Como la abertura de las mallas más fina que se fabrica es de 0.07 mm. El uso de tamices está restringido al análisis de arenas limpias, de modo que si un suelo contiene partículas menores de dicho tamaño debe ser separado en dos partes por lavado sobre aquel tamiz.
Los métodos para efectuar análisis granulométricos por vía húmeda están basados en la ley de Stokes, que fija la velocidad en que una partícula esférica de diámetro dado sedimenta en liquido en reposo. En el método que se utiliza comúnmente en mecánica de suelos, de 20 a 40 gr. De suelos arcillosos o de 50 a 100 gr. De suelo arenoso, se mezclan con 1 lt. De agua. A intervalos de tiempos dados se mide la densidad de la suspensión por medio de un hidrómetro. Con esto se puede determinar más del 90% de las partículas del suelo fino. El análisis mecánico por hidrómetro está basado en el principio de sedimentación de las partículas del suelo fino en suspensión. Cuando el suelo fino es dispersado en agua, las partículas sedimentaran a diferentes velocidades, dependiendo de su textura, tamaño y masa, además de la viscosidad del agua. El diámetro de la partícula según la ecuación será:
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La velocidad v de esta ecuación puede escribirse como:
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Donde:
L = Es la distancia que recorre la partícula al sedimentarse.
t = Es el tiempo que tarda en recorrer esa distancia.
Remplazando Gs = Ys/Yw
Donde Gs
0 Gravedad especifica del suelo fino.
Factorizando se tendrá:
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El análisis mecánico por hidrómetro, se realiza en un cilindro (18”x2.5”) con agua mantenida a temperatura constante donde es introducida una cantidad apropiada de suelo. Para dispersar las partículas en todo el fluido y acelerar la sedimentación, se introduce defloculador que por lo general es hexametafosfato de sodio. La solución debe ser mezclada enérgicamente para homogenizar el fluido, es recomendable que la cantidad total de fluido sea de 1000 ml, por lo que talvez deba añadirse agua destilada. Cuando el hidrómetro es colocado en el cilindro este queda suspendido a cierta profundidad, a medida que las partículas en suspensión sedimenten el hidrómetro se hundirá consecuentemente, ya que la gravedad específica del fluido está en función al contenido de partículas por unidad de volumen en suspensión. La lectura del hidrómetro se realiza del punto que está en el centro del bulbo del hidrómetro hasta la medida que marca el nivel superior de agua en la regla graduada, esta distancia es L. Este valor puede obtenerse de la siguiente expresión:
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L = Profundidad sumergida del bulbo del hidrómetro.
L1= Medida de la profundidad sumergida de la parte superior del bulbo.
L2 = Longitud del bulbo (14 cm para hidrómetro ASTM 152H)
VB= Volumen del bulbo del hidrómetro ( 67 para hidrómetro ASTM 152H)
A = Área de la sección trasversal del cilindro (27.8 si es de 18” x 2.5”)
Todos los sistemas de clasificación utilizan el tamiz No.200 como un punto divisorio, las clasificaciones se basan generalmente en términos de la cantidad retenida o cantidad que pasa a través del tamiz No.200. En ocasiones se desea conocer la escala aproximada de partículas de suelo menores que el tamiz No.200. Cuando se presenta esta necesidad, se recurre al método del análisis granulométrico del hidrómetro.
Stokes desarrollo una ecuación que relaciona la velocidad de descenso de una partícula esférica en un fluido con respecto al tamaño de esta:
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Dónde:
V= velocidad de descenso de la partícula.
Ys= Peso unitario de los sólidos del suelo.
Yw= Peso unitario del agua.
N= velocidad dinámica del fluido.
D= Diámetro de la partícula con forma esférica
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