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Con pruebas de Casagrande y ensayos manuales se determinaron los indicies de Attemberg
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SUMARIO
Los suelos se caracterizan por tener propiedades con las cuales hacen la
diferencia entre sí, en la práctica número #3 se analizó una muestra de suelo; para
determinar el límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad.
Se pesaron 500 g de suelo (seco), que haya pasado el tamiz #40, después se
humedeció dicha muestra hasta formar una pasta consistente. Esta pasta fue
colocada en la copa de Arthur Casagrande, después se le hizo una ranura y se
contó el número de golpes necesarios para cerrar dicha ranura. La frecuencia era
de 2 golpes por segundo. En una prueba se cerró a los 15 golpes y en otra a los
17 golpes, después se extrajeron 2 muestras de 20 gr, las cuales se pesaron con y
sin contenido de humedad para determinar el porcentaje de humedad (Límite
líquido). El límite líquido fue de 55%.
Después se procedió a hacer rollitos de suelo, de aproximadamente 1/8” de
diámetro, los cuales se frotaron en una superficie varias veces hasta que dichos
rollitos se desmoronaran, se tomaron 2 muestras (de los rollitos), los cuales se
pesaron con y sin humedad para determinar el porcentaje de humedad (Límite
plástico). Se obtuvo el promedio del porcentaje de humedad, y con ello se obtuvo
el límite plástico igual a 34%.
Los límites líquido y plástico, se utilizaron para obtener el índice de plasticidad
del suelo. Que teóricamente es la diferencia entre el porcentaje del límite líquido y
el límite plástico, el resultado fue de 21.
Posteriormente se hizo la gráfica de la carta de plasticidad, que sugiere que el
suelo es limo.
MARCO TEORICO
LIMITE LÍQUIDO
El límite líquido es el contenido de agua, expresado en porcentaje respecto al
peso del suelo seco, que delimita la transición entre el estado líquido y plástico de
un suelo remoldeado o amasado.
Se define como el contenido de agua necesario para que la ranura de un suelo
ubicado en el equipo de Casagrande, se cierre después de haberlo dejado caer 25
veces desde una altura de 10 mm.
También puede definirse como el menor contenido de humedad de un suelo que
puede fluir por vibración.
El límite líquido como fue definido por Atterberg ha estado sujeto a distintas
variaciones en su determinación. Fue Terzaghi, quien le sugirió a Casagrande en
1927, que diseñara un dispositivo mecánico que pudiera eliminar en lo posible los
errores del operador en la determinación del mismo (figura 1).
Figura 1. Dispositivo Básico de Casagrande
Casagrande desarrolló un dispositivo normalizado como se muestra en la Figura 2
y descrito por la norma ASTM D 423 excepto por el acanalador utilizado. El límite
líquido se estableció como el contenido de agua de un suelo cuando para 25
golpes ejercidos por la caída de la taza (a razón de 2 golpes por segundo) desde
la altura de 1 cm., dos secciones determinadas de suelo separadas por una ranura
normalizada de 2 mm de espesor en su parte inferior y 11 mm en su parte superior
y una altura de 8 mm, cerraran en una distancia de ½ pulgada a lo largo de la
parte inferior de la ranura.
La altura de caída, como las dimensiones del cascador y las dimensiones de la
ranura, como el material de la base, etc.; son factores de influencia en los
resultados obtenidos.
Para entender el significado del ensayo mediante el dispositivo detallado en la
Figura 2, podemos decir que para golpes secos, la resistencia al corte dinámica de
los taludes de la ranura se agota, generándose una estructura de flujo que
produce el deslizamiento (ver Figura 3).
La fuerza resistente a la deformación puede considerarse como la resistencia al
corte de un suelo. La resistencia al corte de todos los suelos en el límite líquido es
constante y tiene un valor aproximado de 22 g/cm².
LIMITE PLASTICO
El limite plástico es el contenido de agua que limita el estado plástico resistente
semisolido."
el límite plástico de un suelo es el menor contenido de humedad determinado, de
acuerdo con el método bajo el cual el suelo permanece plástico.
Para la determinación de éste límite se toma muestras del ensayo para la
obtención del límite líquido y procedemos a amasarla y posteriormente a arrollarla,
cuya arrolladora vamos disminuyendo en el diámetro, hasta que los rollitos
presenten rupturas o ranuras. Mientras se rasga aumentamos la humedad del
suelo que no presenta ninguna falla, hasta que los rollitos lleguen a tener un
diámetro de 3 mm., en cuyo diámetro decimos que esa humedad es la que
determina el índice plástico.
Las arenas no tienen plasticidad, los limos tienen pero muy poca, en cambio las
arcillas, y sobre todo aquellas ricas en materia son muy plásticas. El límite
plástico se ha definido arbitrariamente como el contenido de humedad del suelo al
cuál un cilindro se rompe o se resquebraja cuando se enrolla a un diámetro de 3
mm. O aproximadamente 3 mm.
Esta prueba es bastante más subjetiva (dependiente del operador) que el ensayo
del límite líquido, pues la definición del resquebrajamiento del cilindro de suelo así
como del diámetro están sujetas a la interpretación del operador. el diámetro
puede establecerse durante el ensayo por comparación de un alambre común o
de soldadura del mismo diámetro. Con la práctica, se encuentra que los valores
del límite plástico pueden reproducirse sobre el mismo suelo por parte de
diferentes laboratoristas, dentro de un rango del 1 al 3%.
INDICE DE PLASTICIDAD
El Índice de plasticidad se define como la diferencia numérica entre el Limite
Liquido y el Limite Plástico:
Un Índice de plasticidad bajo, como por ejemplo del 5%, significa que un pequeño
incremento en el con tenido de humedad del suelo, lo transforma de semisólido a
la condición de líquido, es decir resulta muy sensible a los cambios de humedad.
Por el contrario, un índice de plasticidad alto, como por ejemplo del 20%, indica
que para que un suelo pase del estado semisólido al líquido, se le debe agregar
gran cantidad de agua.
En suelos no plásticos, no es posible determinar el Índice de plasticidad. El día
grama de plasticidad indicada en la figura 1.7, según los Límites de Atterberg,
permite diferenciar - el índice de plasticidad de limos y arcillas, en función del
Limite Liquido LI. y del contenido normal de humedad WN.
Figura 1.7
Diagrama de Plasticidad según los Límites de Atterberg
El Índice de plasticidad define el campo plástico de un suelo y representa el
porcentaje de humedad que deben tener las arcillas para conservarse en estado
plástico. Este valor permite determinar los parámetros de asentamiento de un
suelo y su expansividad potencial.
DATOS OBTENIDOS
Para la prueba de laboratorio perteneciente a los límites de Atterberg, se
realizaron diferentes pruebas, hallando distintos datos los cuales se detallan a
continuación:
Datos obtenidos; limite plástico
Muestra no.1
Peso húmedo (Wh) 6.0 gramos
Peso seco (Ws) 4.0 gramos
Muestra no.2
Peso húmedo (Wh) 8.0 gramos
Peso seco (Ws) 5.2 gramos
Datos obtenidos; Limite liquido
prueba No. De golpes Peso húmedo
(Ws)
Peso seco (Ws)
1 15 20gramos 15.0gramos
2 17 20gramos 13.8gramos
DATOS CALCULADOS
1) Límite plástico: El límite plástico está dado por el promedio de los porcentajes
(%) de humedad de las muestras tomadas en los rollitos utilizados en la práctica.
Formula a utilizar: Humedad (% )=Wh−WsWh
(100)
Muestra no. 1
Humedad (% )=6.0gr−4.0 gr6.0 gr
(100 )=2.0 gr6.0 gr
(100 )=33%
Muestra no. 2
Humedad (% )=8.0gr−5.2gr8.0 gr
(100 )=2.8gr8.0gr
(100 )=35%
Promedio=limite plastico=33+352
=34%
2) Limite líquido; para hallar el limite liquido se utiliza el método de puntos, que
consiste en graficar en el eje de las abscisas el número de golpes y en el eje de
las ordenadas la humedad de la muestra, con estos datos se obtiene la ecuación
de la recta que pasa por los puntos dados, y se obtiene la humedad a los 25
golpes que representa el limite líquido.
Formula a utilizar: Humedad (% )=Wh−WsWh
(100)
Muestra no. 1
Humedad (% )=20.0gr−15.0gr20.0 gr
(100 )= 5.0gr20.0gr
(100 )=25%
Muestra no. 2
Humedad (% )=20.0gr−13.8gr20.0 gr
(100 )= 6.2gr20.0gr
(100 )=31%
Limite liquido; Método de puntos
Eje x (Numero de golpes) Eje y (Porcentaje de humedad)
15 25%
17 31%
0 5 10 15 20 25 300
102030405060708090
100
f(x) = 3 x − 20
Limite Liquido; Metodo de puntos
Numero de Golpes
Po
rcen
taje
(%)
de
Hu
med
ad
De la ecuación obtenida se tiene
y=3 x−20→Limite liquido=3 (25 )−20=55%
3) Índice de plasticidad; el índice de plasticidad se consigue con la diferencia
entre el limite liquido obtenido y el limite plástico hallado.
Formula a utilizar:
Indicede plasticidad=Limite liquido−Limite plastico
Indicede plasticidad=55−34=21
CARTA DE PLASTICIDAD
RESULTADOS
Resultados de la practica
Limite Plástico 34
Limite Liquido 55
Índice de Plasticidad 21
Carta de plasticidad LIMO
CONCLUSIONES
1) El índice de plasticidad es la diferencia entre el límite líquido y el límite
plástico, el resultado obtenido fue de 21.
2) El límite líquido fue de 55%, y se obtuvo después de cerrar completamente
la ranura hecha al suelo, en la Copa de Casagrande (entre 15 y 17 golpes).
3) La transición entre el estado sólido y semisólido del suelo representa el
límite plástico, igual a 34%.
4) Según la AASHO M-145 el suelo A-7, Limo arcilloso, tiene límite líquido de
41 (mínimo) e índice de plasticidad de 11 (mínimo). Por lo tanto se
concluye que el suelo analizado es limo arcilloso.
5) De acuerdo a la carta de plasticidad, el suelo es limo.
BIBLIOGRAFIA
1) es.wikipedia.org/wiki/Límites_de_Atterberg
2) geotecnia-sor.blogspot.com/2010/11/consistencia-del-suelo-limites
3) http://mecanicadelossuelos.blogspot.com/
Anexos
Figura 1: El suelos se pasar por el tamiz Numero 40, aproximadamente una muestra de suelo de 800gr.
Figura 2: Después de haber secado la muestra en la estufa, de ella se toma una muestra de suelo de 500gr.
Figura 3: A una pequeña porción de la muestra de suelo se le agrega agua para darle consistencia al suelo.
Figura 4: Luego de haber mezclado bien la muestra de suelo, se coloca el suelo con la espátula en la copa. En seguida, se nivela el suelo con la con la espátula hasta que este tenga 1 cm de profundidad en el centro.
Figura 5: Luego se hace una separación a la mitad del suelo con el ranurador.
Figura 6: Se procede a girar la manivela de la máquina para aplicar golpes de 1 cm de caída libre al material hasta que este cierre en la parte del centro.
Figura 7: El número de golpes aceptable es de 15 a 35.
Figura 8: De la muestra ensayada se toma cada mitad para determinar su humedad.
Figura 9: Se homogeniza la humedad de la muestra al igual que para el limite liquido
Figura 10: Luego se proceden a moldear los cilindros de 1/8” (3 mm), a mano o con la plancha especial.