En la ciencia del suelo , la gradación del suelo es una clasificación de un suelo de grano grueso que clasifica el suelo en función de los diferentes tamaños de partículas contenidas en el suelo. [1] La gradación del suelo es un aspecto importante de la mecánica del suelo y la ingeniería geotécnica porque es un indicador de otras propiedades de ingeniería como la compresibilidad , la resistencia al corte y la conductividad hidráulica . En un diseño, la gradación del suelo in situ (en el sitio) a menudo controla el diseño y el drenaje de agua subterránea del sitio. Un suelo mal clasificado tendrá un mejor drenaje que un suelo bien clasificado, [2] si no es de alta calidad de arcilla .
El suelo se clasifica como bien o mal clasificado. [3] La gradación del suelo se determina analizando los resultados de un análisis de tamiz [4] [5] o un análisis de hidrómetro . [1]
El proceso de clasificación de un suelo se realiza de acuerdo con el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos o el Sistema de Clasificación de Suelos AASHTO . La clasificación de un suelo se determina mediante la lectura de la curva de distribución del tamaño de grano producida a partir de los resultados de las pruebas de laboratorio realizadas en el suelo. La clasificación de un suelo también se puede determinar calculando el coeficiente de uniformidad, C u , y el coeficiente de curvatura, C c , del suelo y comparando los valores calculados con los límites de clasificación publicados. [1] [6]
La gradación del suelo es una clasificación de la distribución del tamaño de las partículas de un suelo. Los suelos de grano grueso, principalmente gravas o arenas, se clasifican como bien o mal gradados. Los suelos mal gradados se dividen a su vez en suelos de gradación uniforme o de gradación discontinua. Los suelos de grano fino, principalmente limos y arcillas, se clasifican según sus límites de Atterberg . [1] [6]
Un suelo bien clasificado es un suelo que contiene partículas de una amplia gama de tamaños y tiene una buena representación de todos los tamaños desde los tamices No. 4 hasta No. 200. [3] Una grava bien clasificada se clasifica como GW, mientras que una arena bien clasificada se clasifica como SW. [1]
Un suelo mal clasificado es un suelo que no tiene una buena representación de todos los tamaños de partículas desde el tamiz n.° 4 hasta el n.° 200. Una grava mal clasificada se clasifica como GP, mientras que una arena mal clasificada se clasifica como SP. Los suelos mal clasificados son más susceptibles a la licuefacción del suelo que los suelos bien clasificados. [1]
Un suelo con granulometría irregular es un suelo que tiene un exceso o deficiencia de ciertos tamaños de partículas o un suelo al que le falta al menos un tamaño de partícula. [1] [3] Un ejemplo de un suelo con granulometría irregular es aquel en el que falta arena de los tamaños n.° 10 y n.° 40, y están presentes todos los demás tamaños. [3]
El proceso de clasificación de un suelo se realiza de acuerdo con el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos o el Sistema de Clasificación de Suelos AASHTO. Los pasos para clasificar un suelo son la recopilación de datos, el cálculo de los coeficientes de uniformidad y curvatura, y la clasificación del suelo según los criterios de clasificación indicados en el sistema de clasificación de suelos utilizado. [1]
La gradación del suelo se determina analizando los resultados de un análisis de tamiz o un análisis de hidrómetro . [4] [5]
En un análisis de tamiz, una muestra de suelo de grano grueso se agita a través de una serie de tamices de malla cuadrada de alambre tejido. Cada tamiz tiene aberturas sucesivamente más pequeñas, de modo que las partículas más grandes que el tamaño de cada tamiz quedan retenidas en el tamiz. [4] [5] El porcentaje de cada tamaño de suelo se mide pesando la cantidad retenida en cada tamiz y comparando el peso con el peso total de la muestra. Los resultados de un análisis de tamiz se grafican como una curva de distribución del tamaño de grano, que luego se analiza para determinar la gradación del suelo en particular. [1]
En un análisis hidrómetro, una muestra de suelo de grano fino se deja reposar en un fluido viscoso . Este método se utiliza en base a la Ley de Stokes , que relaciona la velocidad terminal de caída de una partícula en un fluido viscoso con el diámetro del grano y la densidad del grano en suspensión. El diámetro del grano se calcula a partir de una distancia y un tiempo conocidos de caída de la partícula. Esto se utiliza para clasificar los suelos de grano fino. [1]
Para calcular los coeficientes de uniformidad y curvatura se necesitan los diámetros de grano. El diámetro de grano se puede encontrar para cada porcentaje de suelo que pasa por un tamiz en particular. Esto significa que si el 40% de la muestra se retiene en el tamiz n.° 200, entonces hay un 60% que pasa por el tamiz n.° 200. [1]
El coeficiente de uniformidad, C u, es un parámetro de forma burdo y se calcula utilizando la siguiente ecuación:
donde D 60 es el diámetro del grano al 60% de paso, y D 10 es el diámetro del grano al 10% de paso
El coeficiente de curvatura , C c es un parámetro de forma y se calcula utilizando la siguiente ecuación:
donde D 60 es el diámetro del grano al 60% de paso, D 30 es el diámetro del grano al 30% de paso y D 10 es el diámetro del grano al 10% de paso
Una vez calculados el coeficiente de uniformidad y el coeficiente de curvatura, se deben comparar con los criterios de gradación publicados. [1]
Los siguientes criterios están de acuerdo con el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos :
Para que una grava sea clasificada como bien clasificada, se deben cumplir los siguientes criterios:
Cu > 4 y 1 < C c < 3
Si no se cumplen ambos criterios, la grava se clasifica como mal clasificada o GP. Si se cumplen ambos criterios, la grava se clasifica como bien clasificada o GW.
Para que una arena sea clasificada como bien clasificada, se deben cumplir los siguientes criterios:
C u ≥ 6 y 1 < C c < 3
Si no se cumplen ambos criterios, la arena se clasifica como mal clasificada o SP. Si se cumplen ambos criterios, la arena se clasifica como bien clasificada o SW. [1]
La gradación del suelo es muy importante para la ingeniería geotécnica. Es un indicador de otras propiedades de ingeniería, como la compresibilidad, la resistencia al corte y la conductividad hidráulica.
En un diseño, la gradación del suelo in situ o en el sitio a menudo controla el diseño y el drenaje de las aguas subterráneas del sitio. Un suelo mal nivelado tendrá un mejor drenaje que un suelo bien nivelado porque hay más espacios vacíos en un suelo mal nivelado.
Cuando se selecciona un material de relleno para un proyecto como un terraplén de una carretera o una presa de tierra, se tiene en cuenta la gradación del suelo. Un suelo bien nivelado se puede compactar más que uno mal nivelado. Este tipo de proyectos también pueden tener requisitos de gradación que se deben cumplir antes de que se acepte el suelo que se va a utilizar.
A la hora de seleccionar opciones para técnicas de remediación del suelo, la gradación del suelo es un factor determinante. [2]
