LABORATORIO DE MECNICA DE SUELOS

Cdigo: I255

Revisin: 8Fecha de entrada en vigor: 2012/07/19Elaborado por: Juan Diego Huerta Cortez.

Puesto: Coordinador de servicio Acadmico.________________ 2012/07/19Firma Fecha

Nivel: 3; Instrucciones

Ttulo: Lmites de consistenciaAprobado por: Ing. Rodolfo Acosta Vzquez.

Puesto: Jefe del Departamento.

________________ 2012/07/19Firma Fecha

LABORATORIO DE

MECNICA DE SUELOS

INSTRUCTIVO

PRACTICA No. 6

1.TITULO

Lmites de consistencia.2.OBJETIVOS.2.1 Introducir al estudiante, en el procedimiento para determinar los lmites de consistencia.2.2 Determinar los valores del lmite lquido, lmite plstico, ndice plstico y contraccin lineal.2.3 Clasificar el suelo, utilizando la carta de plasticidad del Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos (S.U.C.S.) equivalentes que sea indicada2.4 Graficar la curva de fluidez y obtener los valores de ndice de fluidez e ndice de tenacidad.

3.INTRODUCCIN.

Las propiedades de un suelo formado por partculas muy finas, dependen principalmente por el contenido del agua, que modifica las fuerzas de interaccin entre partculas, y, por lo tanto influye sobre el comportamiento del material. Es decir que a un elevado contenido de agua corresponde a una distancia promedio alta entre partculas y a una resistencia baja al esfuerzo cortante. Al disminuir el contenido de agua, la resistencia aumenta hasta alcanzar un estado Plstico en que el material es fcilmente moldeable; posteriormente, el suelo llega a adquirir las caractersticas de un slido, que puede resistir esfuerzos de compresin y tensin.

Existen suelos que al ser remoldeados, cambiando su contenido de agua, adoptan una consistencia caracterstica, que desde pocas antiguas se ha denominado Plstica. Estos suelos han sido llamados arcillas.

Al tratar de definir la plasticidad de un suelo, no slo hay que decir que es aquel que puede deformarse y remoldearse sin agrietamiento, por que hay otros materiales que tienen esas propiedades.

Pero en el sentido ms amplio de la palabra Plasticidad, slo las arcillas cumplen con la definicin ya que por ejemplo, el volumen de la arcilla permanece constante durante la deformacin mientras que el de la arena vara; adems la arena se desmorona en deformacin rpida.

En Mecnica de Suelos puede definirse la plasticidad como la propiedad de un material por medio de la cual es capaz de soportar deformaciones rpidas, sin rebote elstico, sin variacin volumtrica apreciable y sin desmoronarse ni agrietarse. Segn esta definicin, aqu caen todas las propiedades de las arcillas.

Se han desarrollado varios criterios para poder medir la plasticidad de las arcillas. Aqu slo haremos mencin a los lmites de consistencia, los cuales fueron definidos por Atterberg, el cual, hizo ver que la plasticidad no era una propiedad permanente de las arcillas, sino circunstancial y dependiente de su contenido de agua. Esto quiere decir que una misma arcilla puede presentar dos consistencias, por ejemplo si esta arcilla est muy seca, tendra la consistencia de un ladrillo, pero si tuviera un gran contenido de agua, puede presentar las propiedades de un lodo. Entre ambos extremos, existe un intervalo del contenido de agua en que la arcilla se comporta plsticamente. Encontr, que segn el contenido de agua, un suelo es susceptible de ser plstico y puede estar en cualquiera de los siguientes estados de consistencia.

a) Estado Lquido:Con propiedades y apariencia de una suspensin.b) Estado semi-lquido: Con propiedades de un fluido viscoso.c) Estado Plstico: Aqu el suelo se comporta plsticamente.

d) Estado semi-slido:El suelo tiene la apariencia de un slido pero que an disminuye el volumen si se somete al secado.e) Estado Slido: El volumen del suelo no vara con el secado.

A. Atterberg marc las fronteras de los cinco estados en que pueden presentarse los materiales muy finos, para ello, estableci los lmites siguientes: llamados lmites de consistencia o lmites de Atterberg.Lmite Lquido.-Frontera convencional entre los estados semi-lquido y plstico.

Lmite Plstico.-Divisin entre los estados de consistencia plstico y semi-slido de un suelo.Lmite de contraccin.-Es la frontera entre los estados de consistencia semi-slido y slido.La determinacin actual del lmite lquido se hace con el uso de la copa de Casagrande.

Esta copa de Casagrande consta de un recipiente de bronce con tacn solidario del mismo material; el tacn y la copa giran en torno a un eje fijo unido a la base. Un excntrico hace que la copa caiga peridicamente, golpendose con la base del dispositivo. La altura de cada de la copa es, por especificacin de 1 cm., medido verticalmente desde el punto de la copa que toca la base al caer, hasta la base mnima, estando la copa en su punto ms alto. Para esto hay que hacer la calibracin usando un prisma metlico de 1 cm. de lado, que se introduce entre al base y la copa cuidando que su arista superior quede en contacto con el punto de la copa que golpea la base.

La copa esfrica, con radio interior de 54 0.5 mm, espesor de 2 0.1 mm y masa de 185 a 200 g incluyendo su soporte.

Sobre la copa se coloca el suelo por estudiar, y se procede a hacerle una ranura trapecial con el ranurador y dimensiones mostradas a continuacin.

sea, el limite lquido (LL) es el contenido de agua expresado como porcentaje del peso seco, que debe tener un suelo remoldeado para que una muestra en la que se haya practicado una ranura de dimensiones normalizadas (ver la figura No. 3) se cierren los taludes 13 mm aproximadamente, sin resbalar en su apoyo, al someterla a un impacto de 25 golpes bien definidos por la copa de Casagrande (ver figura No. 1).

El lmite lquido de un suelo plstico se define como el estado de dicho suelo para el cual se considera que existe una divisin entre las consistencias semi-lquida y plstica. En los suelos de caractersticas arenosas, el lmite lquido queda expresado por la humedad que contiene el suelo en el estado que separa las consistencias semi-slida y semi-lquida.De hecho, el lmite lquido se determina conociendo 4 5 contenidos de aguas diferentes, cercanas al lmite lquido. Graficando la curva contenido de agua versus nmero de golpes. La ordenada de esa curva correspondiente a la abscisa 25 golpes es el contenido de agua correspondiente al lmite lquido. Se encontr experimentalmente que usando papel semilogartmico, la curva llamada de fluidez es una recta cerca del lmite lquido. Se grafican los contenidos de agua en escala aritmtica y el nmero de golpes en escala logartmica.

Como se ha mencionado anteriormente, la frontera entre los estados de consistencia plstico y semi-slida de un suelo, es el lmite plstico.

En los suelos de caractersticas arenosas, el lmite plstico coincide con el lmite lquido. Algunos suelos finos y arenosos pueden, en apariencia, ser similares a las arcillas, pero al tratar de determinar su lmite plstico se nota la imposibilidad de formar los rollitos, revelndose as la falta de plasticidad del material; en estos suelos el lmite lquido resulta prcticamente igual al plstico y an menor, resultando entonces un ndice plstico negativo; las determinaciones de plasticidad no conducen a ningn resultado de inters y los lmites lquido y plstico carecen de sentido fsico. La prueba para la determinacin actual del lmite plstico (LP) est definida como el contenido de agua con el que se desmorona y agrieta un rollito de 3.2 mm (1/8) de dimetro formado con el suelo al rodarlo, con los dedos de las manos, sobre una superficie plana y seca.

El Lmite de contraccin es la frontera entre los estados de consistencia semi-slido y slido, definido como el contenido de agua con el que el suelo ya no disminuye su volumen al seguirse secando.

La diferencia aritmtica que existe entre el lmite lquido (LL) y el lmite plstico (LP), se le ha denominado ndice plstico (IP):IP = LL - LP

Equivalente de humedad de campo.- Se define como la humedad mnima requerida para que una gota de agua colocada en la superficie lisa analizada del suelo, no sea absorbida totalmente, sino que permanezca extendida en dicha superficie dndole una apariencia brillante, durante 30 segundos.Lmite de adhesin.- Definido como el contenido de agua con el que la arcilla pierde sus propiedades de adherencia con una hoja metlica (esptula). Este lmite no es de gran importancia en la ingeniera civil pero s en agronoma.Lmite de cohesin.- Definido como el contenido de agua con el que los grumos de arcilla ya no se adhieren entre s.Contraccin lineal.- La contraccin lineal de un suelo es la reduccin del volumen del mismo, medida en una de sus dimensiones, y expresado como porcentaje de la dimensin original, cuando la humedad se reduce desde la correspondencia al lmite de contraccin.

Los lmites de consistencia representan una gran ayuda para la clasificacin de la fraccin fina de un suelo y para el manejo de la explotacin de prstamos (bancos); esto se refiere cuando se est construyendo terraplenes o una presa (cortina)Clasificacin de campo de suelos gruesos y finosUn sistema de clasificacin de suelos que desee cubrir las necesidades actuales, debe estar basado en las propiedades mecnicas de los suelos, por ser estas propiedades las ms importantes y de mayor aplicacin para el ingeniero.

Adems debe servir para normar un criterio de la persona respecto al suelo de que se trate, previamente a un estudio ms profundo y amplio de las propiedades del mismo; de hecho, una de las ms importantes funciones de un sistema, sera proporcionar la mxima informacin, a partir de la cual sepa el ingeniero en qu punto profundizar su investigacin.

El sistema unificado de clasificacin de suelos cubre a los suelos gruesos y los finos, distinguiendo ambos por el cribado a travs de la malla No. 200 (0.075 mm); las partculas gruesas son todas aquellas que son retenidas en la malla, mientras que las partculas finas son menores. Un suelo se considera Grueso si ms del 50% de sus partculas son gruesas y Fino si mas de la mitad de sus partculas, en peso son finas.

Suelos gruesos.

A) Gravas. Smbolo genrico G (Gravel).

B) Arenas. Smbolo genrico S (Sand).

Un suelo pertenece al grupo genrico G si ms del 50% de la fraccin gruesa no pasa la malla No. 4 (4.75 mm) y es del grupo genrico S si ms del 50% de la fraccin gruesa pasa la malla No. 4 (4.75 mm).Suelos finos.A) Limos inorgnicos. Smbolo genrico M (del sueco mo y mjala).

B) Arcillas inorgnicas. Smbolo genrico C (clay).

C) Limos y arcillas orgnicas. Smbolo genrico O (organic).Identificacin de Suelos.

La identificacin de un suelo es de gran importancia, principalmente, para la ingeniera, ya identificarlo, es encasillarlo en un sistema previo de clasificacin. En caso especfico, colocarlo en alguno de los grupos mencionados dentro del sistema unificado de clasificacin de suelos.

La identificacin permite conocer las propiedades mecnicas e hidrulicas del suelo. La experiencia juega un papel importante.

En aquellos casos en que no se disponga de equipo de laboratorio, se ofrecen criterios para identificacin en el campo.

Identificacin en campo de suelos gruesos.

Las partculas gruesas se identifican sobre una base prcticamente visual. Extendiendo una muestra seca del suelo sobre una superficie plana puede juzgarse, en forma aproximada, su graduacin, tamao de partculas, forma y composicin mineralgica.

Para distinguir las gravas de las arenas puede usarse el tamao de 0.5 cm como equivalente a la malla No. 4 (4.75 mm).

En lo referente a la graduacin del material se requiere bastante experiencia para diferenciar, los suelos bien graduados de los mal graduados.

Identificacin de campo de suelos finos.

Para examinar la fraccin fina que es la que pasa la malla No. 40 (0.425 mm.); si no se dispone de esta malla puede sustituirse por una separacin manual equivalente, quitndose a mano las partculas gruesas que interfieran con las pruebas. Hay que tener las bases para identificar suelos finos en campo. Las principales son: Dilatancia, tenacidad, resistencia en estado seco, color y olor.

El conjunto de pruebas antes mencionadas se efecta en la muestra de suelo previamente cribado (equivalente) por la malla No. 40 (0.425 mm.).

Dilatancia (Reaccin al agitado).- En esta prueba, una pastilla de suelo con el contenido de agua necesario para que el suelo adquiera una consistencia suave, pero no pegajosa, la agitamos con la palma de la mano golpendola secamente, contra la otra mano y posteriormente apretndola entre los dedos. Un suelo no plstico, adquiere una apariencia brillante, o sea, muestra agua libre en la superficie, pero al ser apretada entre los dedos, el agua superficial desaparece y la pastilla se endurece, hasta que finalmente empieza a desmoronarse (como un material muy frgil).Despus de quitar las partculas mayores que la malla No. 40 (0.425 mm.), preprese una pastilla de suelo hmedo aproximadamente igual a 10 cm3; si es necesario aadase suficiente agua para dejar el suelo suave pero no pegajoso.

Colquese la pastilla en la palma de la mano y agtese horizontalmente, golpeando vigorosamente contra la otra mano, varias veces, se recomienda no prolongar la prueba ms de cinco golpes. Una reaccin positiva consiste en la aparicin de agua en la superficie de la pastilla, la cual cambia adquiriendo una consistencia de hgado y se vuelve lustrosa. Cuando la pastilla se aprieta entre los dedos y el lustre desaparece en la superficie, la pastilla se vuelve rgida y finalmente se agrieta o se desmorona. La rapidez de la aparicin del agua durante el agitado y su desaparicin durante el apretado sirve para identificar el carcter de los finos en su suelo.Se estima la rapidez con que la superficie de la pastilla toma la apariencia lustrosa al golpear, as como la rapidez con que desaparece ese lustre al presionarla y de acuerdo a lo anterior, se reporta la dilatancia como nula, muy lenta o rpida.

Las arenas limpias muy finas dan la reaccin ms rpida y distintiva, mientras que las arcillas plsticas no tienen reaccin. Los limos inorgnicos, tales como el tpico polvo de roca dan una reaccin rpida moderada.

La velocidad con que la pastilla cambia su consistencia y con que el agua aparece y desaparece nos define la intensidad de la reaccin, que indica la estructura de los finos del suelo. Una reaccin rpida es comn en arenas finas uniformes, no plsticas y en algunos limos inorgnicos.

Al disminuir la uniformidad del suelo, la reaccin se hace menos rpida; esto sucede en los limos orgnicos e inorgnicos ligeramente plsticos y en arcillas muy limosas, una reaccin extremadamente lenta o nada de reaccin es comn en arcillas orgnicas de alta plasticidad.

El fenmeno de aparicin de agua en la superficie de la pastilla es debido a la compactacin de los suelos limosos y mayor an con los suelos arenosos baja la reaccin dinmica de los golpes contra la mano, esto reduce la reaccin de vacos expulsando el agua de ellos.

Tenacidad (Consistencia cerca del lmite plstico).- Esta prueba se realiza sobre un espcimen de consistencia suave similar a una masilla. Este espcimen se rola hasta formar un cilindro de 3.2 mm (1/8) de dimetro. Este cilindro se rola varias veces y cada vez que se rola aumenta ms y ms la rigidez a medida que el suelo se acerca al lmite plstico. Sobrepasado el lmite plstico los fragmentos en que se parta el cilindro se juntan y se amasan ligeramente entre los dedos, hasta el desmoronamiento final. Entre ms rpido y tenaz sea el rollito (est cerca del limite plstico) el suelo tendr ms alta plasticidad. En arcillas glaciales los rollitos son de media tenacidad cerca de su lmite plstico y la muestra pronto empieza a desmoronarse al bajar el contenido de humedad. En el caso de suelos orgnicos, los rollitos se muestran muy esponjaditos y dbiles.

Despus de eliminar las partculas mayores que la malla No. 40 (0.425 mm) moldese un espcimen de aproximadamente 10 cm3 hasta alcanzar la consistencia de masilla. Si el suelo esta muy seco debe agregarse agua, pero si est pegajoso debe extenderse el espcimen formando una capa delgada que permita algo de perdida de humedad por evaporacin. Posteriormente el espcimen se rola a mano sobre una superficie lisa o entre las palmas hasta hacer un rollito de 3.2 mm (1/8) de dimetro aproximadamente. Se amasa y se vuelve a rolar varias veces. Durante estas operaciones el contenido de humedad se reduce gradualmente y el espcimen llega a ponerse tieso, pierde finalmente su plasticidad y se desmorona cuando alcanza el lmite plstico. Despus de que el rollo se ha desmoronado, los pedazos deben juntarse continuando el amasado ligeramente entre los dedos hasta que la masa se desmorona nuevamente.Se estima la presin que dicha masilla requiere para el amasado, as como el agrietamiento del rollito, se califica y reporta lo estimado como tenacidad baja, media o alta.

La potencialidad de la fraccin coloidal arcillosa de un suelo se identifica por la mayor o menor tenacidad del rollito al acercarse al limite plstico y por la rigidez de la muestra al romperse finalmente entre los dedos. La debilidad del rollito en el lmite plstico y la prdida rpida de la coherencia de la muestra al rebasar este limite, indican la presencia de arcilla inorgnica de baja plasticidad o de materiales tales como arcillas del tipo caoln y arcillas orgnicas que caen bajo la lnea A. Las arcillas altamente orgnicas se sienten muy dbiles y esponjosas al tacto en el lmite plstico.

Resistencia en Estado Seco (Caractersticas al rompimiento).- La resistencia de una muestra de suelo, que ha sido previamente secado, al romperla con los dedos, es una medida de su fraccin coloidal.Despus de eliminar las partculas mayores que la malla No. 40 (0.425 mm) moldese una pastilla de 40 mm de dimetro y 10 mm de espesor de suelo hasta alcanzar una consistencia de masilla aadiendo agua si es necesario. Djese secar la pastilla completamente en un horno, al sol o al aire y prubese rompindola y desmoronndola entre los dedos. Esta resistencia es una medida del carcter y cantidad de la fraccin coloidal que contiene el suelo.Se estima la dificultad que presenta la pastilla al romperse y desmoronarse y se reporta la resistencia en estado seco, como nula, ligera, media, alta o muy alta. La resistencia en estado seco aumenta con la plasticidad.Una alta resistencia en estado seco es caracterstico en arcillas del grupo CH un limo orgnico tpico posee solamente muy ligera resistencia. Las arenas finas limosas y los limos tienen aproximadamente la misma ligera resistencia, pero pueden distinguirse por el tacto al pulverizar el espcimen el espcimen seco.

La arena fina se siente granular, mientras que el limo tpico da la sensacin suave de la harina.

Los limos exentos de plasticidad no oponen resistencia en estado seco, y se desmoronan fcilmente. Una resistencia en estado seco baja es representativa de todos los suelos de baja plasticidad de arcillas inorgnicas muy limosas. Resistencias medias definen generalmente a arcillas inorgnicas de baja a media plasticidad. Las arcillas inorgnicas de alta plasticidad oponen resistencia alta en estado seco. Resistencias muy altas son tpicas de arcillas inorgnicas.

Color.- El color del suelo generalmente sirve para diferenciar los diferentes estratos y para diferenciar los suelos; por ejemplo los colores de tonos obscuros (negro) indican la presencia de materia orgnica. En cambio los colores claros y brillantes son comunes en suelos inorgnicos.Olor.- El olor tambin puede usarse como identificacin de un suelo; el olor es ms intenso si el suelo esta hmedo, y aumenta el olor si la muestra sufre un calentamiento.4.EQUIPOS E INSTRUMENTOS.4.1 Copa de Casagrande, manual o motorizada.

4.2 Ranurador plano de plstico o metlico, con dimensiones de: ancho en la punta 2.00 0.1 mm, profundidad de la ranura 8.0 0.1 mm, ancho de la parte superior de la ranura 11.0 0.2 mm4.3 Calibrador prismtico de 10 0.05 mm de altura, 25 mm de ancho y 50 mm de longitud.4.4 Baln de acero de 8 mm (5/16) de dimetro y masa de 2 g.

4.5 Malla No. 40 (0.425 mm.)4.6 Esptula de 2 cm de ancho y de 10 a 13 cm de longitud.4.7 Horno de temperatura constante, con temperatura entre 110 5 C.4.8 Cpsulas o tapas de aluminio.4.9 Bscula con aproximacin de 0.01 g.4.10 Placa de vidrio, de al menos 30 cm x 30 cm y 1 cm de espesor.

4.11 Molde de contraccin lineal, con seccin cuadrada de 20 mm x 20 mm y 100 mm de longitud.4.12 Contenedores para almacenaje y mezclado.

4.13 Frasco lavador.

4.14 Vernier o escala.

4.15 Varios: Franela, agua destilada o desmineralizada, desecador, charolas, grasa o aceite, etc.

5.NORMATIVIDAD

A.S.T.M. D-4318-10,Standard Test Methods for Liquid Limit, Plastic Limit, and Plasticity Index of Soils.A.S.T.M. D-2488-09aStandard Practice for Description and Identification of Soils (Visual-Manual Procedure)NMX-C-416-ONNCCE-2003,Industria de la Construccin-Muestreo de Estructuras Terreas y Mtodos de Prueba.

6.ACTIVIDADES Y/O PROCEDIMIENTOS6.1 MUESTREO

6.1.1 Obtngase una porcin de muestra representativa del total de la muestra de campo, suficiente para suministrar de 150 a 200 g de material que pase la malla No. 40 (0.425 mm).

La muestra representativa puede ser obtenida mediante cuarteos en materiales poco cohesivos. En materiales cohesivos se mezclarn perfectamente en una charola con una esptula o cucharn y una porcin representativa ser obtenida del total de la masa recolectada por una o varias barridas de un cucharn a travs de la masa mezclada. 6.2. AJUSTE Y VERIFICACIN DE LA COPA DE CASAGRANDE.6.2.1 Quite la copa del resto del dispositivo y mrquese con lpiz una cruz en el centro del punto brillante (copas usadas) en el que la copa golpea la base.

6.2.2 Marque con lpiz una cruz en el centro de la huella en la base, que se forma al golpear la copa contra la base.6.2.3 Para copas nuevas puede utilizarse papel carbn para identificar el punto de contacto entre la copa y la base, accionando el dispositivo.6.2.4 Manipulamos la manija hasta que la copa se eleve a su mxima altura.6.2.5 Utilizando el calibrador prismtico de 10 mm de altura (generalmente adosado al ranurador), se introduce entre la copa y la base, y se verifica que la distancia entre los puntos de percusin entre la copa y la base sea de 1 cm exactamente.6.2.6 De ser necesario, se aflojan los tornillos de fijacin y se mueve el tornillo ajuste hasta tener la altura de cada igual a 10 mm.

6.2.7 Los puntos de impacto tanto en la base como en la copa no deben estar gastados. Si la marca en la base tiene una profundidad igual o mayor de 0.1 mm, la superficie debe volver a pulirse.6.2.8 Sustituya la copa cuando la herramienta de ranuracin ha desgastado una depresin de 0.1 mm de profundidad en la copa o cuando el borde de la copa ha sido reducido a la mitad de su espesor original.6.2.9 Determine la masa de la copa.

6.2.10 Verificacin del rebote. Se deja caer el baln de acero desde una altura de 254 mm (10) y se observa la altura de rebote, la cual debe estar comprendida entre 195.6 mm (7.7) y 228.6 mm (9).

6.2.11 Verifique las dimensiones de la herramienta de ranuracin.

6.3PREPARACION DEL ESPCIMEN DE PRUEBA

6.3.1MTODO HMEDO, MATERIAL QUE PASA LA MALLA No. 40 (0.425 mm).6.3.1.1 Determine manual o visualmente si el material tiene poco o ningn material que se retenga en la malla No. 40 (0.425 mm).

6.3.1.2 Si este es el caso, prepare 150 a 200 g de material mezclando perfectamente con agua destilada o desmineralizada en el plato o charola de mezclado usando la esptula.6.3.1.3 Ajuste el contenido de agua del material para llevarlo a una consistencia que se requieran de 25 a 35 golpes para el cierre de la ranura en la copa de Casagrande.6.3.1.4 Si durante el mezclado, es encontrado un pequeo porcentaje de material que se retenga en la malla No. 40 (0.425 mm), elimine esas partculas si es posible con la mano. Si es impractico eliminar el material grueso con la mano, elimine pequeos porcentajes (menos del 15%) de material grueso trabajando a travs de la malla No. 40 (0.425 mm).6.3.1.5 Use una pieza de hule laminado (esptula de hule) o tapn de hule u otro instrumento adecuado que no distorsione o dae la malla o degrade el material que puede ser retenido.

6.3.1.6 Si porcentajes grandes de material son encontrados durante el mezclado, o si se considera impractico eliminar el material grueso como se describe en 6.3.1.4 y 6.3.1.5., lave la muestra como se describe mas adelante en 6.3.26.3.1.7 Cuando las partculas gruesas encontradas son grumos u otras partculas frgiles no triture para hacerlas pasar por la malla No. 40 (0.425 mm.), elimine con la mano o por lavado.

6.3.1.8 Coloque el material preparado en el plato de mezclado-almacenaje, verifique la consistencia y ajuste en caso de ser necesario, cubra para prevenir la prdida de humedad y deje reposar al menos 16 h.

6.3.1.9 Despus del perodo de reposo e inmediatamente antes de iniciar la prueba, vuelva a mezclar perfectamente el suelo.

6.3.2MTODO HMEDO, MATERIAL QUE CONTIENE PARTCULAS RETENIDAS EN LA MALLA No. 40 (0.425 mm).

6.3.2.1 Coloque el espcimen en una charola y aada suficiente agua para cubrir el material.

6.3.2.2 Permita que el material se remoje hasta que todos los terrones hayan suavizado y que los finos ya no se adhieran a la superficie de las partculas gruesas.

6.3.2.3 Realice las siguientes operaciones de lavado en incrementos, lavando no ms de 500 g de material a la vez.

6.3.2.4 Coloque la malla No. 40 (0.425 mm) en la parte inferior de una charola limpia. Transfiera, sin ningn tipo de prdida de material, la mezcla agua suelo dentro de la malla. Si partculas de grava o arena gruesa estn presentes, enjuague el mayor nmero posible de stas con pequeas cantidades de agua del frasco lavador y deschelas.6.3.2.5 Alternativamente, transfiera la mezcla de agua suelo sobre la malla No. 10 (2.00 mm) colocndola sobre la malla No. 40 (0.425 mm), enjuague el material fino a travs de sta y retire la malla No. 10 (2.00 mm).6.3.2.6 Despus lave y elimine la mayor cantidad de material grueso como sea posible y aada suficiente agua a la charola para llevar el nivel hasta 13 mm (1/2) por encima de la superficie de la malla. Agite la pasta aguada revolviendo con los dedos mientras enjuaga bajando la malla en la charola y arremolinando la suspensin de tal manera que el material fino sea lavado de las partculas gruesas.6.3.2.7 Disgregue los grumos de suelo fino que no han desmenuzados frotando suavemente sobre la malla con la yema de los dedos.6.3.2.8 Complete la operacin de lavado enjuagando la malla sobre la superficie del agua y enjuagando el material retenido con una pequea cantidad de agua limpia.

6.3.2.9 Deseche el material retenido en la malla No. 40 (0.425 mm).6.3.2.10 Reduzca el contenido de agua del material que pasa la malla No. 40 (0.425 mm) hasta aproximarse al lmite lquido.

6.3.2.11 La reduccin del contenido de agua puede ser realizado por uno o la combinacin de los siguientes mtodos: a) exponindolo a corrientes de aire ambiente, b) exponindolo a corrientes de aire caliente de una fuente tal como una secadora de pelo, c) decantando el agua limpia de la superficie de la suspensin, d) filtrando en un embudo Buncher, e) drenando en un colador o plato de yeso de Pars forrado con papel filtro de alta retentividad (partculas de 4-7 m en lquidos); si un plato de yeso de Pars es utilizado, cuide que el plato nunca llegue a saturarse suficientemente y que no absorba agua en su superficie. Seque perfectamente el plato entre usos.6.3.2.12 Durante la evaporacin y enfriamiento, revuelva con frecuencia para prevenir el sobresecado de los bordes y las cimas de la superficie de la mezcla.

6.3.2.13 Si aplica, remueva el material retenido en el papel filtro, mezcle perfectamente este material en el plato de mezclado utilizando una esptula.

6.3.2.14 Ajuste el contenido de agua del material para llevarlo a una consistencia que se requieran de 25 a 35 golpes para el cierre de la ranura en la copa de Casagrande, si es necesario, aada pequeos incrementos de agua destilada o desmineralizada o permitiendo que la mezcla seque en un cuarto a temperatura ambiente mientras se mezcla en el plato.6.3.2.15 Coloque el material preparado en el plato de mezclado-almacenaje, cubra para prevenir la prdida de humedad y deje reposar al menos 16 h.

6.3.2.16 Despus del perodo de reposo e inmediatamente antes de iniciar la prueba, vuelva a mezclar perfectamente el suelo.

6.3.3 MTODO SECO.

6.3.3.1 Seque la muestra representativa obtenida en 6.1.1 en un cuarto a temperatura ambiente o en un horno a una temperatura que no exceda 60C hasta que los terrones de suelo se pulvericen fcilmente. El disgregado es facilitado aun cuando el material no est completamente seco, sin embargo, el material debe tener una apariencia seca cuando se pulveriza.6.3.3.2 Pulverice el material en un mortero con mano punta de hule o de alguna otra manera que no cause el rompimiento de las partculas individuales.6.3.3.3 Cuando partculas gruesas o partculas frgiles son encontradas durante la pulverizacin, no triture estas partculas para hacerlas pasar la malla No. 40 (0.425 mm), elimnelas con la mano u otros medios adecuados tal como el lavado.6.3.3.4 Separe el material en la malla No. 40 (0.425 mm), agitando la malla con la mano para asegurar perfectamente la separacin de la fraccin fina.6.3.3.5 Regrese el material retenido en la malla No. 40 (0.425 mm) al mortero y repita las operaciones de pulverizado y cribado. Detenga este procedimiento cuando ms del material fino ha sido disgregado y el material retenido en la malla No. 40 (0.425 mm) consiste en partculas individuales.6.3.3.6 Coloque el material retenido en la malla No. 40 (0.425 mm) despus de las operaciones de pulverizado en una charola y remoje en una pequea cantidad de agua.6.3.3.7 Bata esta mezcla y transfiera a la malla No. 40 (0.425 mm), atrapando el agua y los finos suspendidos en una charola de lavado.6.3.3.8 Vace la suspensin en la charola que contiene el suelo previamente cribado en la malla No. 40 (0.425 mm).6.3.3.9 Deseche el material retenido en la malla No. 40 (0.425 mm).6.3.3.10 Reduzca el contenido de agua del material que pasa la malla No. 40 (0.425 mm) hasta aproximarse al lmite lquido.6.3.3.11 La reduccin del contenido de agua puede ser realizado por uno o la combinacin de los siguientes mtodos: a) exponindolo a corrientes de aire ambiente, b) exponindolo a corrientes de aire caliente de una fuente tal como una secadora de pelo, c) decantando el agua limpia de la superficie de la suspensin, d) filtrando en un embudo Buncher, e) drenando en un colador o plato de yeso de Pars forrado con papel filtro de alta retentividad (partculas de 4-7 m en lquidos); si un plato de yeso de Pars es utilizado, cuide que el plato nunca llegue a saturarse suficientemente y que no absorba agua en su superficie. Seque perfectamente el plato entre usos.6.3.3.12 Durante la evaporacin y enfriamiento, revuelva con frecuencia para prevenir el sobresecado de los bordes y las cimas de la superficie de la mezcla.6.3.3.13 Si aplica, remueva el material retenido en el papel filtro, mezcle perfectamente este material en el plato de mezclado utilizando una esptula.6.3.3.14 Ajuste el contenido de agua del material para llevarlo a una consistencia que se requieran de 25 a 35 golpes para el cierre de la ranura en la copa de Casagrande, si es necesario, aada pequeos incrementos de agua destilada o desmineralizada o permitiendo que la mezcla seque en un cuarto a temperatura ambiente mientras se mezcla en el plato.6.3.3.15 Coloque el material preparado en el plato de mezclado-almacenaje, cubra para prevenir la prdida de humedad y deje reposar al menos 16 h.6.3.3.16 Despus del perodo de reposo e inmediatamente antes de iniciar la prueba, vuelva a mezclar perfectamente el suelo.

6.4 DETERMINACIN DEL LMITE LQUIDO.6.4.1 La prueba deber realizarse en un lugar que no est expuesto a cambios bruscos de temperatura ambiente, siendo la ms recomendable entre los 15 y 35 C, esto es con el fin de evitar un secado superficial de la muestra. Si no se cuenta con un cuarto de este tipo, hay que tomar en cuenta todas las precauciones necesarias para evitar la evaporacin.6.4.2 Del material preparado de acuerdo con lo indicado, se coloca en un plato de porcelana, se mezcla la muestra hasta hacer una pasta homognea, manipulando con la ayuda de una esptula, pero sin aplicar una presin excesiva.6.4.3 Usando una esptula, se colocar una cantidad suficiente de suelo preparado en el interior de la copa en el punto donde la copa descansa con la base, presione hacia abajo y extienda hacia los lados hasta generar un espesor del orden de 10 mm en el punto ms profundo, enrasar y nivelar la superficie aproximadamente horizontal. El material puede ser extendido del centro hacia los lados y debe quedar bien nivelado, cuidando de eliminar burbujas de aire y con el menor nmero de pasadas de la esptula como sea posible. Cubra el plato con una toalla hmeda (u otros medios) para mantener la humedad en el suelo.6.4.4 Se hace una ranura al centro de la muestra colocada en la copa, a travs del suelo en una lnea que une el punto ms alto en el suelo y el punto ms bajo en el borde de la copa. Esta ranura se hace con el ranurador, con el extremo biselado hacia adelante y la ranura debe cumplir con lo especificado y descrito en la introduccin. Cuando realice la ranura, sostenga el ranurador contra la superficie de la copa y describa un arco, manteniendo desde el principio al final el ranurador perpendicular a la superficie de la copa.

6.4.5 Para algunos suelos tales como arcillas arenosas, limos con poca plasticidad y algunos suelos orgnicos y arenas, el ranurador plano no permite labrar la ranura satisfactoriamente.6.4.6 Para estos tipos de suelos, se puede usar otro tipo de ranurador, curvo con seccin trapecial, que no rebana el suelo al ser introducido en l, sino que forma la ranura desplazndolo, lo cual hace que se rompa la adherencia entre el suelo y la copa; por tal causa este tipo de ranurador no es aconsejable. Lo mejor y ms prctico para estos suelos, es cortar la ranura con una esptula y verificar las dimensiones con el ranurador. (Ver figura No. 3).6.4.7 Verifique que la parte inferior de la copa y la base estn limpias.

6.4.8 Accionando la manivela se har caer la copa desde una altura de 10 mm a razn de 1.9 a 2.1 golpes por segundo.

6.4.9 La copa se golpea el nmero de veces necesaria para lograr una liga ntima de los bordes interiores e inferiores de la ranura en una longitud de 13 mm (1/2). El uso de un vernier o escala es recomendada para verificar el cierre de la ranura.

6.4.10 Verifique que burbujas de aire no hayan causado el cierre prematuro de la ranura, observando que ambos lados de la ranura hayan fluido juntas con aproximadamente la misma forma. Si se detectaron burbujas, repetir los pasos 6.4.2 a 6.4.9.6.4.11 Registre el nmero de golpes (N) aplicados para cerrar la ranura.

6.4.12 Se coloca una porcin de suelo, de aproximadamente el ancho de la esptula, extendiendo de orilla a orilla del suelo en ngulo recto a la ranura e incluyendo la porcin de la ranura en la cual ocurri el cierre.

6.4.13 En una cpsula de aluminio de masa conocida (Wc), coloque la porcin de suelo y determine su masa, se registra como (Wh + Wc), introduzca en el horno a una temperatura de 110 5 C durante un perodo mnimo de 20 4 h, hasta masa constante. Se extrae del horno, y una vez seco y fro, se determina su masa y se registra como (Ws + Wc).6.4.14 Regrese el suelo restante de la copa al plato, lave y seque la copa y el ranurador, antes de realizar la siguiente determinacin.

6.4.15 Vuelva a mezclar completamente el espcimen de suelo en el plato aadiendo agua destilada o desmineralizada para incrementar el contenido de agua del suelo y disminuir el nmero de golpes requeridos para el cierre de la ranura en la copa de Casagrande.6.4.16 Repita los pasos 6.4.3 a 6.4.15, hasta obtener un total de cuatro determinaciones comprendidas entre 6 y 35 golpes.6.5DETERMINACIN DEL LMITE PLSTICO.6.5.1 Para realizar esta prueba, se selecciona una porcin de suelo de 20 g o ms del material preparado para la prueba del lmite lquido, o bien, despus del segundo mezclado antes de la prueba del lmite lquido o del suelo restante despus de las terminacin de la prueba del lmite lquido.6.5.2 Reduzca el contenido de agua del suelo en una consistencia la cual pueda ser rolado sin adherirse a las manos, extendiendo o mezclando continuamente en la placa de vidrio o en el plato de mezclado-almacenaje.6.5.3 El proceso de secado puede ser acelerado exponiendo el suelo a corrientes de aire de un abanico elctrico o con papel absorbente que no aada fibras de papel al suelo. Papel tal como toallas de papel de superficie dura o papel filtro de alta resistencia hmeda son adecuados.

6.5.4 La prueba deber realizarse en un lugar que no est expuesto a cambios bruscos de temperatura ambiente, siendo la ms recomendable entre los 15 y 35 C, esto es con el fin de evitar un secado superficial de la muestra, en especial, si el material es limoso.

6.5.5 Seleccione una porcin de 1.5 a 2.0 g de suelo y forme una masa elipsoidal.

6.5.6 Se rola la masa entre la palma o dedos y la placa de vidrio solo con suficiente presin para formar un rollo de dimetro uniforme en toda su longitud.6.5.7 Se contina rolando hasta que el rollo alcance un dimetro de 3.2 mm (1/8) tomando no ms de 2 min. para tal efecto.6.5.8 La cantidad de presin requerida en la mano o en los dedos puede variar grandemente de acuerdo al tipo de suelo ensayado, esto es, la presin requerida tpicamente se incrementa al aumentar la plasticidad. Suelos frgiles o de baja plasticidad son mejor rolados bajo el borde exterior de la palma de la mano o en la base del pulgar.

6.5.9 Cuando el dimetro del rollito llega a ser de 3.2 mm (1/8), rompa el rollito en varias piezas.6.5.10 Presione las piezas juntas y amase entre el dedo pulgar y el ndice, forme nuevamente la masa elipsoidal y vuelva a rolar.6.5.11 Contine rolando hasta un dimetro de 3.2 mm (1/8).

6.5.12 Agrupe, amase y vuelva a rolar hasta que el rollito desmorone bajo la presin requerida para el rolado y el suelo ya no sea rolado a 3.2 mm (1/8).6.5.13 No importa si el rollito se rompe en rollitos de longitud corta. Role cada uno de esos rollitos cortos hasta 3.2 mm (1/8).

6.5.14 El nico requerimiento para continuar la prueba es que esos rollitos puedan formar la masa elipsoidal y sean rolados nuevamente.6.5.15 El operador no deber en ningn intento producir la falla exactamente a 3.2 mm (1/8) de dimetro al dejar que el rollito llegue a 3.2 mm (1/8), entonces reduzca la velocidad de rolado o la presin de la mano, o ambos, mientras contina el rolado sin ms deformacin hasta que el rollito desmorona.6.5.16 Es permisible, sin embargo, para reducir la cantidad total de deformacin en suelos poco plsticos haciendo el dimetro de la masa elipsoidal ms cerca del dimetro final requerido de 3.2 mm.6.5.17 Si el desmoronamiento ocurre cuando el rollito tiene un dimetro mayor que 3.2 mm, se considerar como un punto final satisfactorio, suministrando el suelo que ha sido previamente rolado hasta un dimetro de 3.2 mm.

6.5.18 El desmoronamiento se manifiesta diferentemente con varios tipos de suelo, algunos suelos desmoronan en numerosas porciones pequeas de partculas, otros forman capas tubulares que inician dividiendo a ambos extremos, la divisin progresa hacia el centro y finalmente el rollito desmorona en muchas partculas laminadas.6.5.19 Arcillas de alta plasticidad requieren de mucha presin para deformar el rollito, particularmente cuando se aproximan al lmite plstico. Con estos suelos, el rollito se rompe en una serie de segmentos con forma de barril.

6.5.20 Rena las porciones de del rollito desmoronado, junte y coloque en una cpsula de aluminio de masa conocida (Wc). Inmediatamente cubra el contenedor.6.5.21 Repita los pasos 6.5.5 al 6.5.20, hasta que la cpsula de aluminio contenga al menos 6.0 g de suelo.6.5.22 Determine la masa de la cpsula con el suelo y se registra como (Wh + Wc), introduzca en el horno a una temperatura de 110 5 C durante un perodo mnimo de 20 4 h, hasta masa constante. Se extrae del horno, y una vez seco y fro, se determina su masa y se registra como (Ws + Wc).6.6CONTRACCIN LINEAL.6.6.1 La prueba deber realizarse en un lugar que no est expuesto a cambios bruscos de temperatura ambiente, siendo la ms recomendable entre los 15 y 35 C, esto es con el fin de evitar un secado superficial de la muestra, en especial, si el material es limoso.

6.6.2 Para esta determinacin, se utiliza el material de la prueba del lmite lquido. O sea, cuando el suelo esta en su lmite lquido, se procede hacer la contraccin lineal.6.6.3 Con la mezcla de suelo, en las condiciones indicadas, se proceder al llenado del molde de contraccin, que debera haber sido engrasado previamente, para evitar que el material se adhiera material a sus paredes.6.6.4 El llenado del molde se efectuar en tres (3) capas utilizando la esptula y golpendolo despus de la colocacin de cada capa contra una superficie dura. Se debe tomar el molde por los extremos, procurando que el impacto lo reciba en toda su base. El nmero de golpes es variable, hasta que desaparezcan las burbujas de aire.6.6.5 Enrasar el molde utilizando una esptula.6.6.6 Deber dejarse secar la barra al aire libre, hasta que cambie ligeramente su color.6.6.7 A continuacin se introduce en el horno a una temperatura de 110 5 C durante un perodo mnimo de 20 4 h, hasta masa constante. Se extrae del horno.6.6.8 Y una vez seco y fro, finalmente se medir la longitud final de la barra del material seco y la longitud inicial, que es la longitud interior del molde, con aproximacin de 0.1 mm.6.7POSIBLES ERRORES.

6.7.1 No usar una muestra representativa del material probado.6.7.2 Copa de Casagrande en mal estado.6.7.3 Ranurador no adecuado y en mal estado.6.7.4 Corte incorrecto de la ranura.6.7.5 Prdidas del contenido de agua durante la prueba.

6.7.6 Dimetro final del rollo incorrecto al obtener el lmite plstico.

6.7.7 Al hacer la contraccin lineal no se hace cuando el material est en el lmite lquido.

6.7.8 No sacar todo el aire y que quedan burbujas atrapadas en la barra.

6.7.9 Mezcla no homognea.

6.8CLCULOS.6.8.1 Llenar completamente la tabla adjunta, obtener LL, LP, IP y CL. Adems de acuerdo a la carta de plasticidad del Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos (S.U.C.S.) clasificar al suelo.6.8.2Para obtener los datos de la tabla adjunta.

1. No. Cpsula.- Todos las capsulas de aluminio del laboratorio estn identificados para tener un mejor control.

2. Wh + Wc.- Es la masa de la muestra hmeda, con determinado contenido de agua, ms la masa de la cpsula de aluminio, se determina directamente en bscula.

3. Ws + Wc.- Despus de meter la muestra en el horno se determina su masa, directamente en bscula y obtenemos la masa seco + masa de cpsula de aluminio.

4. Ww.- La masa del agua es la diferencia la masa hmeda y masa seca, o sea, columna 2 menos columna 3.

5. Wc.- La masa de la cpsula de aluminio, ya est identificada en el laboratorio.

6. Ws.- La masa seca es la diferencia de la masa seca + masa cpsula de aluminio y la masa de la cpsula de aluminio. Entonces, Ws es igual a la columna 3 menos columna 5.

7. La humedad es igual a:% Humedad = Ww (4) x 100

Ws (6)8. No. Golpes.- Es el nmero de golpes con que se logro la unin de 13 mm de los taludes en la copa.

Se realiza la curva de fluidez, graficando el nmero de golpes en abscisas (escala logartmica) y el % de humedad en las ordenadas (escala natural) y se determina el lmite lquido (L.L.), el cual corresponde al % de humedad que tiene el suelo a los 25 golpes.

El lmite plstico (L.P.) ser el promedio de las determinaciones de humedad efectuadas para que los rollitos se desmoronen al llegar a 3.2 mm (1/8).

9. Longitud molde.- Es la longitud interior del molde, o la longitud inicial (Li) medida con un vernier.

10. Longitud barra material seco.- Longitud final (Lf) de la barra ya seca, y es medida con un vernier.

11. El % de contraccin lineal se obtiene:

% C.L. = Li (9) Lf (10) x 100

Li (9)

7. BIBLIOGRAFA Y REFERENCIAS7.1 Foundation Analisis and Design

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Mc Graw Hill.

7.2 Mecnica de Suelos

T. William Lambe-Robert V. Whitman, 2a Edicin,

Editorial Limusa-Wiley.

7.3 Mecnica de Suelos Tomo I,

Jurez Badillo-Rico Rodrguez, 4a Edicin,

Editorial Limusa.

7.4 Principles of Geotecnical Engineering,

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7.5 Fundamentos de Mecnica de Suelos,

Roy Whitlow,

Compaa Editorial Continetal 1994.

7.6 Engineering Properties of Soils and their Measurement.

Joseph E. Bowles,

Mc. Graw Hill Book Company.7.7 Foundation Design and Construction

M.J. Tomilson, 5th Edition,

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7.8 Mecnica de Suelos,

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7.9 Soil Mechanics in Engineering Practice,

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