LABORATORIO DE GEOTECNIA

LABORATORIO DE GEOTECNIA

Febrero del 2000. J.Bartolomé

Contenido:

1-LABORATORIO DE GEOTECNIA:

- Introducción.

- Cuarteo de muestras.

- Ensayo Proctor.

- Ensayo CBR.

- Análisis Granulométrico.

- Angeles.

- Cálculo del límite líquido, límite plástico y índice de plasticidad.

- Cálculo de la densidad aparente.

- Equivalente de Arena.

- Ensayo de Corte Directo

2-BIBLIOGRAFÍA:

1-LABORATORIO DE GEOTECNIA:

Introducción:

Existen una serie de parámetros referentes al terreno que son indispensables en cualquier construcción u obra de ingeniería civil. Muchos de estos parámetros se obtienen a partir de ensayos realizados en el laboratorio. El objetivo de este documento es nombrar algunos de los ensayos más frecuentes y explicar de forma general que metodología seguimos y cual es el fin de cada uno.

Cuarteo de muestras:

Para poder realizar los diferentes ensayos, la primera tarea que hacemos al recibir una muestra es cuartearla, es decir, dividirla en diferentes partes igualmente representativas. Para que los ensayos sean válidos, las diferentes proporciones de muestra que tomaremos para ensayar han de tener los mismos rangos y proporciones granulométricas. Es importante realizar un cuarteo correcto ya que sino el comportamiento de los materiales seria diferente en uno y otro ensayo y los resultados no serian coherentes. Para poder realizar el cuarteo, antes, hemos de preparar la muestra: si está húmeda la hemos de poner a secar en bandejas debajo de lámparas de infrarrojos, por otro lado, si la muestra es un suelo que viene en forma de sondeo lo hemos de disgregar con una maza que deberá ser de madera para no romper los cantos que pueda tener esta. Una vez preparada para cuartear, lo que hacemos es pasar la muestra diversas veces por una cuarteadora que nos separa o divide la muestra en dos partes igualmente representativas. El número de partes que hacemos de cada muestra es función de los ensayos que debamos realizar. Cada ensayo requiere una cantidad concreta de muestra:

- Ensayo Proctor:.....................28 kg (hacemos 4 sacos de 7 kg cada uno).

- Ensayo CBR: .......................19 kg (hacemos un único saco de 19 kg).

- Granulometría y límites:.....3 kg (entre 1,5 y 2 kg para la granulometría y el resto para límites).

Generalmente la muestra sobrante se guarda para tener muestra disponible en caso de necesidad (repetir un ensayo etc.).

Ensayo Proctor:

El ensayo Proctor (Proctor en honor a quien lo desarrolló) es un ensayo de compactación de suelo que tiene como finalidad obtener la humedad óptima de compactación de un suelo para una determinada energía de compactación. La humedad óptima de compactación es aquella humedad (%de agua) para la cual la densidad del suelo es máxima, es decir que cantidad de agua le hemos de añadir a un suelo para poderlo compactar la máximo con una energía concreta. Para encontrar este parámetro lo que hacemos es realizar 4 ensayos con un mismo suelo (uno por saco de muestra preparada) pero con diferentes humedades de forma que después de haber realizado las compactaciones obtendremos 4 densidades de este suelo para 4 humedades diferentes, no obstante estas no son las humedades óptimas, pero si que podemos usarlas para obtener la humedad óptima mediante interpolación. Es decir que situando los 4 valores obtenidos en una gráfica Densidad respecto %Agua obtendremos 4 puntos que nos permitirán trazar una curva, de manera que el punto más alto de la curva será el de mayor densidad y por tanto el de la humedad óptima.

Ensayo CBR:

El ensayo CBR (California Bearing Ratio) mide la carga necesaria para penetrar un pistón de dimensiones determinadas a una velocidad previamente fijada en una muestra compactada de suelo después de haberla sumergido en agua durante cuatro días y de haber medido su hinchamiento. El hecho de sumergir la muestra se debe a que así podemos prever la hipotética situación de acumulación de humedad en el suelo después de la construcción. Por tanto después de haber compactado el suelo y de haberlo sumergido, lo penetramos con un pistón el cual va conectado a un pequeño "plotter" que nos genera una gráfica donde se nos representa la carga respecto la profundidad a la que ha penetrado el pistón dentro de la muestra. Esta gráfica suele ser una curva con el tramo inicial recto y el tramo final cóncavo hacia abajo (si el tramo inicial no es recto se corrige). Una vez tenemos la gráfica miramos los valores de la carga que soportaba el suelo cuando el pistón se había hundido 2.5 mm y 5mm y los expresamos en tanto por ciento, tomando como índice CBR el mayor de los porcentajes calculados.

Análisis Granulométrico:

El análisis granulométrico tiene como objetivo determinar la proporción de las diferentes granolumetrías que presenta un suelo, es decir, mediante este análisis sabemos que cantidad de suelo comprende cada intervalo granulométrico. Para realizar este ensayo tomamos la muestra inicial y la separamos en finos (los que pasan por el tamiz 2 y son retenidos por el tamiz 0.06) de los gruesos (los que son retenidos por el tamiz 2), y haremos el análisis de unos y otros por separado pero antes los lavaremos con metafosfato sódico por tal de eliminar las partículas más finas que pueden quedar enganchadas en la superficie de los granos. Después de haber lavado la muestra, tomamos los gruesos y los pasamos por los tamices dispuestos en serie, desde el tamiz número 5 hasta el tamiz número 0.25 y después pesamos y anotamos la cantidad de suelo retenido por cada tamiz. El tamizado se suele realizar con una tamizadora automática, que puede ser de diferentes modelos. Luego hacemos lo mismo con los finos pero esta vez con la serie que va del 2 hasta el 0.25. Una vez conocemos la cantidad de suelo (en peso) que cae en cada intervalo granulométrico, es decir la cantidad de suelo retenida por cada tamiz, hacemos una gráfica donde representamos la cantidad de suelo respecto el tamaño de grano lo que nos dará una curva más o menos recta en función de las características del suelo. De esta forma suelos con curvas similares tendrán un comportamiento granulométrico similar.

Desgaste de los Ángeles:

Este ensayo pretende determinar la resistencia al desgaste de los gruesos que forman un suelo. Para poderlo realizar necesitaremos 2,5-3 kg de muestra de tamaño comprendido entre los tamices 10 y 2,5, y 2,5-3 kg de tamaño comprendido entre 12,5 y 15, cantidades que normalmente tomamos del sobrante de muestra. Una vez tenemos las cantidades de muestra adecuadas las

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