Práctica 2
OBJETIVOS
Conocer los estados de consistencia del suelo Identificar y clasificar los suelos por su grado de plasticidad Determinar el límite líquido y límite plástico de una muestra de suelo Determinar el Índice de plasticidad
La plasticidad es la capacidad de un suelo al experimentar deformaciones irreversibles sin romperse. La magnitud de las fuerzas de las películas de agua dentro del suelo permiten que sea moldeado.
La consistencia es el grado de cohesión que tienen las partículas de los suelos arcillosos, estos pueden tener diferentes grados de cohesión dependiendo de la cantidad de agua que contengan, esto da lugar a los estados de consistencia.
Como el cambio de un estado de consistencia a otro es gradual, para satisfacer los requerimientos de un sistema de clasificación estándar fue necesario establecer límite arbitrarios entre los diferentes estados. Éstos se denominan límites de Atterberg.
AASHTO T089-02: Standard Method of Test for Determining the Liquid Limit of Soils. ASTM D423-66 (1982): Method of Test for Liquid Limit of Soils.
El límite líquido está definido, como el contenido de humedad en el cual una masa de suelo se encuentra entre el estado plástico para pasar al estado líquido o semilíquido, en donde el suelo toma las propiedades y apariencias de una suspensión.
Puesto que no existe una separación muy clara entre los estados de consistencia líquido, plástico y semisólido, se ha ideado el procedimiento estándar para la determinación de éste límite; el cual se denomina método mecánico el que ideó Arthur Casagrande y también denominado Copa de Casagrande.
Copa de Casagrande (ASTM D4318), copa esférica con un radio interior de 54 mm, espesor de 2 mm y peso de 200.20 g incluyendo el tacón los cuáles giran en torno a un eje fijo unido a la base. Ranurador, combinación de acanalador y calibre; con borde contrario al acanalador de 1 cm². Tamiz No. 40 Cazuela de porcelana y apisonador
Recipientes para muestra de contenido de humedad. Balanza con precisión de 0.01 g. Espátula con hoja flexible de aproximadamente 75 mm de largo y 20 mm de ancho. Probeta con una capacidad de 25 cm³. Horno capaz de mantener temperatura constante de 105 °C.
Primero se tamiza el suelo seco por el tamiz #40, aproximadamente 300 gr., el cual será necesario para el ensayo.
Se agrega una cantidad de agua controlada a la muestra tamizada para darle consistencia la suelo.
Se deja un tiempo para que la fase líquida y sólida se mezcle homogéneamente. Para suelos de alta plasticidad ≥ 24 h, suelos de plasticidad media ≥ 12 h, suelos de baja plasticidad ≥ 1 h
Luego se coloca aproximadamente entre 50 y 70 g de muestra en la copa y extendiendo la misma con la espátula .
A continuación se nivela la pasta de suelo con la espátula hasta alcanzar 1.0 cm de profundidad en el centro de la copa.
Usando el ranurador, separar la mezcla depositada en la copa de la máquina en dos mitades según el eje de simetría de la copa; quedando una ranura de un centímetro a lo largo de 13 mm aproximadamente
Se procede a girar la manivela de la máquina para aplicar golpes de 1.0 cm de caída libre al material hasta que este sufra un cierre de 1.0 cm en la parte del centro.
El número aceptable de golpes está en el rango de 15 a 35.
De la muestra ensayada se toma cada mitad para determinar su humedad.
Método de ecuación de Lambe
N WL WN 25
tanβ
Método de curva de flujo
Consiste en determinar la humedad que se encuentra en el material, comparando cuatro distintos números de golpes dentro del rango aceptado, por ejemplo 16, 22, 29 y 34 golpes. Para realizar una gráfica que represente No. de golpes vrs. humedad y con ello interpolar el porcentaje de humedad a los 25 golpes.
Consiste en utilizar un único dato que se encuentre contenido en un rango de 15 a 35 golpes para determinar el valor del límite líquido.
N K 25
N WL WN 25
0.121
tanβ
WL =Límite Líquido N= Número de golpes WN=Contenido de humedad al número de golpes N
AASHTO T090-00: Standard Method of Test for Determining the Plastic Limit and Plasticity index of Soils. ASTM D424-54 (1982): Standard Method of Test for Plastic Limit.
El límite plástico está definido como el contenido de humedad, en el cual una masa de suelo se encuentra entre el estado semisólido y el estado plástico; en el estado semisólido el suelo tiene la apariencia de un sólido, pero aún disminuye de volumen al estar sujeto a secado y en el estado plástico el suelo se comporta plásticamente.
Arbitrariamente, también se define como el contenido de humedad del suelo al cual un cilindro se rompe o se agrieta, cuando se enrolla a un diámetro aproximado de tres milímetros (1/8 plg), al rodarse con la palma de la mano sobre una superficie lisa.
Plato de evaporación de porcelana, con un diámetro de aproximadamente 120 mm. Espátula con una hoja flexible de aproximadamente 75 mm de largo y 20 mm de ancho. Placa de vidrio esmerilado de 20x20 cm, aproximadamente. Cazuela para secado.
Recipientes para muestra de contenido de humedad. Balanza con precisión de 0.01 g. Probeta con una capacidad de 25 cm³. Horno capaz de mantener temperatura constante de 110 °C. Patrón de comparación, alambre o plástico de 3 mm. Tamiz No. 40.
Se homogeniza 300 gramos de suelo que pasó por el tamiz #40 y se humedece la muestra del mismo modo que se realiza para el ensayo del límite líquido.
Se moldean los cilindros de 1 /8 “ (3 mm) a mano o con la placa especial.
El ensayo se detiene cuando el cilindro empieza a presentar fracturas, grietas o desmenuzamiento del mismo.
Se colocan de 15 a 20 cilindros en cada tarro, para ser introducidos durante 24 horas al horno con la finalidad de conocer la humedad del material.
No hay que olvidar que el límite plástico corresponde a un porcentaje de humedad.
pnh pns x100 L.P. %H pns L.P. Límite Plástico %H Porcentaje de humedad pnh Peso neto húmedo pns Peso neto seco
I.P. L.L. L.P.
I.P.= Índice de plasticidad L.L.= Límite Líquido L.P.= Límite Plástico
Se le llama así a la diferencia entre los valores del límite líquido (L.L.) y del límite plástico (L.P.). Los límites líquido y plástico dependen de la cantidad y tipo de arcilla del suelo, pero el índice plástico depende generalmente de la cantidad de arcilla.
De acuerdo con Atterberg los suelos de acuerdo a su plasticidad se pueden clasificar así: Índice de plasticidad 0 >7 7 ≥ 17
< 17
Tipo de suelo No plástico Baja plasticidad Mediana plasticidad Alta plasticidad
Cuando no se puede determinar el límites plástico se dice que es no plástico (N.P.) y en este caso el índice plástico se dice que es igual a cero.
