ANÁLISIS GRANULOMETRICO (I)

REFERENCIAS:

AASHTO T37-70 ASTM D421-58

ASSTHO T33-70 ASTM D422-63

1. OBJETIVO:

El objetivo principal que persigue este ensayo de laboratorio, es el de poder clasificar el suelo, según el tamaño de sus partículas por medio de la granulometría.

.2. FUNDAMENTO TEORICO:

El estudio del suelo y subsuelo no debe limitar en donde se realizará la obra civil, sino debe abarcar las zonas aledañas a la construcción. El estudio debe incluir todos los principales accidentes geográficos como ser quebradas, riachuelos, zona anegadas y la vegetación que existe en toda la zona elegida para la construcción. Es de igual importancia tener los datos las condiciones físicas naturales como ser humedad, presión, temperatura , etc. Es de mucha ayuda conocer el perfil del subsuelo ya que con esto podemos ver el nivel friático, la calidad o eficiencia del drenaje.

Una parte importante de los criterios de aceptabilidad de suelos para carreteras, aeropistas, presas de tierra, diques y otro tipo de terraplenas es el análisis granulométrico.

La información obtenida del análisis granulométrico puede en ocasiones utilizarse para predecir movimientos del agua a través del suelo, aún cuando los ensayos de permeabilidad se utilizan más comúnmente. La susceptibilidad de sufrir la acción de las heladas en suelo, una consideración de gran importancia de climas muy fríos, puede predecirse a través del análisis granulométrico del suelo.

Los suelos muy finos son fácilmente arrastrados en suspensión por el agua que circula a través del suelo y en los sistemas de sub drenaje usualmente se colman con sedimentos rápidamente a menos que sean protegidos adecuadamente por filtros de material granular debidamente graduado. La gradación adecuada de estos materiales , denominados filtros, puede ser establecida a partir de su análisis granulométrico.

El análisis granulométrico es un inteno de determinar las proporciones relativas de los diferentes tamaños de grano presentes en una masa de suelo dada. Obviamente para obtener un resultado significativo la muestra debe ser estadísticamente representativa de la masa del suelo.

Como no es físicamente posible determinar el tamaño real de cada partícula independiente del suelo, la práctica solamente agrupa los materiales por rangos de tamaño. Para lograr esto se obtiene la cantidad de material que pasa a través de un tamiz con una malla dada pero que es retenido en un siguiente tamiz cuya malla tiene diámetros ligeramente menores a la anterior y se relaciona esta cantidad retenida con el total de la muestra pesada a través de los tamices. Es evidente que el material retenido de esta forma en cualquier tamiz consiste en partículas de muchos tamaños todos los cuales son menores al tamaño de la malla del tamiz en el cual el suelo fue retenido.

Los tamices son hechos de malla de alambre forjado con aberturas rectangulares que varían en tamaño desde 101.6 mm (4") en la parte más gruesa hasta el número 400 (0.038 mm) en la serie correspondiente a suelo fino, sin embargo, en la práctica el tamiz mas pequeño es el tamiz No.200 (0.075). Para mallas de tamaño inferior al de este tamiz es difícil permitir el paso libre del agua. El suelo, por supuesto, provee generalmente más resistencia que el agua al tamizado; por consiguiente, los tamices de malla más pequeña que el número 200 son más interesantes desde un punto de vista académico que desde el práctico.

Todos los sistemas de clasificación utilizan el tamiz No.200 como un punto divisorio, las clasificaciones se basan generalmente en términos de la cantidad retenida o cantidad que pasa a través del tamiz No.200. Ocasionalmente es deseable conocer la escala aproximada de partículas de suelo menores que el tamiz No.200. Cuando se presenta esta necesidad, entonces se recurre al método del análisis granulométrico del hidrómetro, que es comúnmente utilizado.

El proceso de tamizado no provee información sobre la forma de los granos de suelo, si son angulares o redondeados. Solamente da información sobre los granos que pueden pasar, o qué orientación adecuada pasa, a través de una malla de abertura rectangular de un cierto tamaño. Obviamente, en muestras de un cierto tamaño no siempre es posible que todas las partículas pasen a través del tamiz respectivo, ya que no es posible que no se puedan orientar adecuadamente para pasar a través de su tamiz correspondiente, ó que las partículas más pequeñas podrían no haber sido totalmente separados en el proceso de pulverización, e incluso las partículas más finas, especialmente la fracción menor que el tamiz 200 en tamaño, pueden adherirse a las partículas mayores y no pasar a través del tamiz adecuado.

La información obtenida del análisis granulométrico se presenta en forma de curva. Para poder comparar suelos y visualizar más fácilmente la distribución de los tamaños de granos presentes, y como una masa de suelos típica pueden tener partículas que varíen entre tamaños de 2.00 mm y 0.075 mm las más pequeñas, por lo que es necesario recurrir a una escala muy grande para poder dar el mismo peso y precisión de lectura a todas las medidas, es necesario recurrir a una presentación logarítmica para los tamaños de partículas. Los procedimientos patrones utilizan el porcentaje que pasa como la ordenada en la escala natural de la curva de distribución granulométrica.

Es evidente que una curva de distribución granulométrica solo pueda aproximar la situación real. Esto se debe a varias razones consideradas hasta aquí, incluyendo las limitaciones físicas para obtener muestras estadísticamente representativas, la presencia de grumos en el suelo, la limitación práctica impuesta por la utilización de mallas de forma rectangular para medir partículas de suelo de forma irregular y el número limitado de tamices utilizables en el análisis. La exactitud del análisis es más cuestionable aún para los suelos de grano fino (más fino que el tamiz No.4) que para los suelos gruesos, y la práctica común y ampliamente seguida de utilizar suelos secados al horno puede influir el análisis en otro tanto.