UNIVERSIDAD RICARDO PALMA
Escuela de Ingeniería Civil Curso: Mecánica de Suelos Profesora: Ing.
LÍMITE LÍQUID LÍMITE PL!STIC LÍMITE DE C"T#$CCI%"
0
"o&'r "o&'re e ( $)ell $)ellido idoss :
Manue Ma nuell *arrio *arrioss Car+o Car+olin lin
C,digo
:
-/011/
2ru)o
:
3
Su'4gru)o
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5ec6a
:
3 7 00 7 -00
MECANICA DE SUELOS
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INDICE
Pagina
INTRODUCCIÓN OBJETIVO ENSAYO LÍMITE LÍQUIDO Equipo a utii!a"#$ P"o%$&i'i$nto C(%uo# ) R$#uta&o# Int$"p"$ta%i*n Int$"p"$ta%i*n &$ Dato# ENSAYO LIMITE PL+STICO Equipo a utii!a"#$ P"o%$&i'i$nto C(%uo# ) R$#uta&o# Int$"p"$ta%i*n Int$"p"$ta%i*n &$ Dato# ENSAYO DE LIMITE DE CONTRACCION Equipo a utii!a"#$ P"o%$&i'i$nto C(%uo# ) R$#uta&o# Int$"p"$ta%i*n Int$"p"$ta%i*n &$ Dato#
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INTRODUCCION En esta práctica se verán unos temas de gran importancia como lo son los límites: líquido, plástico y de consistencia; ya que nos proporcionan información para poder determinar suelos finos con mayor precisión. El límite líquido (LL) es el contenido de agua por encima del cual el suelo se comporta como un líquido viscoso. El limite limite plástico plástico (L) Es el contenid contenido o de agua por de!a"o de!a"o del cual cual el suelo suelo no se comporta ya como un material plástico. El límite de contracción lineal (L#); es el contenido de agua definido a grado de saturación igual al $%%&, !a"o el cual no ocurre un cam!io ulterior de volumen del suelo con secado adicional.
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OBJETIVO El o!"etivo de este la!oratorio es identificar y clasificar la fracción fina del suelo y so!re todo conocer la plasticidad de los suelos finos y tam!i'n determinar los factores de contracción del suelo.
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ENSAYO LÍMITE LÍQUIDO *#+ E-*#+: or consistencia se entiende el grado de co/esión de las partículas de un suelo y su resistencia a aquellas fuer0as e1teriores que tienden a deformar o destruir su estructura. Los 2 límites propuestos por . tter!erg un científico sueco dedicado a la agricultura son:
Límite de co/esión. Es la cantidad de /umedad por el cual las !oronas de un suelo son capaces de pegarse unas a otras. Límite de pega"osidad. Es el contenido de /umedad con el cual el suelo comien0a a pegarse en la superficie metálica tales como la cuc/illa y la espátula. Límite de contracción. Es el con"unto de /umedad por de!a"o del cual no se produce reducción adicional de volumen o contracción en el suelo. Límite plástico. Es el contenido de /umedad considerar el suelo como material no plástico. Límite de saturación. Es el contenido de /umedad cuando el suelo tiene todo el volumen lleno de agua 3in em!argo para nuestro estudio solo consideramos los cuatro 4ltimos por que son ampliamente utili0ados. Límite líquido. Es el contenido de /umedad por de!a"o del cual el suelo se comporta como un material plástico. este nivel de contenido de /umedad el suelo está en el v'rtice de cam!iar su comportamiento al de un fluido viscoso.
L5E3 6E E*7E*8: am!i'n denominados límites de consistencia de un suelo, están representados por contenidos de /umedad, y son los siguientes: $. Límite líquido (Ll) 4
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9. Límite plástico (Lp) . Límite de contracción (Lc) . Límite de co/esión (Le) <. Límite de pega"osidad (Lg) 2. Límite de saturación (Ls) ara interpretar me"or estos límites se tomara de e"emplo una masa de arcilla. #uando está tiene muc/a cantidad de agua podríamos decir: líquida pues la arcilla se escurre con la facilidad de una masa líquida, pero a medida que se evapora el agua que contiene, va /aci'ndose un tanto plástica. E1iste un momento en que la masa de arcilla pasa de estado =líquido> al estado =plástico>. Este límite entre los estados =líquido> y =plástico> se /alla representado por el contenido de /umedad del suelo y se llama límite líquido. 3i continua la evaporación de agua, la arcilla perderá plasticidad y llegar a secarse /asta adquirir una consistencia semisólida. Este paso del estado plástico al semisólido se le llama límite plástico, su valor esta dado por el contenido de /umedad que tiene la arcilla en tal estado límite.
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E?@+ @LA*3E -
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#opa de #asagrande. Berramienta de ranuración de $mm. *ecipientes de aluminio o acero ino1ida!le CD%, CD$, CD9, CD. 7alan0a con apro1imación de %.%$ gr. #ápsula o recipiente de porcelana. Espátula. iceta. Borno de tiro for0ado. alla C% y fondo.
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@E8+ 6E #EA
B+*F+
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*+#E6EF+ 6EL EF3G+: -
esamos los recipientes y anotamos su valor antes de utili0arlos. am!i'n anotamos el n4mero de cada recipiente.
-
omamos la muestra de suelo que pasa el tami0 C % y lo me0clamos con agua utili0ando la piceta para formar una masa plástica consistente o /asta formar una pasta mane"a!le.
-
8
"ustar o cali!rar la #+ 6E #38*F6E.
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-
@tili0ando la espátula ponemos en la copa de #asagrande un poco de la masa plástica o!tenida y lo enra0amos procurando de que quede una superficie /ori0ontal.
-
Bacemos una ranura de $ mm en la masa colocada en la copa.
-
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-
8iramos la manivela del dispositivo para así golpear la copa /asta que la masa llegue a "untarse en la parte inferior.
-
Este procedimiento se reali0ó veces, variándole para cada ve0, el contenido de /umedad de la muestra.
-
La primera ve0 la masa se "untó con el golpe n4mero $2.
-
omamos una parte de la masa que se "untó y la colocamos en el primer recipiente (CD).
-
esamos el recipiente con la me0cla y anotamos su valor. MECANICA DE SUELOS
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-
or 4ltimo limpiamos los instrumentos para reali0ar nuevamente el ensayo.
-
La segunda ve0 la masa se "untó con el golpe n4mero 9 y se le colocó en el segundo recipiente (CD%).
-
La tercera ve0 la masa se "untó con el golpe n4mero 9D y se le colocó en el tercer recipiente (CD$).
-
La cuarta ve0 la masa se "untó con el golpe n4mero H y se le colocó en el cuarto recipiente (CD9).
-
notamos los datos o!tenidos, en sus respectivas columnas del cuadro de la /o"a.
-
Iinalmente colocamos todos los recipientes con suelo en el /orno por 9 /oras, para luego pesarlos y anotar sus datos.
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#L#@L+3 G *E3@L6+3 #+FEF6+ 6E B@E66: LL=
x100%
MUESTRA 1:
# RECIPIENTE
93
#DE OLPES
16 12!79" 28!38" 24!8"
=
-
= $9.%$
-
12
.
-
x100% = 9D.J$ %
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MUEST#$ -: N$ &'(')* N$ + "$,(
90 23 15!05 " 34!40 " 30!1 " = 4!3
-
=15!05 "
-
-
"
x100% = 28!57%
MUEST#$ 3: N$ &'(')*
91
N$ + "$,(
29 15!05 " 29!96 " 26!49 "
13
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-
= 3!47 "
-
= 12!56 gr
x100% = 27!63%
-
MUESTRA 4: N$ &'(')*
92 37 14!11 "
N$ + "$,(
30!85 " 27!37 "
-
=3!48 "
-
=13!26 "
-
x100% = 26!24%
EFE+3 L+3 38@EFE3 6+3:
K1 (&) 9D.J$& 14
K2 (&) 9J.
K3 (&) 9H.2&
K4 (&) 92.9& MECANICA DE SUELOS
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F$ $2
15
F9 9
F 9D
F H
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8raficamos el diagrama de fluide0 u!icando los cuatro puntos o!tenidos, en la /o"a semilogarítmica, y tra0amos una recta que este cerca a la mayor cantidad de puntos. 3eg4n la /o"a de datos, los puntos que caen so!re la recta son:
,- ./0 12345-/
,2 ./0 1 25467/
N1 = 16
N2 = 23
@tili0ando la ecuación de la curva de fluide0: K (&) Mf1logF N #
*eempla0ando los puntos en la ecuación, tenemos: K (&) Mf1logF N #
K (&) Mf1logF N #
9D.J$& Mf1log$2 N #
9J.
*esolviendo las dos ecuaciones, o!tenemos los valores de: f %.%2
# %.H
*eempla0ando los valores en la ecuación, tenemos: K (&) M%.%21logF N %.H
Luego para:
16
F 9<
K 9J.2$&
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*E#+EF6#+FE3:
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Estar muy atentos cuando se cuentan los golpes necesarios para "untar la muestra. Oariar el contenido de /umedad con cuidado de tal forma que el n4mero de golpes o!tenido se encuentre dentro del intervalo permitido ($
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ENSAYO LÍMITE PLÁSTICO
I@F6EF+ E-*#+: El límite plástico es el contenido de agua que limita el estado plástico resistente semisólido. El límite plástico de un suelo es el menor contenido de /umedad determinado, de acuerdo con el m'todo !a"o el cual el suelo permanece plástico. ara la determinación de 'ste límite se toma muestras del ensayo para la o!tención del límite líquido y procedemos a amasarla y posteriormente a arrollarla, cuya arrolladora vamos disminuyendo en el diámetro, /asta que los rollitos presenten rupturas o ranuras. ientras se rasga aumentamos la /umedad del suelo que no presenta ninguna falla, /asta que los rollitos lleguen a tener un diámetro de mm. en cuyo diámetro decimos que esa /umedad es la que determina el índice plástico. Las arenas no tienen plasticidad, los limos tienen pero muy poca, en cam!io las arcillas, y so!re todo aquellas ricas en materia son muy plásticas. El límite plástico se /a definido ar!itrariamente como el contenido de /umedad del suelo al cuál un cilindro se rompe o se resque!ra"a cuando se enrolla a un diámetro de mm o apro1imadamente mm. Esta prue!a es !astante más su!"etiva (dependiente del operador) que el ensayo del límite líquido, pues la definición del resque!ra"amiento del cilindro de suelo así como del diámetro están su"etas a la interpretación del operador. El diámetro puede esta!lecerse durante el ensayo por comparación de un alam!re com4n o de soldadura del mismo diámetro. #on la práctica, se encuentra que los valores del límite plástico pueden reproducirse so!re el mismo suelo por parte de diferentes la!oratoristas, dentro de un rango del $ al &. 20
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E?@+ @LA6+: -
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*ecipientes n4meros D, D<, D2, DH. 7alan0a con precisión de %.%$ gr. 3uperficie de vidrio. u!o de mm de diámetro. Borno de tiro for0ado.
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*+#E6EF+ 6EL EF3G+:
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-
esamos los recipientes y registramos los resultados. am!i'n anotamos el n4mero de cada recipiente (D, D<, D2, DH).
-
omamos un poco de la muestra de suelo, utili0ada en el e1perimento anterior, aprovec/ando que es una masa plástica.
-
6isminuir el contenido de /umedad de la muestra formando una pequeRa !ola que no se pegue entre los dedos. MECANICA DE SUELOS
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-
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Luego pasamos a rodillar las pequeRas porciones de la muestra, /asta que lleguen a tener un diámetro cerca de los mm. ara ello utili0amos un pequeRo tu!o de mm.
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-
@na ve0 que llegue a la medida del tu!ito, cortar en secciones y repetir /asta formar otra ves
*epeti mos el procedimiento /asta que la muestra empiece a presentar pequeRas fisuras o grietas. 3i se agrieta antes de llegar a la medida, tome la muestra agregele agua y vuelva a comensar el rollito. -
Ii nalmente si la muestra se agrieta cuando el rollito alcn0a a $SJ> de pulgada, /a!rá llegado al LE L3+ y proceda a tomar L B@E66 de la muestra. -
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-
#olocamos los rollitos en los recipientes, los pesamos y registramos los valores.
-
#olocamos dentro recipientes con los rollitos por 9 /oras.
-
asado el tiempo sacamos los recipientes con los rollitos y registramos los valores.
del
/orno
los
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#TL#@L+3: L8'it$ p(#ti%o9Cont$ni&o &$ :u'$&a&; <-==/ MUEST#$ 0: -
N$ &'(')*
94 16!08 " 20!13 " 19!45 " = 0!68
= 3!37 "
-
-
26
"
x100% = 20!18 %
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MUEST#$ -: N$ &'(')*
95 12!93 " 17!03 " 16!34 "
= 0!69 "
-
= 3!41 "
-
-
x 100% = 20!33%
MUEST#$ 3: N$ &'(')*
96 15!38 " 19!05 " 18!43 "
27
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= 0!62 "
-
= 3!05 "
-
x100% = 20!33%
-
MUEST#$ 8: N$ &'(')*
97 11!73 " 15!10 " 14!53 "
-
%.
-
9.J gr
-
28
1$%%& 9%.2&
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*E3@L6+3:
1 2=4-5
1 2=42>
P"o'$&io
1 2=4>>
1 2=4>?
= 20!25
*E#+EF6#+FE3:
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ener cuidado al momento de formar los rollitos para no romperlos prematuramente. oner muc/a atención al momento de determinar el diámetro de los rollitos. omarse el tiempo necesario par formar los rollitos pero no demasiado puesto que el contenido de /umedad puede !a"ar muc/o.
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EF3G+ L5E 6E #+F*##-F I@F6EF+ E-*#+: EL límite de contracción, tam!i'n llamado límite de encogimiento, es un porcenta"e de /umedad del suelo, de tal manera que luego de secado al /orno no reduce su volumen. Los suelos suscepti!les de sufrir grandes cam!ios de volumen cuando se someten a cam!ios en su contenido de /umedad, son pro!lemáticos, si se usan para rellenos en carreteras o en ferrocarril, o si se utili0an para la fundación de elementos estructurales. Los cam!ios de volumen pueden motivar ondulaciones en las carreteras y grietas en las estructuras de!ido a que los cam!ios de volumen usualmente no son uniformes. Los límites líquido y plástico pueden utili0arse para predecir la presencia potencial de pro!lemas en suelos de!ido a su capacidad de cam!io de volumen. 3in em!argo, para o!tener una indicación cuantitativa, de cuánto cam!io de /umedad puede presentarse antes de que se presente un aprecia!le cam!io volum'trico, y o!tener, si dic/o cam!io volum'trico ocurre, una indicación de la cantidad de ese cam!io, es necesario /acer un ensayo del límite de contracción. La práctica se comien0a con un volumen de suelo en condición de saturación completa, preferi!lemente (pero no a!solutamente necesario) a un contenido de /umedad cercano o superior al límite líquido. El suelo entonces se de"a secar. 6urante el secado se supone que !a"o cierto valor límite de contenido de /umedad, cualquier p'rdida de /umedad en el proceso está acompaRada por una disminución en el volumen glo!al de la muestra (o relación de vacíos). partir de 'ste valor límite en el contenido de /umedad, no es posi!le producir cam!ios adicionales en el volumen del suelo por p'rdida adicional de agua de poros. Este valor inferior limitante en el contenido de /umedad se denomina límite de contracción.
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Lo anterior significa físicamente, que no se causará ning4n volumen adicional por cam!ios su!secuentes en la /umedad. or encima del límite de contracción todos los cam!ios de /umedad producen cam!ios de volumen en el suelo, 'ste cam!io de volumen se puede e1presar en t'rminos de relación de vacíos y el contenido de /umedad. La relación de contracción da una indicación de cuánto cam!io de volumen puede presentarse por cam!ios de la /umedad de los suelos. La relación de contracción se define como la relación del cam!io de volumen del esp'cimen o muestra de suelo como un porcenta"e de su volumen seco al cam!io correspondiente en /umedad por encima del límite de contracción e1presado como un porcenta"e del suelo seco o!tenido luego de ser secado al /orno.
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E?@+ @LA6+:
#ápsula de evaporación. *ecipientes de contracción C2, CJ y C$%.
ceite.
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Espátula.
Borno de tiro for0ado
Oaso de cristal.
laca de vidrio.
ro!eta de vidrio graduada con capacidad de 9< ml.
7alan0a con precisión de %.%$ gr.
ercurio.
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*+#E6EF+ 6EL EF3G+:
-
esamos los recipientes (C2, CJ y C$%) y registramos sus valores. notamos tam!i'n sus respectivos vol4menes. e0clamos un poco de la muestra de suelo con agua /asta que adquiera una consistencia similar a la de una pasta suave con una /umedad cercana al límite líquido.
-
-
-
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#u!rir con aceite la superficie interior de los recipientes a utili0ar.
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M#olocamos un poco de la pasta en los recipientes y procedemos a golpearlo contra una superficie firme para que el suelo se acomode en los costados, se compacte !ien y se elimine el aire atrapado en el interior.
-
gregar más cantidad de suelo y repetir el procedimiento /asta llenar todo el recipiente. - Enrasamos con la espátula la superficie de los recipientes y procedemos a pesarlos.
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-
6e"amos que la muestra, contenida en los recipientes, se seque al aire li!re /asta que cam!ie de color (de oscuro a claro), apro1imadamente por 9 /oras.
-
asado el tiempo colocamos los recipientes con las muestras dentro del /orno a $$% NSM
-
asado el tiempo sacamos del /orno los recipientes con las muestra, y lo pesamos.
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-
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ara /allar el volumen de la muestra seca, primero llenamos el vaso de cristal con mercurio y quitamos el e1ceso utili0ando la placa de vidrio, una ve0 terminado guardar el mercurio a su recipiente.
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-
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Luego colocamos la muestra seca so!re la superficie de mercurio contenido en el vaso y lo presionamos fuertemente utili0ando la placa de vidrio.
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-
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*ecogemos el volumen de mercurio despla0ado y procedemos a medirlo utili0ando la pro!eta graduada.
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#TL#@L+3: Límite de contracción: LC
MUEST#$ 0:
Fo frasco V recipiente
2 $.H9 gr
V recipiente sW
J.< gr
V recipiente s O recipiente O de contracción
%.J gr $2.DD ml $.< ml
= 7!70 "
-
= 23!85 "
-
x 100% = 32!29%
-
39
L# MECANICA DE SUELOS
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-
L# 9$.J&
MUEST#$ -:
N$ ./&$ &'(')*
8 14!23 "
&'(')*
46!26 "
&'(')*
38!99 "
V &'(')* V + &$)*/&&')
16!992 , 14!3 ,
H.9H gr
-
99.% gr
-
100%
-
-
40
.%<&
LC
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-
LC = 20!81%
MUEST#$ 3:
N$ ./&$ &'(')*
10 14!03 "
&'(')*
45!86 "
&'(')*
38!6 "
V &'(')* V + &$)*/&&')
16!996 , 14!6 ,
H.92 gr
-
9$.9% gr
-
& .2$&
100
-
-
LC
-
LC = 22!52%
*E3@L6+3: 41
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LC1 = 21!83%
LC2 = 20!81 %
LC3 =22!52
P"o'$&io LC ./0 =21!72%
*E#+EF6#+FE3:
42
E1traer en lo posi!le el má1imo de los espacios vacíos de la muestra de suelo. ener cuidado de que no quede aire entre la placa de vidrio y la superficie de mercurio al momento de tomar la medida del volumen de la muestra seca. Estar muy atentos en la toma de los datos de los pesos.
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#+F#L@3+FE3
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