: MECANICA DE SUELOS I
: ING. OSCAR DONAYRE CÓRDOVA
DETERMINACION DETERMINACION DEL LIMITE LIQUIDO, LIMITE PLASTICO Y
LIMITE DE CONTRACCIÓN
: CANGAHUALA URIA, MABEL
: :
200711342 03
:
02 2011 – I
: :
08 DE JUNIO
Conocer la plasticidad de los suelos finos y determinar los factores de contracción del suelo.
Los suelos que poseen algo de cohesión, según su naturaleza y cantidad de agua, pueden presentar propiedades que lo incluyan en el estado sólido, semi – solido, plástico, o semi – líquido. El contenido de humedad limite al que se produce el cambio de estado varia de un suelo a otro. El método usado para medir estos límites se conoce como método de Atterberg y los contenidos de humedad con los cuales se producen los cambios de estados, se denominan Límites de Atterberg. Ellos marcan una separación arbitraria, pero suficiente en la práctica, entre los cuatro estados mencionados anteriormente. -
Limite Liquido (L.L.): Humedad de un suelo remoldeado, límite entre los estado liquido y plástico, expresado en porcentaje.
-
Limite Plástico (L.P.): Humedad de un suelo remoldeado, límite entre los estados plástico y semi – solido, expresado en porcentaje.
-
Limite de contracción (L.C.): Humedad máxima de un suelo para el cual una reducción de la humedad no causa una variación del volumen del suelo, expresado en porcentaje.
El límite líquido está definido, como el contenido de humedad con el cual una masa de suelo colocada en un recipiente en forma de cuchara (cuchara de Casagrande), se separa con una herramienta patrón (ranurador), se deja caer desde una altura de 1cm. y sufre el cierre de esa ranura. Después de 25 golpes de la cuchara contra una base de caucho dura o similar.
Casagrande determino que el límite líquido es una medida de resistencia al corte del suelo a un determinado contenido de humedad y que cada golpe necesario para cerrar 2 el surco, corresponde a un esfuerzo cortante cercano a 1g/cm .
La muestra de ensayo debe ser igual o mayor que 100gr. Y pasar completamente por el tamiz de abertura 0.475mm. (Malla Nº ASTM). Cuchara de Casagrande
Acanalador (Casagrande o ASTM), para verificar altura de caída de la
cuchara.
Plato de evaporación de porcelana.
Espátula
Balanza con precisión de 0,01gr.
Agua destilada
Recipientes
Se pesa un recipiente vacio. (3) Se coloca cierta cantidad de muestra en el recipiente vacio y se pesan. (5) Luego la muestra colocada en el recipiente se coloca en el plato de
evaporación. Se agrega suficiente cantidad de agua destilada de tal forma que al mezclar
con la espátula se logra una pasta homogénea.
Luego se deposita la pasta nuevamente en el recipiente vacio anteriormente
mencionado y se pesa. (4)
Se ajusta la máquina de Casagrande de tal forma que la altura de la caída de
la cuchara al dar los golpes sea de 1cm. Se deposita en la cuchara de Casagrande la pasta que se encuentra en el
recipiente, luego se alisa la superficie con la espátula. Luego se pasa el acanalador para dividir la pasta en dos partes., si se
presentan desprendimientos de la pasta se debe retirar todo el material y reiniciar el procedimiento.
Luego se gira la manivela de la máquina de Casagrande contando el número
de golpes necesarios para que la ranura cierre. Finalmente se toma una muestra de la zona donde se cerró la ranura para con
ella determinar el contenido de humedad.
Se repite el procedimiento 3 veces más, de modo que tenemos cuatro puntos
en total que varíen en un rango de cantidad de golpes. Cabe señalar que el ensayo debe realizarse desde la condición mas húmeda a la más seca.
Ww (6) = (4) – (5) -> Ww = W(recipiente+pasta) – W(recipiente+muestra de
suelo) Ws (7) = (5) – (3) -> Ws = W(recipiente+muestra de suelo) – Wrecipiente Cálculo del contenido de humedad: ω
(8) = 100*(6)/(7) ->
ω
= 100*Ww/Ws
Limite Liquido (L.L.) =
Recipiente Nº 27
Nº Golpes (2) = Wrecipiente (3) = W recipiente sw (4) = W recipiente s (5) = Ww (6) = Ws (7) = ω (8) =
38 19,71gr 30,38gr 28,01gr 2,37gr 8,30gr 28,55%
Recipiente Nº 26
Nº Golpes (2) = Wrecipiente (3) = W recipiente sw (4) = W recipiente s (5) = Ww (6) = Ws (7) = ω (8) =
27 20,89gr 33,33gr 30,40gr 2,93gr 9,51gr 30,80%
Recipiente Nº 25
Nº Golpes (2) = Wrecipiente (3) = W recipiente sw (4) = W recipiente s (5) = Ww (6) =
20 20,27gr 31,23gr 28,601gr 2,63gr
Ws (7) = ω (8) =
8,33gr 31,57%
Recipiente Nº 24
Nº Golpes (2) = Wrecipiente (3) = W recipiente sw (4) = W recipiente s (5) = Ww (6) = Ws (7) = ω (8) =
11 19,77gr 27,08gr 25,25gr 1,83gr 5,48gr 33,39%
Se construye la Grafica: Contenido de Humedad v.s. Número de Golpes. En el grafico deben figurar los puntos que corresponden a cada una de las cuatro pruebas, de esos puntos se dibuja una recta (curva de flujo) de tal forma que pase aproximadamente como sea posible por los cuatro puntos. Se expresa el Limite Liquido (L.L.) del suelo, como el contenido de humedad correspondiente a la intersección de la recta con la abscisa en 25 golpes. El resultado del ensayo para hallar el limite liquido de un suelo puede ser
afectado por no cumplir con la frecuencia de golpes especificada (2 golpes por segundo), también puede ser afectado por el tiempo que tome en realizarse la prueba e incluso por la humedad del laboratorio. Otro aspecto que puede afectar el resultado es la herramienta que se emplee
para hacer la ranura a la pasta en la cuchara de Casagrande. Es preferible utilizar la desarrollada por Casagrande puesto que permite un mejor control de la profundidad. La altura de la caída de la cuchara debe ser verificada antes de comenzar el
ensayo, en caso de no tener la altura especificada (1 cm.) se aflojan los tornillos de fijación y se mueve el de ajuste hasta obtener la altura requerida. En suelos arcillosos el acanalador será pasado una vez, en cambio para limos
se requerirán 2 a 3 pasadas, limpiando cada vez el acanalador.
El limite plástico se ha definido como el contenido de humedad del suelo al cual un cilindro de este, se rompe o resquebraja al amasado presentando un diámetro de aproximadamente 3mm ( 1/8”). Esta prueba depende del operador, el cual debe ayudarse con un alambre o una varilla de 3mm (1/8”) de diámetro para hacer la comparación y establecer el momento en que el suelo se resquebraja y presenta el diámetro especificado.
La muestra necesaria para realizar este ensayo deberá tener un peso aproximado de 20gr. y pasar completamente por el tamiz de 0.475mm (mala Nº 40 ASTM). Plato de evaporación de porcelana.
Espátula
Placa de vidrio o mármol como superficie de amasado.
Varilla de 3mm (1/8”) de diámetro.
Balanza de precisión de 0,01 gr.
Agua destilada
Recipientes
Se pesa un recipiente vacio. (2) Se coloca cierta cantidad de muestra en el recipiente vacio y se pesan. (4)
Luego la muestra colocada en el recipiente se coloca en el plato de
evaporación. Se agrega suficiente cantidad de agua destilada de tal forma que al mezclar
con la espátula se logra una pasta homogénea.
Luego se deposita la pasta nuevamente en el recipiente vacio anteriormente
mencionado y se pesa. (3) Se toma una porción de la pasta preparada y se amasa entre las manos, luego
se hace rodar con la palma de la mano por sobre la superficie de amasado, formando un cilindro.
Se aproxima el diámetro del cilindro al diámetro de la varilla, luego se divide
en pedazos y se toma una de ellos para volver a amasar. Se repite el mismo procedimiento hasta lograr que al momento de llegar al
diámetro requerido en comparación con la varilla la pasta se quiebre o resquebraje.
Ww (5) = (3) – (4) -> Ww = W(recipiente+pasta) – W(recipiente+muestra de
suelo) Ws (6) = (4) – (2) -> Ws = W(recipiente+muestra de suelo) – Wrecipiente Limite Plástico (L.P.) = 100*(5)/(6) -> L.P. = 100*(Ww/Ws)
Promedio Limite Plástico
Recipiente Nº 28
Wrecipiente (2) = W recipiente sw (3) = W recipiente s (4) = Ww (5) = Ws (6) = Limite Plástico (L.P.) =
20, 08gr 21, 35gr 21,12gr 0,23gr 1,04gr 22,12gr
Recipiente Nº29
Wrecipiente (2) = W recipiente sw (3) = W recipiente s (4) = Ww (5) = Ws (6) = Limite Plástico (L.P.) =
20,57gr 22,14gr 21,86gr 0,28gr 1,29gr 21,71%
Recipiente Nº30
Wrecipiente (2) = W recipiente sw (3) = W recipiente s (4) = Ww (5) = Ws (6) = Limite Plástico (L.P.) =
20,54gr 22,80gr 22,40gr 0,40gr 1,86gr 21,51%
Recipiente Nº33
Wrecipiente (2) = W recipiente sw (3) = W recipiente s (4) = Ww (5) = Ws (6) = Limite Plástico (L.P.) =
18,94gr 20,57gr 20,20gr 0,37gr 1,26gr 29,37%
Promedio Limite Plástico = 23,68%
Esta determinación del límite plástico es subjetiva por lo cual el operador
debería ser el mismo para todas las determinaciones y de este modo evitar errores en los resultados obtenidos. El quiebre o resquebrajamiento del cilindro se puede definir de las siguientes
maneras: -
Por separación en pequeños pedazos Por desprendimiento de escamas en forma tubular desde adentro hacia afuera del cilindro
Si no es posible determinar uno de los limites, el suelo se calificara como no
plástico (N.P.).
El límite de contracción se define como la humedad máxima de un suelo para la cual una reducción de la humedad no produce disminución de volumen del suelo. Como se vio en los ensayos anteriores (L.L. y L.P.), con ellos se puede predecir la presencia potencial de cambios de volumen en el suelo que podrían provocar problemas posteriores. Sin embargo, para obtener una indicación cuantitativa de cuanto cambio de humedad puede presentarse, es necesario hacer el ensayo del límite de contracción. El ensayo comienza con un volumen de suelo que presente un estado de humedad entre la saturación completa y la humedad cercano al límite líquido o superior. El suelo se deja secar, en cuyo proceso se supone que la perdida de humedad debe entonces causar una disminución en el volumen de la muestra. A partir de ese valor límite en el contenido de humedad, es posible producir cambios adicionales en el volumen del suelo debido a la perdida adicional de agua de poros.
El tamaño de la muestra de ensayo será de aproximadamente 30gr. y deberá pasar completamente por el tamiz de 0,475mm (malla Nº40 ASTM).
Plato de evaporación de porcelana.
Espátula
Taza de vidrio
Placa de vidrio con 3 puntas para sumergir muestra.
Mercurio
Recipientes
Probeta graduada cada 0,1 ml
Balanza de 0,01 gr de precisión.
Horno de secado
Agua destilada
Se pesa un recipiente vacio. (2) Se debe obtener la capacidad volumétrica del recipiente, para esto se llena el
recipiente con mercurio y se determina el volumen del mercurio mediante el dato de su densidad.
Se coloca una muestra de suelo en el plato de evaporación, luego se mezcla
con agua destilada formando una pasta.
Se recubre el interior del recipiente con una capa delgada de vaselina para
evitar la adherencia del suelo al molde. Luego se coloca la pasta en el recipiente, extendiendo la pasta hacia los
bordes. Golpeamos el molde contra una superficie firme y luego terminamos de llenar el recipiente con un exceso. Luego se enrasa con la regla limpiando así los restos adherido al exterior del recipiente.
Se pesa el recipiente con el suelo húmedo y se hace secar en el horno. Luego
se pesa nuevamente el recipiente pero ya con el suelo seco. Finalmente para obtener el volumen de la pastilla de suelo seco, debe llenarse
la tasa de vidrio con mercurio hasta que rebalse, se enrasa con la placa de vidrio y se limpian los restos adheridos al exterior de la taza.
Luego se coloca la tasa llena sobre el plato de evaporación y se deposita la
pastilla de suelo en el mercurio sumergiéndola con la placa de vidrio de tres puntas, hasta que esta tope firmemente contra el borde de la taza de vidrio.
Al sumergir la pastilla de suelo, se desplaza un volumen de mercurio que
queda en el plato de evaporación, este volumen se deposita en la probeta y así obtenemos su volumen, siendo este por tanto, igual al volumen de la pastilla de suelo seco.
Wrecipiente (2) W recipiente sw (3) W recipiente s (4) V recipiente (5) V contracción (6) Ww (7) Ws (8) ω (9) Limite Contracción (L.C.)
= = = = =
13,00cc (3) – (4) (4) – (2) 100*(7)/(8) 9 – 100*[[(5) – (6)]/(8)]
= = = = = =
13,82gr 46,27gr 39,59gr 16,988cc 13,00cc 6,68gr
Recipiente Nº 7
Wrecipiente (2) W recipiente sw (3) W recipiente s (4) V recipiente (5) V contracción (6) Ww (7)
Ws (8) ω (9) Limite Contracción (L.C.)
= = =
25,77gr 25,92% 10,44%
= = = = = = = = =
14,74gr 47,46gr 38,53gr 16,994cc 13,00cc 8,93gr 23,79gr 37,54% 20,75%
Recipiente Nº6
Wrecipiente (2) W recipiente sw (3) W recipiente s (4) V recipiente (5) V contracción (6) Ww (7) Ws (8) ω (9) Limite Contracción (L.C.)
Limite de Contracción (L.C.) Promedio = 15,60%
http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADmites_de_Atterberg http://es.scribd.com/doc/18032029/Determinacion-Del-Limite-Liquido http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/02_laboratorio/manual_laboratorio/li
mites.pdf http://www.slideshare.net/UCGcertificacionvial/lmite-de-contraccin
