SUELOS DE GRANO GRUESO

Estos suelos están constituidos de partículas con textura granular compuestas de fragmentos de roca y mineral. De acuerdo al sistema de clasificación unificado estas partículas tienen un tamaño comprendido entre 75 y 0.075 mm, que corresponde al tamaño de la grava y arena. Aunque en su mayoría contienen partículas mayores a 0.075 mm también contienen material fino en pequeña cantidad, como conjunto estos suelos tienen mayor resistencia a la erosión.

1. Análisis mecánico por tamices.

Debido al tamaño de las partículas y la forma granular que presentan estos suelos, fácilmente puede clasificarse los distintos tamaños de las partículas que lo constituyen mediante tamices con diferentes aberturas. A este análisis se lo llama: análisis granulométrico del suelo.
El tamiz o criba que se muestra en la Figura 1.19a, consiste de un plato de acero inoxidable con una malla metálica adherida en la parte inferior con aberturas de tamaño uniforme. Existen dos tamaños estándar de tamices los de 8 y 12”, mostrados en la Figura 1.19b y c, respectivamente.

Figura 1.19. Tamices para el análisis mecánico del suelo de grano grueso.
(a) Tamiz. (b) Tamiz de 8”. (c) Tamiz de 12”.
Tabla 1.8. Serie ASTM de tamices (ASTM D422 y E100).

En la Figura 1.20 se muestra un tamizador, que es un equipo de laboratorio donde se instalan las diferentes medidas de tamices, este agita todo el conjunto de tal manera que el suelo puede descender por todos los tamices que clasifican el tamaño de las partículas.
Se instalan los tamices en forma descendente, el de mayor abertura en la parte superior y el de menor abertura en la parte inferior, el suelo es colocado en el tamiz superior y también se coloca un plato en la parte inferior del último tamiz para recibir la fracción mas fina de suelo. Deben seleccionarse con cuidado los tamices que se van ha instalar, el tamizador permite regular la intensidad y el tiempo del tamizado.
Figura 1.20. Tamizador de laboratorio.
Antes de tamizar la muestra de suelo, esta debe ser lavada desmenuzando todos los terrones que existan y luego ser secada en horno por 24 horas a 105 ºC. Durante el lavado y tamizado se perderán partículas de suelo esta perdida no debe superar el 2% de la masa total.

Curva de distribución del tamaño de partículas.

La muestra de suelo debe ser tamizada por lo menos 15 minutos, donde cada tamiz retendrá una fracción de masa de suelo y el plato inferior retendrá las partículas mas finas del suelo menores a 0.075 mm para otros propósitos.
La masa de la fracción de masa de suelo retenida en cada tamiz será: M1, M2, M3,…, Mi.
La masa de la fracción fina de suelo en el platillo será: Mp.
El total de la masa de suelo será: M1 + M2 + M3 +…+ Mi + Mp = M.
Se determina la masa acumulada de suelo retenida para cada tamiz, para un tamiz i será:

M1 + M2 + M3 +…+ Mi

Se determina la masa de suelo que deja pasar cada tamiz. La masa de suelo que deja pasar el tamiz i será:
 
åM – (M1 + M2 + M3 +….+ Mi)
Se determina el porcentaje de suelo que deja pasar cada tamiz. El porcentaje de suelo que pasar el tamiz i será:

Todos los resultados son registrados ordenadamente en una Tabla. Con los valores del tamaño de las aberturas del tamiz en milímetros ubicados en orden inverso en el eje de las abscisas en escala logarítmica y el porcentaje de la masa de suelo que pasa ubicada en el eje de las ordenadas, se traza la curva de distribución del tamaño de partículas como se muestra en la Figura 1.21.

Figura 1.21. Curva de distribución del tamaño de partículas.

Parámetros de la Curva de distribución del tamaño de partículas.

a) Coeficiente de uniformidad (CU).
 Este parámetro evalúa el grado de similitud en tamaño de las partículas del suelo, que será:
 [1.40]
Un valor grande de este parámetro indica que las partículas entre D60 y D10 difieren en gran manera de tamaño, lo que indica desuniformidad en relación al tamaño. Un suelo con una distribución uniforme hará que la curva de distribución tienda a ser vertical como en la Figura 1.22c, mientras que la desuniformidad la hará más horizontal como en la Figura 1.22b.

b) Coeficiente de gradación (CC).

Este parámetro evalúa la progresión de la variación en tamaño de las partículas del suelo, que será:
 
[1.41]
Los valores de CC muy alejados a la unidad indican la falta o la poca cantidad de una serie de tamaños de partículas. Una distribución bien gradada hará que la curva de distribución se asemeje a una recta (Figura 1.22a, b) y una mala gradación la hará sinuosa o uniforme (Figura 1.22c y d).

c) Coeficiente de clasificación (So).

Este parámetro es otra alternativa poco conocida para evaluar la uniformidad y se escribe:
 
[1.42]

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