pasa"en

"peso"

Diámetro"par>cula"d,"mm"

THL398/A%

0,002%mm%

Polinómica%(THL398/A)%

Archilla 0,1 %Limo 2,91 %

Picnómetro+ N° 3Masa+Seca+(ms) gr 201,6Masa+Picnómetro+Muestra+Agua+(Mm) gr 834,6Temperatura+de+Ensayo+del+Contenido+(Tm) °C 16,9Masa+Picnómetro++agua++temperatura+de+ensayo+(ma) gr 704,5Densidad+del+agua+a+temperatura+ensayo+(ρwte) gr/cm3 0,99881764Gravedad+Específica Gs 2,816

Tiempo'min

Medicion'g/litro

Medicion'corregida'menisco'(+1g/l)

Profundidad'efectiva'L,'

cmP'(%) D'(mm)

0,5 28,00 29,00 11,6 28,04 0,06301,0 27,50 28,50 11,7 27,55 0,04472,0 27,00 28,00 11,8 27,07 0,03174,0 26,00 27,00 11,9 26,10 0,022515,0 26,00 27,00 11,95 26,10 0,011720,0 26,00 27,00 12 26,10 0,010160,0 25,50 26,50 12 25,62 0,0058120,0 25,00 26,00 12 25,14 0,0041180,0 25,00 26,00 12,1 25,14 0,0034240,0 25,00 26,00 12,2 25,14 0,0029300,0 25,00 26,00 12,2 25,14 0,00261392,0 25,00 26,00 12,2 25,14 0,0012

W(g) 100ALFA 0,9668K 0,01307

y"="25,182e1,8917x"25,00%25,50%26,00%26,50%27,00%27,50%28,00%28,50%29,00%29,50%

0,001% 0,01% 0,1%

%"que

"pasa"en

"peso"

Diámetro"par;cula"d,"mm"

THL398/B%

0,002%mm%

Exponencial%(THL398/B)%

Lineal%(0,002%mm)%

Page 6: Análisis Granulométrico por Hidrometría NCh 3236/2010

  6  

y   con   ella  podremos  obtener   los  porcentajes  de   arcilla   y  limo  en  THL  398  B  (Tabla  12)    

 Tabla  12,  %  de  finos  THL  398  B  

 Análisis  THL  398-­‐C    En   primer   lugar   tendremos   que   determinar   la   gravedad  especifica  del   suelo,  esta  se  realizó  mediante  método  del  picnómetro,  de  donde  se  obtienen  los  siguientes  datos.  

 

 Tabla  13,  Gs  para  THL  398  C  

 Teniendo  los  cálculos  del  Gs  (Tabla  13)  podremos  obtener  los   diámetros   (mm)   de   las   partículas   utilizando   las  indicaciones   de   la  NCh  3236.  A   continuación   se  muestra  en  la  Tabla  14  el  resumen  de  la  granulometría:  

   

 Tabla  14,  granulometría  THL  398  C  

 Donde  se  utilizaron  para  el  calculo  de  D  y  P  los  siguientes  valores  (Tabla  15):    

 Tabla  15,  datos  

 Con  los  datos  y  cálculos  anteriores,  se  puede  generar  una  curva  granulométrica  para  arcilla  y  limos.    

 Figura  6,  granulometría  THL  398  B  

 La  curva  mostrada  en  la  Figura  6,  tiene  una  tendencia  que  se  describe  con  la  siguiente  ecuación.    

𝑦 = 39,154𝑥!,!"#$    y   con   ella  podremos  obtener   los  porcentajes  de   arcilla   y  limo  en  THL  398  B  (Tabla  16)    

 Tabla  12,  %  de  finos  THL  398  C  

 Conclusión.    Consideramos   que   la   realización   del   ensayo   fue  satisfactorio,   ya   que   se   cumplieron   las   expectativas   y  no  se   incurrieron   en   errores   que   significasen   resultados  alejados   a   los   esperados.   Consideramos   que   se   hace  necesario   para   poder   entender   el   fenómeno   de   mejor  manera,  estudiar  con  mas  detalle  las  características  físicas  de  la  partícula  que  esta  siendo  sometida  a  mediciones  de  hidrómetro,   ya   que   esta   propiedad   es   directamente  proporcional   al   tiempo   de   sedimentación,   ya   sea   plana,  redonda,  cuadrada,  prismática  o  achatada.    Observaciones.    En  el  transcurso  del  ensayo  la  temperatura  se  regulo  por  medio   de   un   termostato,   si   se   supera   la   temperatura  recomendada  se   tendría  que   llenar  el  estanque  con  agua  inferior  a  los  20°    El   proceso   donde   se   incurren   más   errores   es   en   la  medición   de   datos,   cuando   las   muestras   están   en   la  piscina   de   temperatura,   ya   que   en   la   prueba   1   solo   se  cercioró   la   temperatura   en   la   mitad   superior   del  estanque,   sin   percatarse   de   que   el   termostato   no   tenia  aspas   para   agitar   el   agua   tibia   de   modo   de   dejar   a   una  temperatura   constante   toda   la   pecera.   Lo   anterior  modifica   las  mediciones   ya   que   la  mitad   superior   de   las  probetas   tendrían   una   temperatura   de   20°C   aprox,   pero  en   la   parte   inferior   tendría   temperaturas   cercanas   a   los  15  °C  (el  problema  y  estas  temperaturas  se  comprobaron  después   de   terminada   la   prueba   1).   Para   la   prueba   dos,  donde   trabajamos   con   THL   398,   se   agito   la   piscina   con  una  cuchara  de  manera  de  igualar  temperaturas  en  todos  los  rincones,  asegurando  homogeneidad  de  20°C.    La   muestra   también   pudo   ser   alterada   debido   al  contenido   que   se   perdió   durante   las   60   oscilaciones,   al  tener  menos  material  hay  menor  sedimentación.    La   muestra   del   primer   ensayo   describe   una   buena  graduación  de  diámetros  en  todo  el  material,  tanto  en  las  arcillas,  limos,  arenas  y  gravas.    Referencias:    -­‐Capitulo  1,  apunte  Profesor  Felipe  Villalobos,  2013.  -­‐NCh  3236  –  2010,  INN  Chile  -­‐Goodbye,  Hazen;  Hello,  Kozeny-­‐Carman.  W.David  Carrier    III,  F.ASCE1  

-­‐Cap   1.   -­‐Braja.M.Das,   Fundamentos   de   Ingeniería   en  Geotécnica.  Thomson  Learning,  S.A  de  C.V.,  2001-­‐596  

arcilla 0,0484 %limo 3,7417 %

Picnómetro+ N° 13Masa+Seca+(ms) gr 150,9Masa+Picnómetro+Muestra+Agua+(Mm) gr 778Temperatura+de+Ensayo+del+Contenido+(Tm) °C 16,9Masa+Picnómetro++agua++temperatura+de+ensayo+(ma) gr 682,8Densidad+del+agua+a+temperatura+ensayo+(ρwte) gr/cm3 0,99881764Gravedad+Específica Gs 2,706

Tiempo'min

Medicion'g/litro

Medicion'corregida'menisco'(+1g/l)

Profundidad'efectiva'L,'

cmP'(%) D'(mm)

0,5 34,50 35,50 10,65 34,77 0,0621,0 34,00 35,00 10,7 34,28 0,0442,0 33,50 34,50 10,8 33,79 0,0314,0 32,50 33,50 11 32,81 0,02215,0 32,00 33,00 11,1 32,32 0,01220,0 31,50 32,50 11,15 31,83 0,01060,0 31,00 32,00 11,2 31,34 0,006120,0 30,00 31,00 11,4 30,36 0,004180,0 30,00 31,00 11,4 30,36 0,003240,0 30,00 31,00 11,4 30,36 0,003300,0 30,00 31,00 11,4 30,36 0,0031392,0 29,00 30,00 11,5 29,38 0,001

W(g) 100ALFA 0,9794K 0,01344

y"="39,154x0,0439"29,00%

30,00%

31,00%

32,00%

33,00%

34,00%

35,00%

36,00%

0,001% 0,01% 0,1%

%"que

"pasa"en

"peso"

Diámetro"par;cula"d,"mm"

THL398/C%

0,002%

Potencia%(THL398/C)%

arcilla 0,8933 %limo 5,1404 %