REPRESENTACION DE LA DISTRIBUCION GRANULOMETRICA

Siempre que se cuente con suficiente número de puntos, la representación gráfica de la distribución granulométrica debe estimarse preferible a la numérica en tablas.

La gráfica granulométrica suele dibujarse con porcentajes como ordenadas y tamaño de las partículas como abscisas. Las ordenadas se refieren a porcentaje, en peso, de las partículas menores que el tamaño correspondiente. La representación en escala semilogarítmica (eje de abscisas en escala logarítmica) resulta preferible a la simple representación natural, pues en la primera se
dispone de mayor amplitud en los tamaños finos, que en escala natural resultan muy comprimidos, usando un módulo práctico de escala.La forma de la curva da inmediata idea de la distribución granulométrica del suelo; un suelo constituido por partículas de un solo tamaño, estará representado por una línea vertical (pues el 100% de sus partículas), en peso, es de menor tamaño que cualquiera que el que el suelo posea), una curva muy tendida indica una gran variedad de tamaños (suelo bien graduado).

Como una medida simple de la uniformidad de un suelo, Hazen propuso el Coeficiente de Uniformidad (Cu).

Fórmula

En donde:

D60: Tamaño tal, que el 60%, en peso, del suelo, sea igual o menor
D10: Llamado por Hazen Diámetro Efectivo; es el tamaño tal que sea igual o mayor que el 10%, en peso, del suelo.

En realidad, la relación D60/D10 es un coeficiente de no uniformidad pues su valor numérico decrece cuando la uniformidad aumenta, suelos con Cu < 3 se consideran muy uniformes; aún las arenas naturales muy uniformes rara vez presentan Cu < 2.

Como dato complementario, necesario para definir la graduación se define el Coeficiente de Curvatura del suelo con la expresión:

D30 se define análogamente que los valores D60 y D10 anteriores. Esta relación tiene un valor entre 1 y 3 en suelos bien graduados, con amplio margen de tamaños de partículas y cantidades apreciables de cada tamaño intermedio.

CONCEPTOS GENERALES

La información obtenida del Análisis Granulométrico se presenta en forma de curva. Para poder comparar suelos y visualizar más fácilmente la distribución de los tamaños de granos presentes, y como una masa de suelos típica puede tener partículas que varíen entre tamaños de 2.00 mm y 0.074 mm las más pequeñas (Tamiz No 200), por lo cual sería necesario recurrir a una escala muy grande para poder dar el mismo peso y precisión de lectura a todas las medidas, es necesario recurrir a una presentación logarítmica para los tamaños de las partículas. Los procedimientos patrones utilizan el PORCENTAJE QUE PASA (también llamado porcentaje más fino) como la ordenada en la escala natural de la curva de Distribución Granulométrica.

Es evidente que una curva de distribución granulométrica sólo puede aproximar la situación real. Esto se debe a las varias razones consideradas hasta aquí, incluyendo las limitaciones físicas para obtener muestras estadísticamente representativas, la presencia de grumos en el suelo, la limitación práctica impuesta por la utilización de mallas de forma regular para medir partículas de suelo de forma irregular y el número limitado de tamices utilizables en el análisis.

La exactitud del ensayo es más cuestionable aún para suelos de grano fino (más fino que el tamiz No 4) que para suelos gruesos, y la práctica común ampliamente seguida de utilizar suelos secados al horno puede influir el análisis en otro tanto.

Por otra parte, se considera que el secado al horno es uno de los factores menos significativos en el ensayo; el tener una muestra representativa y el lograr la reducción de todos los grumos a partículas elementales mediante el lavado son factores mucho más importantes. La curva de Distribución Granulométrica que se obtiene siguiendo el "procedimiento" mostrado anteriormente es satisfactoria para predecir el comportamiento de suelos no cohesivos y obtener las cantidades relativas mayores y menores al tamiz No 200, para clasificación de suelos.

A partir de la Curva de Distribución Granulométrica, se pueden obtener diámetros característicos tales como el D10 , D85, D60, etc. El D se refiere al tamaño de grano, o diámetro aparente, de la partícula de suelo y el subíndice (10, 85, 60) denota el porcentaje de material más fino.

Por ejemplo, D10 = 0.15 mm significa que el 10% de los granos de la muestra son menores en diámetro que 0.15 mm. El diámetro D10 es también llamado tamaño efectivo de un suelo.

Como se mencionó anteriormente, un indicador de la variación (o rango) del tamaño de granos presentes en la muestra se obtienen mediante el Coeficiente de Uniformidad Cu, definido como:

Un valor grande en este parámetro Cu indica que los diámetros D60 y D10 difieren en tamaño apreciablemente. No asegura sin embargo, que no exista un vacío de gradación, como el que se presenta cuando faltan por completo o solamente existe en una muy pequeña cantidad de diámetros de un determinado tamaño.

El Coeficiente de Concavidad Cc es una medida de la forma de la curva entre el D60 y el D10, y se define de la siguiente forma:

Valores de Cc muy diferentes de 1 indican que falta una serie de diámetros entre los tamaños correspondientes al D10 y el D60.

Los diámetros correspondientes al D15 y al D85 pueden utilizarse para determinar la capacidad del suelo para ser utilizado en diseños de filtros para una presa o para recubrir los agujeros de tubería perforada utilizada como sistema de subdrenaje dentro de un suelo.

La siguiente figura muestra un ejemplo de la Gráfica de Distribución Granulométrica: