UNIVERSIDAD CATOLICA DE HONDURAS “NUESTRA SEÑORA REINA DE LA PAZ” CAMPUS SAN PEDRO Y SAN PABLO INGENIERIA CIVIL LABORATORIO MECANICA DE SUELOS LIMITES DE CONSISTENCIA O LIMITES DE ATTERBERG. OBJETIVOS.1. - Conocer la plasticidad de un suelo fino. 2. - Identificar y clasificar la fracción fina de un suelo. 3. - Determinar los factores de contracción de los suelos. EQUIPO. Limite Liquido. Dispositivo para determinar el limite liquido (Copa de Casagrande), ranurador plano triangular o ranurador del ASTM ( dimensiones normalizadas), tamiz No. 40, espátula, cápsula de porcelana, frasco lavador, agua destilada, balanza, latitas para pesar las muestras, horno. Limite Plástico. Se realiza a la par del límite liquido, por lo tanto el equipo adicional es el siguiente: Placa de vidrio despulido, alambre de 3.2 mm (1/8 plg.) de diámetro (opcional). Limite de Contracción. Cápsula de porcelana, dispositivo y ranurador para determinar el limite liquido, espátula, cápsula petri, mercurio, aceite vegetal, molde metálico, vidrio con tres salientes o púas para sumergir en el mercurio el suelo remoldeado, vaso de vidrio, probeta de cristal graduada, horno. MARCO TEÓRICO.Plasticidad. Puede definirse como la propiedad de un material por la que es capaz de soportar deformaciones rápidas, sin rebote elástico, sin variación volumétrica apreciable y sin desmoronarse ni agrietarse. Los trabajos realizados por Atterberg y Casagrande referentes a la plasticidad hacen ver que, en primer lugar la plasticidad no es una propiedad general de todos los suelos; los suelos gruesos no la exhiben en ninguna circunstancia. En segundo Lugar, que en los suelos finos no es una propiedad permanente, sino circunstancial y dependiente de su cantidad de agua. Una arcilla o un limo susceptibles de ser plásticos pueden tener la consistencia de un ladrillo, cuando están muy secos; con un gran contenido de agua, puede presentar las propiedades de lodo semilíquido o, inclusive, las de una suspensión liquida.
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CAMPUS SAN PEDRO Y SAN PABLOINGENIERIA CIVIL
LABORATORIO MECANICA DE SUELOS
LIMITES DE CONSISTENCIA O LIMITES DE ATTERBERG.
OBJETIVOS.
1. - Conocer la plasticidad de un suelo fino.
2. - Identificar y clasificar la fracción fina de un suelo.
3. - Determinar los factores de contracción de los suelos.
EQUIPO.
Limite Liquido.Dispositivo para determinar el limite liquido (Copa de Casagrande), ranurador plano
triangular o ranurador del ASTM ( dimensiones normalizadas), tamiz No. 40, espátula,
cápsula de porcelana, frasco lavador, agua destilada, balanza, latitas para pesar las
muestras, horno.
Limite Plástico.Se realiza a la par del límite liquido, por lo tanto el equipo adicional es el
siguiente: Placa de vidrio despulido, alambre de 3.2 mm (1/8 plg.) de diámetro
(opcional).
Limite de Contracción.Cápsula de porcelana, dispositivo y ranurador para determinar el limite liquido,
espátula, cápsula petri, mercurio, aceite vegetal, molde metálico, vidrio con tres salienteso púas para sumergir en el mercurio el suelo remoldeado, vaso de vidrio, probeta de
cristal graduada, horno.
MARCO TEÓRICO.
Plasticidad.Puede definirse como la propiedad de un material por la que es capaz de soportar
deformaciones rápidas, sin rebote elástico, sin variación volumétrica apreciable y sin
desmoronarse ni agrietarse.
Los trabajos realizados por Atterberg y Casagrande referentes a la plasticidad
hacen ver que, en primer lugar la plasticidad no es una propiedad general de todos lossuelos; los suelos gruesos no la exhiben en ninguna circunstancia. En segundo Lugar, que
en los suelos finos no es una propiedad permanente, sino circunstancial y dependiente de
su cantidad de agua. Una arcilla o un limo susceptibles de ser plásticos pueden tener la
consistencia de un ladrillo, cuando están muy secos; con un gran contenido de agua,
puede presentar las propiedades de lodo semilíquido o, inclusive, las de una suspensión
liquida.
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cual el cultivo del suelo no resulta información de terrones o bloques. Esto limites no
tienen gran importancia en lo que a mecánica de suelos se refiere, mas bien son de gran
interés en agricultura.
DEFINICIONES.
Limite Liquido.Contenido de agua ( Porcentaje del peso seco ) que debe tener un suelo
remoldeado para que una muestra en que se haya practicado una ranura e dimensiones
normalizadas ( 12.7 mm ) se cierre sin resbalar en su apoyo, al someterla a un impacto de
25 golpes bien definidos.
El limite liquido de un suelo da una idea de su resistencia al corte cuando tiene un
determinado contenido de humedad.
Un suelo cuyo contenido de humedad sea aproximadamente mayor o igual que
L.L., tendrá una resistencia al corte prácticamente nula. Los materiales granulares ( arena,
limo ) tiene L.L. bajos ( 25 % al 35 %), y las arcillas, L.L. altos ( mayores del 40 % ).
Limite Plástico. Contenido de agua ( Porcentaje del peso seco ) con el que se rompe en fragmentos
de tamaños definidos un rollo de 3.2 mm ( 1/8 plg. ) de diámetro formado con el suelo al
rodarlo, con la palma de la mano sobre una superficie plana.
Las arenas no tienen plasticidad, los limos la tienen, pero muy poca; en cambio las
arcillas, y sobre todo aquellas ricas en material coloidal, son muy plásticas. Si se
construye terraplenes y sub-bases, deberá evitarse compactar el material cuando sucontenido de humedad sea igual o mayor a su L.P.
Limite de Contracción.Representado por aquel contenido de humedad con el que cesa la contracción de
una más aun cuando continúe el proceso de evaporación de agua.
Índice de Plasticidad . Parámetro de plasticidad que mide de un modo muy claro el intervalo plástico,
incluyendo por supuesto los parámetro L.L y L.P.:
I P = L.L. - L.P.
Un I.P. elevado indica mayor plasticidad. Cuando un material no tiene plasticidad( Arena como por ejemplo ) se considera el I.P. como cero y se indica: I.P. = NP.
Actividad.
Es la relación entre el IP y el porcentaje de la fracción arcilla ( menor que 0.002
mm ):
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A = IP .
% de peso del suelo más fino que 0.002 mm
La actividad puede valer 0.38 en arcillas caoliníticas, 0.9 en arcillas ilitas yalcanzan valores superiores en arcillas montmorilloniticas, lo cual da una idea de las
características de plasticidad de las arcillas, según su composición mineralógica. A mayor
plasticidad en una arcilla mayor será su actividad.
Índice de contracción.Diferencia entre el L.P. y el L.C.
IC = L.P. - L.C.
Relación de contracción .Relación entre el peso seco de la pastilla del suelo, secada al horno y su volumen.
R = WsVo
Con L.C. y R se puede encontrar el peso especifico de un suelo, así :
G = 1 .1 - L.C.R 100
Cambio VolumétricoEs el cambio de volumen de un suelo cuando su contenido de humedad se reduce
a su L.C., O sea:Vc = ( Wi = L.C. )R , Donde Wi = Contenido de agua inicial.
Contracción Lineal.Es el decrecimiento de la masa de un suelo en una sola dimensión, cuando su
contenido de humedad se reduce a su L.C.:
Ls = 100( 1 - 100 )Vc + 100
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PROCEDIMIENTO.
Limite Liquido.
1. - Deberá tomarse una muestra de unos 100 gramos de la porción de material que pasa
el tamiz No. 40 ( 0.425 mm).
2. - Se inspeccionara el aparato para la determinación del L.L., a fin de determinar si se
halla en buen estado. El pasador que une el plato de bronce no debe estar gastado,
pues permitiría un movimiento lateral. Los tornillos se fijan el plato de bronce al
brazo del aparato es necesario que se hallen firmemente colocados. El acanalador (
ranurador ) no debe estar gastado por el uso. Por medio del manubrio y el brazo de
agarre del plato de bronce, deberá ajustarse dicho plato de tal modo que la caída sea
exactamente de un centímetro ( auxiliándose de las dimensiones del ranurador ).
3. - La muestra de suelo se colocara en la cápsula de porcelana y se añadirán de 15 a 20
ml de agua destilada, removiendo, amasando y agitando la mezcla continuamente con
la espátula. Luego se añadirá mas agua, en cantidades de 1 a 3 ml, mezclándola bien
con el suelo cada vez como se indico anteriormente. No debe usarse el plato de
bronce del aparato para efectuar estas mezclas de suelo y agua.
4. - Cuando se haya mezclado suficiente cantidad de agua con el suelo, y una vez
obtenida una masa de consistencia uniforme, se tomara una porción de esta masa y se
la colocara en el plato de bronce, distribuyéndola con el menor numero posible de
golpes de espátula y teniendo cuidado de que no se formen burbujas de aire dentro dela masa de suelo. Luego se nivelara con la espátula, de tal modo que tenga un
centímetro de espesor máximo. El sobrante del suelo deberá quitarse y colocarse en
la cápsula de porcelana. El suelo en el plato de bronce deberá de ser dividido con un
corte firme del ranurador diametralmente al plato de bronce, de arriba hacia abajo, de
tal modo que se forme un canal limpio y uniforme, de dimensiones normalizadas.
5. - El plato de bronce que contiene la muestra, preparada y cortada como se indica en el
numeral 4, tendrá que ser levantado y soltado por medio de el manubrio, a una
velocidad de dos revoluciones por segundo, hasta que las dos mitades de la muestra
se unan en su base, en una distancia de media plg ( 12.7 mm ), aproximadamente;
luego se registrara el numero de golpes que ha sido necesario dar para cerrar el canal.Cuando se esta levantando y haciendo caer el plato de bronce, es decir, durante el
conteo de los golpes, no debe sostenerse con la mano la base del aparato.
6. - Una porción de suelo aproximadamente del ancho de la espátula, y cortada en toda su
sección, en ángulo recto al canal, se removerá, se colocara en un platillo, y se pesara.
Luego se secara el suelo, a peso constante, a 110 C, y se volverá a pesar la muestra.
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La diferencia de peso entre la muestra húmeda y la secada al horno será registrada
como peso del agua en la muestra.
7. - El suelo que queda en el plato de bronce será trasladado a la cápsula de porcelana.Luego se lavara y secara debidamente el plato de bronce y el ranurador y se repetirá
la prueba.
8. - Las operaciones anteriores habrá de repetirse, por lo menos para dos porciones
adicionales de la muestra, añadiendo agua hasta que el suelo tenga una consistencia
que el numero de golpes requerido para cerrar la ranura estará arriba de 25 y abajo
de 25. El numero de golpes debe ser menor de 35 y exceder a 15. La prueba siempre
se realizara de la condición seca a mas húmeda del suelo.
9. - El contenido de agua del suelo se expresara como su contenido de humedad, en
porcentaje al peso del peso del suelo secado al horno.
10. - Dibújese una gráfica ( Curva de flujo ) en papel semilogaritmico colocando en las
abscisas ( escala log. ) el numero de golpes y en las ordenadas ( escala natural ) el
porcentaje de humedad. La curva que se obtiene debe considerarse como una recta.
11. - El contenido de humedad correspondiente, a la intersección a la curva de flujo con la
ordena da de 25 golpes, se anotara como L.L. del suelo, y se indicara redondeándolo
al número entero más próximo.
Limite Plástico.
1. - Se toma 20 gramos, aproximadamente, de material que pasa en tamiz No. 40 ( se
puede trabajar con el material que se empleo para L.L. ), se le agrega agua destilada
mezclando debidamente, hasta que la masa del suelo se vuelva suficientemente
plástica, para darle forma de bola sin que se pegue a los dedos al apretar al masa.
2. - Se toma aproximadamente 8 gramos de muestra y se amasa hasta darle una forma
elipsoidal. Se arrolla esta masa colocándola entre los dedos de la mano y una placa de
vidrio despulido y con suficiente presión se hace una barrita o rollito que tenga un
diámetro uniforme en toda su longitud.
3. - Cuando el diámetro de la barrita se reduzca a 1/8" ( 3.2 mm ) se rompe en unos 6 u 8
pedazos uniéndolos nuevamente, hasta darle a la masa una forma mas o menos
elipsoidal y vuelve a amasar. Continuar haciendo rollitos e 1/8" y amasando hasta
que ya no sea posible tener rollitos de 1/8". El resquebrajamiento puede ocurrir
cuando la barrita de suelo tenga un diámetro mayor de 1/8", esto se considerara
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satisfactorio, siempre que el suelo haya sido previamente amasado en rollitos de 1/8"
de diámetro.
4. - Luego de tener el suelo resquebrajado reunir las porciones y colocarlas en un platillo,pesarlo. Secar el suelo a peso constante a 110 C ± 5 C. Luego pesar la muestra
secada al horno. Luego la diferencia entre ambos nos dará el peso del agua en la
muestra.
5. - Calcúlese el L.P., expresándolo como un contenido de humedad referido en
porcentaje, al peso del suelo secado al horno.
6. - Se realiza la operación 2 o 3 veces para sacar un promedio, y se expresa
redondeándolo al número entero más próximo.
Limite de Contracción.
1. - Se toman aproximadamente 60 gramos ( 30 por cada petri ), de material que pasa por
el tamiz No. 40 y se prepara con una humedad igual o ligeramente mayor que el L.L.
2. - Llenar con este suelo una ( o dos ) cápsula petri, previamente lubricada con vaselina u
otra grasa pesada para evitar la adherencia del suelo a las paredes o que se formen
grietas durante el secado. La cápsula petri se llena en tres capas aproximadamente
iguales, golpeando ligeramente el petri, en cada capa, sobre una superficie firme, a
fin de que la mas de suelo se halle debidamente y uniformemente distribuida, y todas
las burbujas de aire sean llevadas a la superficie.
3. - Al terminar la ultima capa, deberá retirarse el exceso de suelo y enrasarlo
cuidadosamente con una espátula. Pesar el petri con el suelo húmedo.
4. - La masa del suelo deberá ser secada al aire, a temperatura ambiente, hasta que su
color cambie de oscuro a claro. Luego se secara la muestra a peso constante, en un
horno a 110 C ± 5 C. Se pesara y también se registrara el peso del petri vacío.
5. - Determinar la capacidad ( volumen ) del petri, que es además el volumen del suelo
húmedo moldeado, mediante uso de mercurio:
a. - Llenar el petri con Hg hasta derramar, remover el exceso de mercurio
con una placa de vidrio, presionando firmemente sobre los bordos del
molde.
b. - Se pea el petri mas Hg ; restándole el peso del petri, obtenemos el peso
del Hg ; y el volumen del petri ( volumen inicial ) conociendo la gravedad
especifica del Hg igual a 13.55.
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