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METODOLOGIA DE LA CLASIFICACION DE SUELOS

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hariel sanabrializarazo

on 7 October 2014

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METODOLOGÍA DE LA CLASIFICACIÓN DE SUELOS
Los ingenieros, típicamente los ingenieros geotécnicos, clasifican a los suelos de acuerdo a sus propiedades ingenieriles, en relación a su uso en fundaciones o en materiales de construcción de edificios.

Los sistemas modernos de clasificación de ingeniería se diseñan para permitir una fácil transición de las observaciones a campo a las predicciones básicas de propiedades y de conductas de ingeniería de suelos.
En ingeniería:
Los sistemas de clasificación más comunes de ingeniería para suelos son:
Sistema Unificado de Clasificación de Suelos: (S.U.C.S) o en ingles Unified Soil Classification System (U.S.C.S)

Sistema de Clasificación de Suelos AASHTO
S.U.C.S
Sistema Unificado de Clasificación de Suelos
El Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (Unified Soil Classification System (USCS)) es un sistema de clasificación de suelos usado en ingeniería y geología para describir la textura y el tamaño de las partículas de un suelo.

Dicha clasificación se vale de unos símbolos de grupo, consistentes en un prefijo que designa la composición del suelo y un sufijo que matiza sus propiedades. Como lo muestran los siguientes esquemas:

Para clasificar el suelo hay que realizar previamente una granulometría del suelo mediante tamizado.
Símbolos de grupo (s.u.c.s)
Tipología de suelos (s.u.c.s)
Se puede deducir de la tabla anterior, que existe una clara distinción entre tres grandes grupos de suelos:
Los elementos esenciales para realizar esta clasificación fueron propuestos por
Arthur Casagrande;
ideo una clasificación de los suelos para carreteras y aeropuertos;
la que posteriormente la adoptaron el cuerpo de ingenieros de los estados unidos los cuales la modificaron y condujo al sistema unificado de clasificación de los suelos.,
actualmente este sistema se utiliza con modificaciones mínimas en la mayoría de países fuera de los Estados Unidos.
Suelos de grano grueso (G y s)
: (por ejemplo, arenas y gravas): se distingue principalmente porque los granos son observables a simple vista. más del 50% queda retenido en el tamiz Nº200 (0.075 mm)
Suelos de grano fino (M Y C) :
(por ejemplo, limos y arcillas): son buenos y algunos no almacenan agua, retienen agua mejor que los granos superiores. más del 50% pasa el tamiz No.200
Suelos orgánicos (referidos como «turba»). (O, Pt):
Constituidos fundamentalmente por materia orgánica. Son inservibles como terreno de cimentación.
El USCS además subdivide a esas tres mayores clases de suelos para clarificación. En donde pueden existir casos intermedios, empleándose una doble nomenclatura.
ejemplo:
Símbolos de grupo para suelos tipo grava
La curva granulométrica
*Se han definido dos coeficientes de determinan la gradación de un suelo.
El coeficiente de uniformidad (Cu) esta definido como la relación
El coeficiente de curvatura (CC)
Donde
D60:
este es el diámetro de las partículas para el cual existe un 60% de partículas mas finas que ellas.
D10=
Diámetro correspondiente al 10% de partículas con diámetro menor que el D10.
Donde D60, D10 ,D30 tienen el mismo significado que en el caso anterior y se determinan directamente en la curva granulométrica.

Los criterios para determinar un suelo es bien o mal gradado, se obtienen una vez calculados Cu y Cc y se deben verificar simultáneamente.5
5. ARANGO Vélez Antonio. Manual de laboratorio de mecánica de suelos. Editorial. Universidad nacional de Colombia. paginas 71 y72
Con los datos obtenidos en el ensayo de granulometría que son: el %pasa y el diámetro de las partículas se ubican en una grafica en escala logarítmica en el eje X, se puede calcular la cantidad de suelo en peso que pasa por cada tamiz y con esta información se produce o se dibuja una curva granulométrica que es tal vez el resultado mas importante que se puede obtener del análisis granulométrico.

Con esta grafica es posible definir el porcentaje que pasa por cualquier tamiz aunque este no se haya utilizado en la serie del tamizado. También de la curva granulométrica se obtiene los valores de D60, D10 ,D30 ya que estos son indispensables para definir el coeficiente de uniformidad y el coeficiente de curvatura y además con esta curva se puede definir si el suelo esta bien o mal gradado.
GRANULOMETRÍA:

Determina la distribución de las partículas por tamaño de una muestra de suelo.
PROCEDIMIENTO
=>
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO => CURVA GRANULOMETRICA
=>
Fracción mayor a 0,075 mm (Tamiz #200)
=> Análisis por vía seca
=> Tamizado
=>
Fracción menor a 0,075 mm (Tamiz #200)
=> Análisis por vía húmeda
=> Método del Hidrómetro
TIPOS DE GRADUACIÓN
SUELO BIEN GRADUADO: Existe una graduación continua de tamaños.
SUELO MAL GRADUADO:
Existe una graduación uniforme de tamaños.
SUELO CON GRADUACIÓN DISCONTINUA:
Existe una graduación discontinua de tamaños.
CLASIFICACIÓN EN FUNCIÓN DE LA GRANULOMETRÍA
Fracciones:
Arcilla = 15 %
Limo = 20 %
Arena = 65 %
Clasificación:
Franco Arenoso
PLASTICIDAD:
El hidrómetro es un instrumento que está fabricado en cristal y consta de un tallo que contiene una escala numerada y de un bulbo, en cuya parte inferior se encuentra un lastre.

El hidrómetro de Bouyoucos no es más que un densímetro al cual se ha colocado una escala capaz de medir gramos de suelo en suspensión. Otra función del hidrómetro es determinar la densidad relativa de los líquidos sin tener que calcular antes la masa y el volumen.

Por ultimo se puede decir que utilizando este aparato en el análisis granulométrico para partículas finas, indica la determinación indirecta de porcentajes y diámetros de partículas que pasan el tamiz No. 200 (0.075 mm.).
HIDRÓMETRO
ESTADOS DE CONSISTENCIA Y LÍMITES
Algunos suelos cambian de consistencia en función al contenido de humedad.
Se definen cuatro estados: sólido, semisólido, plástico y líquido.
El límite entre esos estados se denominan Límites de Consistencia y son: Límite de Constracción (LC), Límite Plástico (LP) y Límite Líquido (LL).
Ensayo normalizado
Humedad para la cual el número de golpes en la copa de Casagrande es de 25 para cerrar la ranura en 12,7 mm.
COPA DE CASAGRANDE
FOTO DEL ENSAYO
LIMITE LÍQUIDO
Ensayo normalizado
Humedad mínima con la cual pueden moldearse cilindros de suelo de 3 mm de diámetro sin que estos se fisuren
LIMITE PLÁSTICO
PROCEDIMIENTO DE ENSAYO
ELEMENTOS DE ENSAYO
LIMITE DE CONTRACCIÓN
Ensayo normalizado
Humedad a partir de la cual, una pérdida de ésta, ya no implica disminución de volumen en una muestra de suelo preparada en forma normalizada
GRÁFICA DE PLASTICIDAD
AASHTO
Clasificación según la La Asociación Americana de Oficiales de Carreteras Estatales y Transportes
El método se basa en determinaciones de laboratorio de Granulometría, Límite Líquido, limite plástico e Índice de Plasticidad. Es un método utilizado principalmente para Obras Viales.
Considera siete grupos basicos de suelos, numerados desde el A-1. A su vez, algunos de estos grupos presentan subdivisiones; así, el A - 1 y el A-7 tienen dos subgrupos y el A-2, cuatro.
NOMENCLATURA
El sistema de clasificación AASHTO utiliza un índice de grupo para comparar diferentes suelos dentro de un mismo grupo. El índice de grupo se calcula de acuerdo con la ecuación
Consideraciones:
SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS ESPAÑOLA DEL PG – 3
El Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Obras de Carreteras y puentes establece una escueta clasificación basada en la idoneidad del suelo para formar parte de las diversas zonas de un terraplén.

Los cuatro grupos de suelos establecidos por el pliego son: seleccionados, adecuados, tolerables e inadecuados. La siguiente tabla muestra las características principales.
SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS FRANCESA
En Francia, la SETRA y el LCPC desarrollaron en 1976 una clasificación con muchos rasgos originales, en la que se introducen componentes del suelo en el momento de su utilización.
Se llega así a una clasificación de suelos y rocas distribuidos en nada menos que 42 grupos, para cada uno de los cuales se realizan recomendaciones especificas sobre su utilización en el núcleo del terraplén y en su coronación, así como la forma que deben compactarse.
Dentro de ella se incluyen tanto suelos como las rocas empleadas en la construcción de terraplenes y pedraplenes, divididas en 6 grupos que abarcan de la A a la F. A su vez, las categorías A, B, y C se dividen en otras tres, nombradas esta vez con letras minúsculas que indican el contenido de humedad del suelo: humedad (h), medio (m) y seco (s).
SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS ALEMANA
Esta clasificación, debida a R. Floss (1977), tiene la peculiaridad de basarse en la susceptibilidad del suelo a la acción de las heladas, fenómeno bastante frecuente en aquel país. También llama la atención el empleo de una nomenclatura similar a la clasificación de Casa Grande modificada (SUCS), solo que los vocablos a los que hace referencia son de origen alemán.
La siguiente figura muestra una reproducción abreviada de esta clasificación, contemplada por la norma DIN 18196:
SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS DE THORP,BLADWIN Y KELLOG
Distingue tres órdenes: suelos zonales, intrazonales y azonales, y, en cada uno de ellos, subórdenes y grupos. En esta clasificación se basan las más utilizadas tradicionalmente, como la tabla, muy resumida siguiente:
Suelos azonales:
corresponden a suelos inmaduros, que se encuentran en las primeras etapas de su desarrollo por no haber actuado los factores edafogenticos durante el tiempo suficiente ( aclimácicos), en los que los caracteres predominantes son los debidos al tipo de roca madre.
Suelos intrazonales:
son los desarrollados bajo condiciones en que predominan los factores edafogenéticos pasivos, como roca madre, pendiente, acción humana.
Suelos zonales:
desarrollados bajo la acción de los factores activos de formación del suelo, en especial el clima, durante el tiempo suficiente. Son, por tanto, climácicos y climáticos. Se trata de suelos maduros y bien evolucionados.
SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS USDA (United States Department of Agricultura)

SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS FAO
OTROS:
IG = (F - 35) [0,2 + 0,005 (LL – 40)] + 0,01 (F – 15) (IP – 10)
Siendo:
F: Porcentaje en peso que pasa por el tamiz nº 200 del material inferior a 75 mm, expresado en número entero.
LL: Límite líquido
IP: Índice de plasticidad.
sistemas no muy comunes:
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