Composición granulométrica del suelo.
La composición granulométrica del suelo ( suelo granulométrico composición ) es una clasificación de arena y grava, basada en el tamaño de las partículas contenidas en ella. [1] La textura del suelo es un indicador de otras propiedades de ingeniería, como la compresibilidad , la resistencia al corte Cu y la conductividad hidráulica k . De acuerdo con la composición granular del suelo, se diseña el drenaje de aguas subterráneas. Un suelo mal graduado tendrá un mejor drenaje que un suelo bien graduado [2] , a menos que contenga arcilla de alta calidad.
El suelo se clasifica como bien clasificado o mal clasificado según el análisis de tamiz o el análisis hidrométrico. [una]
El proceso de clasificación de suelos sigue el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos o el Sistema de Clasificación de Suelos AASHTO. La gradación del suelo se determina leyendo la curva de distribución del tamaño de las partículas obtenida de las pruebas de laboratorio del suelo. La gradación del suelo también se puede determinar calculando el coeficiente de uniformidad, C u , el coeficiente de curvatura, C c . [1] [3]
Gradaciones de suelo
La gradación del suelo es una clasificación de la composición granulométrica del suelo. Los suelos de grano grueso, en su mayoría grava o arena, se clasifican como buenos o malos. Los suelos pobremente clasificados se subdividen en fracciones homogéneas o faltantes (graduación por brechas). Los suelos de grano fino, principalmente limos y arcillas, se clasifican de acuerdo con sus límites de Atterberg (no se aplica clasificación de suelos). [1] [3]
Bien ordenado
El suelo bien graduado contiene una amplia gama de tamaños de partículas y tiene una buena representación de todos los tamaños de pantalla desde el n.° 4 al n.° 200. [4] La grava bien graduada se clasifica como GW y la arena bien graduada se clasifica como SW. [una]
Mal ordenados
El suelo mal clasificado no tiene una representación buena e inclusiva de todos los tamaños de partículas desde el tamiz n.º 4 al n.º 200. La grava mal clasificada se clasifica como GP, mientras que la arena mal clasificada se clasifica como SP. Los suelos mal graduados son más susceptibles a la licuefacción del suelo que los suelos bien graduados. [una]
Suelos clasificados por brechas: suelo con exceso o deficiencia de partículas de cierto tamaño o suelo en el que falta al menos un tamaño de partícula. [1] [4] Un ejemplo de un suelo ranurado es aquel en el que no hay arena de las fracciones No. 10 y No. 40, pero todos los demás tamaños de grano están presentes. [4] Un suelo que contiene todas las partículas del mismo tamaño también se clasifica como un suelo clasificado por brechas.
Proceso de clasificación de suelos
El proceso de clasificación de suelos se lleva a cabo de acuerdo con el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos o el Sistema de Clasificación de Suelos AASHTO. Los pasos de clasificación del suelo incluyen la recopilación de datos, el cálculo de los coeficientes de uniformidad y curvatura, y la evaluación del suelo con base en los criterios de evaluación especificados en el sistema de clasificación del suelo utilizado. [una]
Procesamiento de datosLa gradación del suelo se determina mediante un análisis basado en los resultados del análisis de tamiz o hidrométrico . [5]
En el análisis de tamiz, una muestra de suelo de grano grueso se agita a través de una fila de tamices de alambre tejido de malla cuadrada. Cada tamiz tiene aberturas cada vez más pequeñas para que las partículas más grandes que el tamaño de cada tamiz queden retenidas en el tamiz. [5] El porcentaje de cada tamaño de suelo se mide pesando la cantidad restante en cada tamiz y comparando el peso con el peso total de la muestra. Los resultados del análisis de tamiz se trazan como una curva de distribución de tamaño de partícula, que luego se analiza para determinar la gradación de un suelo en particular. [una]
En el análisis hidrométrico, se deja sedimentar una muestra de suelo de grano fino en un líquido viscoso . Este método se basa en la ley de Stokes, que relaciona la velocidad final de una partícula en un líquido viscoso con el diámetro y la densidad del grano en suspensión. El diámetro del grano se calcula a partir de la distancia conocida y el tiempo de caída de las partículas. Se utiliza para clasificar suelos de grano fino. [una]
Cálculo de coeficientes de homogeneidad y curvaturaPara calcular los coeficientes de uniformidad y curvatura, se necesitan los diámetros del rábano picante. El diámetro del grano se puede encontrar para cada porcentaje de suelo que ha pasado por un determinado tamiz. Esto significa que si el 40% de la muestra permanece en el tamiz No. 200, entonces el 60% pasa por el tamiz No. 200. [una]
El factor de uniformidad C u es un parámetro de forma aproximada y se calcula utilizando la siguiente ecuación:
donde D 60 es el diámetro de grano al 60 % de paso y D 10 es el diámetro de grano al 10 % de paso. C u =1 si todas las partículas del suelo son iguales.
El coeficiente de curvatura C c es un parámetro de forma y se calcula mediante la siguiente ecuación:
donde D 60 es el diámetro del grano al pasar el 60 %, D 30 es el diámetro del grano al pasar al 30 %, D 10 es el diámetro del grano al pasar al 10 %.
Una vez que se han calculado el factor de uniformidad y el factor de curvatura, deben compararse con los criterios de gradación publicados. [una]
Criterios de clasificación de suelosLos siguientes criterios son consistentes con el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos:
Para que la grava sea clasificada como bien graduada, se deben cumplir los siguientes criterios:
C tu > 4 y 1 < C c < 3
Si no se cumplen estos dos criterios, la grava se clasifica como de grado bajo o GP. Si se cumplen ambos criterios, la grava se clasifica como bien graduada o GW.
Para que la arena sea clasificada como bien graduada, se deben cumplir los siguientes criterios:
C tu ≥ 6 y 1 < C c < 3
Si no se cumplen estos dos criterios, la arena se clasifica como de baja ley o SP. Si se cumplen ambos criterios, la arena se clasifica como bien cribada o SW. [una]
Importancia
La textura del suelo es un indicador de otras propiedades de ingeniería, como la compresibilidad , la resistencia al corte del Cu y la conductividad hidráulica. De acuerdo con la composición granular del suelo, se diseña el drenaje de aguas subterráneas. Un suelo mal graduado tendrá un mejor drenaje que un suelo bien graduado [2] , a menos que contenga arcilla de alta calidad. El suelo mal clasificado tendrá un mejor drenaje que el suelo bien clasificado porque hay más vacíos en el suelo mal clasificado.
Al seleccionar el material de relleno para un terraplén de carretera o un terraplén de tierra, se tiene en cuenta la gradación del suelo. Un suelo bien clasificado puede compactar más que un suelo mal clasificado. Estos tipos de proyectos también pueden tener requisitos de clasificación que deben cumplirse antes de que se acepte el suelo que se utilizará.
Cuando se seleccionan las opciones de restauración del suelo, la gradación del suelo es un factor determinante. [2]
Notas
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Holtz, R. y Kovacs, W. (1981), Introducción a la ingeniería geotécnica , Prentice-Hall, Inc. ISBN 0-13-484394-0
- ↑ 1 2 3 " ASTM D6913 - 04(2009) Archivado el 10 de agosto de 2011 en Wayback Machine ". ASTM Internacional . ASTM Internacional. 1996-2009 13 de octubre de 2009
- ↑ 1 2 Coduto, Principios y prácticas de diseño de la Fundación Donald P. (2ª edición). 02ª ed. Upper Saddle River: Prentice Hall, 2000. Imprimir. ISBN 0-13-589706-8
- ↑ 1 2 3 " Gradación del suelo Archivado el 8 de agosto de 2009 en Wayback Machine ". Editorial Integrada . publicación integrada. 2003-2007. 13 de octubre de 2009
- ↑ 1 2 " Análisis de tamiz Archivado el 22 de mayo de 2010 en Wayback Machine ". Editorial Integrada . publicación integrada. 2003-2007. 13 de octubre de 2009