- Definición
Los suelos se pueden clasificar como suelos gruesos y suelos finos, estos suelos tienen propiedades físicas y mecánicas diferentes según el uso en la Ingeniería. Por eso debemos clasificar los suelos y agruparlos en grupos que tengas las mismas carateristicas y que se les pueda aplicar los mismos métodos.
Granulometría de los suelos
Se llama granulometría, análisis granulométrico o gradación del suelo, al proceso de determinación cuantitativa de la distribución de tamaños de particulas de suelo.
El análisis granulométrico se puede hacer con cualquiera de los dos métodos: Tamizado (partículas gruesas) o Sedimentación (partículas finas).
Método por Tamizado: el cual consiste en hacer pasar particuñlas individuales por tamices con una abertura especifíca, los tamices se acomodan en orden de mas grande abertura a una bertura mas pequeña (desde 3" hasta #200)
Con los pesos retenidos en cada tamiz se procede a hacer el calculo de porcentajes (retenido y el retenido acumulado). se calculla así el porcentaje pasa segun cada tamiz. %pasa =100 - %retenidco acumulado. Tambien se procede hacer la curva granulométrica, El coeficiente de uniformidad y coeficiente de uniformidad.
Método de simentación o método del hidrometro: según la ley de STOCKES que dice que la velocidad de caida de esferas de diamétro pequeño en el sena de un fluido es proporcional al peso de las particulas.
El hidrométro es un instrumento que permite medir la densidad de una suspensión agua-suelo o los gramas por litro de suspensión. Esta prueba implica dispersar una pequeña cantidad de suelo en agua para formar una suspensión utilizando normalmente un agente dispersante para neutralizar las cargas de las partículas de suelo e inhibir la floculación.
Estados de consistencia de un suelo y limites de consistencia:
La consistencia de las arcillas y otros materiales cohesivos depende en gran parte del contenido de humedad del suelo.
Son fases en las cuales pasa el suelo mientras se va secando.
Para el científico Albert Mauritz denomino 4 estados básicos denominados:
Estado líquido: El suelo puede fluir bajo su propio peso o bajo fuerzas pequeñas, tiene baja resistencia.
Estado plástico: Es el estado en do cual el suelo se comporta plasticamente.
Estado semi-sólido: En este estado el suelo tiene apariencia de un sólido pero aun disminuye el volumen al someterse al secado.
Estado sólido: Es el estado para el cual el volumen del suelo no varía con el secado.
Límite Líquido
Para contenidos altos de humedad el suelo se comporta como un liquido viscoso. El contenido de agua más bajo para el cual el suelo se encuentra en estado liquido se denomina Limite liquido Método Casagrande.
Límite Plástico
El suelo se considera en estado plástico cuando puede ser moldeado o trabajado para darle forma, sin desboronarse. El menor contenido de agua para el cual el suelo se considera estar en estado plástico se denomina Límite plástico Método de los rollitos de diametro de 3 mm
Límite de Contracción
Para un contenido de agua determinado el suelo mantendra el volumen costante, aunque el contenido de agua disminuya. Por lo cual ya no hay cambioi volumetrico y se llama Límite de contracción
Más información de los limites y como se calculan en el libro de Principios Básicos de mecánica de suelos por Margarita Polanco Flóres de la Universidad del cauca Pág: 153-161
- Índices de concistencia del suelo
Son parámetros muy importantes para la clasificación de los suelosy contribuyen a la caracterización de los suelos y permited definir su plasticidad y su consistencia.
Índice de plasticidad
Es el intervalo de humedades dentro del cual el suelo se comporta como un material plástico y se calcula: IP = LL-LP Donde IP sera siempre positivo y entre mas grande sea más problemas en ingenierias.
Plasticidad: Propiedad más caracteristica de los suelos arcillosos y se define como la capacidad de un material para soportar deformaciones rápidas sin rebote elástico.
Índice de consistencia
Índice de liquidez IL
Consistencia relativa o el estado potencial de consitencia de un suleo natural puede ser determinado
IL =(Wn-LP)/(LL-LP) = (Wn-Lp)/(IP)
Es un indicativo de consistencia del suelo en estado natural y se define como:
IS = (LL-Wn)/(LL-LP) = (LL-Wn)/(IP)
Índice de contracción
Índice de fluidez
Índice de tenacidad
En los suelos finos se define este indice como:
Ic =LP-LC
La pendiente de flujo, obtenida en el ensayo de limite liquido. indica la susceptibilidad del suelo al agua.
Se define como la relación entre el índice de plasticiad del suelo (IP) y el indice de fluidez (If)
It = IP / If
- Sistema unificado de clasiicación de suelos.
Se base en el trabajo de Casagrande en 1948 en pista aéreas militares, tambien se basa a la granulométria del material y en los limites de concistencia de la fracción fina.
- AASHTO
Este sistema se basa. al igual que el unificado, en el análisis granulométrico y los limites de consistecia
- Identificación del suelo en el campo
- Identificación de suelos gruesos
- Identificación de suelos finos.
Dilatación, Tenacidad, resistencia en estado seco, Sedimentación, color y olor del suelo.
- Sistema Britanico:
Este sistema considera que el suelo es un material granular si menos del 35% es inferior a 0.06 mm y es un suelo fino si mas del 35% del material es inferior a 0.06mm
- Fenomeno de Expansión
Algunos suelos arcillosos son suceptibles a cambios volumétricos al variar su contenido de agua. Este fenómenos se debe principalmente a la penetración del agua tambien a la expanción del aire atrapado en los poros.
Hay que identificar los suelos expansivos: por medio de métodpos directos y indirectos y método combinado.
Metodos para minimizar los cambios volumétricos del suelo.
Remplazo de material expansivo, aplicación de sobrecargas, minimizar cambios de humedad, Prehumedecimiento del suelo expansivo, estabilización de suelos expansivos, precauciones para estudios y diseños de pavimentos expansivos.