GEOLOGIA y GEOTECNIA 1 GEOLOGIA Y GEOTECNIA 2016 (5ta edición) PROPIEDADES INDICE PLASTICIDAD Dra.Ing. Silvia Angelone PROPIEDADES INDICE AIRE m Va Muestra de suelo Modelo de Tres Fases AIRE AGUA SOLIDO m t Vt m a m w m s Va Vw Vs
GEOLOGIA y GEOTECNIA
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GEOLOGIA Y GEOTECNIA
2016(5ta edición)
PROPIEDADES INDICE
PLASTICIDAD
Dra.Ing. Silvia Angelone
PROPIEDADES INDICE
AIREm Va
Muestra de suelo Modelo de Tres Fases
AIRE
AGUA
SOLIDO
mt Vt
ma
mw
ms
VaVw
Vs
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PROPIEDADES INDICE
Relaciones Volumétricas:
e: relación de vacíos VsVv
e TV
Vv
e1e
:porosidad
Dr: densidad relativa o compacidad
Sr: grado de saturación
a: contenido de aire
minmax
maxrr ee
eeCD
Dr (arenas)(%)
Estado
Vr V
VS
V
a
VV
a
( )
0-15 Muy suelta
15-50 Suelta
50-70 Mediamente Densa
70-85 Densa
85-100 Muy Densa1aSr
PROPIEDADES INDICE
Relaciones Gravimétricas:
:contenido de humedadw
mm
sG
G: densidad relativa de los sólidos
s: peso específico del sólido
h: peso específico húmedo
d: peso específico seco
gVm
S
ss
sm
d: peso específico seco
sat: peso específico saturado
´: peso específico sumergido
gVm
T
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Densidad relativa de los sólidos del suelo - G
Mineral Densidad relativade los sólidos (G)
Cuarzo 2 65SOLIDOm V Cuarzo 2.65
Feldespatos 2.54 ‐ 2.76
Mica 2.76 ‐ 3.20
Calcita 2.71
Hematita 5.20
SOLIDOms Vs
S
ss V
m
Yeso 2.32
Caolinita 2.62‐ 2.66
Illita 2.60 ‐2.86
Motmorillonita 2.75 – 2.78
sG
PROPIEDADESINDICE
AIREAGUA
SOLIDOmt Vt
ma
mw
ms
VaVw
Vs
DEPENDEN DE LA
ESTRUCTURA:
VsVve
TVVv
VVVSr
VVVaa
gV
m
T
T VV
NO DEPENDEN DE LA
ESTRUCTURA:g
V
m
S
ss
sGs
w
m
m
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PROPIEDADES INDICE que se determinan en el laboratorioa través de ensayos
mshsGwmg
V
m
T
shh
sGs
w
m
Las restantes se calculan a partir de ellas
GG
1h
d eGSr
1G
ed
DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD
sm
m
DATOS DE LABORATORIO:
• msh + recipiente se seca a horno a 105 ± 5 ºC
• ms + recipiente
• m recipiente
RESULTADOSRESULTADOS:
• (msh + recipiente) - (m s + recipiente) = mw
• (m s + recipiente) - (m recipiente) = ms
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DETERMINACIÓN DE DENSIDADES
gV
m
T
shh
T
•DETERMINACIÓN DE PESOS
•DETERMINACIÓN DE VOLUMENES•en laboratorio
GeometríaI ió iInmersión en agua o mercurio
• in situToma de muestraCono de arenaVolumenómetroNucleodensímetro
VOLUMEMES IN SITU
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Densidad y humedad in situ con “Nucleodensímetro”
Ensayo no destructivo:
El empleo de isótopos radioactivos, ibilit di l d id d lposibilita medir la densidad y la
humedad en forma muy rápida y precisa
Densidad relativa de los sólidos del suelo(Gravedad específica)
Se determina el método general de obtención de la
d d ífi d lgravedad específica de la masa de cualquier material compuesto por partículas pequeñas cuya peso específico relativo sea pmayor que 1.00.
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Densidad relativa de los sólidos del sueloEl método de trabajo del laboratorio para determinar
la Peso específico relativo es un método indirectoporque para medir el volumen del suelo se mide elporque para medir el volumen del suelo se mide el
volumen del agua que este desplaza.
C20agua
EnsayoT
zadaaguadespla
suelo
m
mG
sueloaguamatrazsueloaguamatraz
suelo
mmm
mG
C20aguag p
ESTADO SOLIDO (%)
ESTADOS DE CONSISTENCIA
ESTADO LIQUIDOESTADO SOLIDO
LP LLLCIP
Sólido Semisólido Plástico Líquido
LIMITES DE ATTERBERG:
son límites arbitrarios entre los diferentes estados
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LIMITES DE ATTERBERG
LIMITES DE ATTERBERG:
• Son límites arbitrarios entre los diferentes estados de i iconsistencia
• Se realizan con la parte fina de los suelos
• Fracción que pasa el tamiz IRAM Nº 40 (420 m)
• Los más usados son:
• Límite líquido (LL o L)
• Límite plástico (LP o P)
• Límite de contracción (LC o C)
LIMITES DE ATTERBERG
Fuente: Formación de Suelos- Ing. Leoni
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LIMITES DE ATTERBERG• LIMITE LIQUIDO (LL): es el contenido de
humedad entre los estados de consistencia plástico y líquido.
• Y es el contenido de humedad para el cual 2 secciones de una pasta de suelo, alcanzan a unirse en 12 mm al cabo de 25 golpes en elunirse en 12 mm al cabo de 25 golpes en el Cascador de Casagrande
10
20
30
40
w (
%)
LL
0
10 100
Número de golpes
•Indice de fluencia: If = w / log N
25
LIMITES DE ATTERBERG• LIMITE LIQUIDO (LL): es el contenido de humedad entre los estados de
consistencia plástico y líquido.
• Para N entre 20 y 30 golpes, con un solo ensayo se puede estimar el LL, donde :n es la humedad correspondiente a N golpes
= 6.9° tan = 0.121
tan
25
NLL n 25
n
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LIMITES DE ATTERBERG
LIMITE PLASTICO: •es el contenido de humedad entre los estados de consistencia plástico y semisólido•es el contenido de humedad para el cual el suelo comienza a agrietarse•es el contenido de humedad para el cual el suelo comienza a agrietarse cuando es amasado en cilindros de 3 mm de diámetro.
LIMITES DE ATTERBERGLIMITE DE CONTRACCION:•es el contenido de humedad entre los estados de consistencia semisólido y sólido• es el contenido de humedad por debajo del cual una pérdida de humedad no trae aparejado un cambio de volumen
10
20
30
40
50
Vol
umen
0
10
0 LC w
Contenido de humedad (%)
V
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LIMITE DE CONTRACCION
LIMITE DE CONTRACCION
10
20
30
40
50
Vol
umen
0
0 LC w
Contenido de humedad (%)
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LIMITES DE ATTERBERG
Indice Plástico IP = LL - LP
Indice de liquidez : IL = (w - LP) / IP
W > LL ----------- IL >1 ---- masa viscosa
IL < 0 ---------- no se puede amasar
Consistencia relativa: CR = (LL- w) / IP
0.50 < CR < 0.75 consistencia media
0.75 < CR < 1 consistencia rígida
La Actividad de las arcillas de acuerdo con s/Skempton A. (1953) se define como:
Cálculo de la Actividad Superficial de las Arcillas
arcilla%
IPA
dondeIP es el índice de plasticidad% arcilla es el porcentajes de partículas menores a 2 micrones
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Potencial de expansión en las arcillas en función de acuerdo a normas colombianas NSR-98
Potencial Expansiv
o
ExpansiónConsolidómetr
o
LL(%)
LC(%)
IP(%)
Partículas< 1 (%)
Muy Alto > 30 > 63 < 10 > 32 > 37
Alto 20 - 30 50 - 63 6 - 12 23 - 45 18 - 37
Medio 10 - 20 39 - 50 8 -18 12 – 34 12 - 37
Bajo < 10 < 39 > 13 < 20 < 17
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• Los suelos expansivos reducen su volumen cuando se reduce su humedad• Los suelos colapsables reducen su volumen cuando aumenta su h d d
¿CÓMO DISTINGUIR SUELOS EXPANSIVOS DE COLAPSABLES?
humedad• La manifestación exterior puede ser similar
• El límite líquido permite distinguirlos
Suelos Expansivo LL > 50 % y ωsat << LL
Suelos Colapsable LL < 35% y ωsat ≅ LL
Fuente: Suelos expansivos y colapsables. Ing. A. Sfrisso