Índice Introducción
2
Objetivos
3
Marco Teórico
4-9
Descripción del ensayo y equipo utilizado
!-"
Me#oria de $%lculos
9-22
$alculos y &ra'icas
23
$onclusiones
24-2(
)iblio*ra'+a
2,
ne.os
2/-2"
Introducción
travez de los ensayos respectivos para el calculo y an%lisis de una variedad de suelo respecto al ensayo pode#os deter#inar la #a*initud de la de'or#ación que pueda soportar un suelo con un deter#inado contenido de 0u#edad y plasticidad conociendo su li#ite pl%stico y li#ite liquido y asi poder deter#inar la 0u#edad que conten*a el suelo para deter#inar los c%lculos respectivos y concluir que tan viable es nuestra #uestra de suelo para el uso y edi'icación de una obra de in'raestructura1 Todas las propiedades #ec%nicas del suelo co#o la 0u#edad se pueden obtener de una #uestra de suelo seco y #ediante los ensayos de laboratorio obtener dic0as propiedades co#o los li#intes li#intes de ttenber* ttenber* los cuales nos ayudan a deter#inar la caracterización caracterización del co#porta#iento de los suelos 'inos en una *ra'ica de li#ite liquido vs li#ite pl%stico1 Dic0os li#ites se basan de un suelo de *rano 'ino de los cuales solo pueden e.istir en los estados de consistencia se*n su 0u#edad dic0os contenidos de 0u#edad en los puntos de transcision de un estado al otro se deno#inan li#ites de ttenber*1
Objetivos 2
travez de los ensayos respectivos para el calculo y an%lisis de una variedad de suelo respecto al ensayo pode#os deter#inar la #a*initud de la de'or#ación que pueda soportar un suelo con un deter#inado contenido de 0u#edad y plasticidad conociendo su li#ite pl%stico y li#ite liquido y asi poder deter#inar la 0u#edad que conten*a el suelo para deter#inar los c%lculos respectivos y concluir que tan viable es nuestra #uestra de suelo para el uso y edi'icación de una obra de in'raestructura1 Todas las propiedades #ec%nicas del suelo co#o la 0u#edad se pueden obtener de una #uestra de suelo seco y #ediante los ensayos de laboratorio obtener dic0as propiedades co#o los li#intes li#intes de ttenber* ttenber* los cuales nos ayudan a deter#inar la caracterización caracterización del co#porta#iento de los suelos 'inos en una *ra'ica de li#ite liquido vs li#ite pl%stico1 Dic0os li#ites se basan de un suelo de *rano 'ino de los cuales solo pueden e.istir en los estados de consistencia se*n su 0u#edad dic0os contenidos de 0u#edad en los puntos de transcision de un estado al otro se deno#inan li#ites de ttenber*1
Objetivos 2
Objetivo General
Deter#inar la plasticidad de una #uestra de suelo #ediante pruebas de laboratorio1
Objetivo Específco
1 Deter#inar Deter#inar el l+#it l+#itee l+quido con con el #todo de la la ecuación de 5a#ber 5a#ber utilizando utilizando las 6or#as7 8TO 8TO T!"9-!2 y 8TM D423-,, :9"2; y la 0u#edad contenida con el #todo de la curva de 'lujo 1 21 Deter# Deter#ina inarr el l+#ite l+#ite pl%stic pl%stico o de la #uestr #uestraa de suelo suelo se*n las 6or#as7 6or#as7 8T 8TO O T!9!-!! T!9!-!! y 8TM 8TM D424-(4 :9"2; :9"2; y de'inir de'inir el tipo de suelo se*n su +ndice +ndice de plasticidad asi co#o ta#bin la *raduación de #uestra de suelo a travez del ta#a
Marco Marco Teór eóric ico o Limites de Attenberg
3
Normas: 8TO T"9-!27 8tandard Met0od o' Test 'or Deter#inin* t0e 5iquid 5i#it o'
8oils 8TM 423-,,7 Met0od o' Test 'or 5iquid 5i#it o' 8oils1 D424-(47 8tandard Met0od o' Test 'or =lastic 5i#it1 8TO T!9!-!!7 8tandard Met0od o' Test 'or Deter#inin* t0e =lastic 5i#it and =lasticity inde. o' 8oils1
5os l+#ites de tterber* son ensayos de laboratorio nor#alizados que per#iten obtener los l+#ites del ran*o de 0u#edad dentro del cual el suelo se #antiene en estado pl%stico1 $on ellos es posible clasi'icar el suelo en la $lasi'icación >ni'icada de 8uelos :>ni'ied 8oil $lassi'ication 8yste# >8$8;1 ?ueron ori*inal#ente ideados por un sueco de no#bre tterber* especialista en a*rono#+a y posterior#ente rede'inidos por $asa*rande para 'ines de #ec%nica de suelos de la #anera que 0oy se conocen1 5os li#ites e.istentes son7 li#ite l+quido li#ite pl%stico l+#ite de contracción1
Plasticidad de los suelos 5a plasticidad es la propiedad que e.presa la #a*nitud de las 'uerzas de las pel+culas de a*ua dentro del suelo ya que stas per#iten que el suelo sea #oldeado sin ro#perse 0asta un deter#inado punto1 @s el e'ecto resultante de una presión y una de'or#ación1 5a #a*nitud de la de'or#ación que puede soportar un suelo con un deter#inado contenido de 0u#edad est% dada por la distancia que las part+culas pueden #overse sin perder su co0esión1 5a presión que se requiere para producir una de'or#ación espec+'ica es un +ndice de la #a*nitud de las 'uerzas de co0esión que #antienen las part+culas juntas1 @stas 'uerzas var+an con el espesor de las pel+culas de a*ua entre part+culas1 =uesto que la de'or#ación total que puede ser producida var+a con el ta#a
4
?i*ura 1 Teor+a de la =el+cula de *ua1 5as part+culas de un suelo se recubren por una pel+cula de a*ua adsorbida cuando el porcentaje de 0u#edad en el siste#a au#enta :ver 'i*ura 2;1 5a 'uerza de ad0esión del a*ua sobre la super'icie de la part+cula var+a con el tipo de coloide1
?i*ura 21 Tipos de *ua en el 8uelo1 $uando el contenido de 0u#edad es su'iciente para alcanzar el l+#ite in'erior de plasticidad las part+culas se orientan cuando se les aplica una presión :ver 'i*uras y 2;1 5a tensión de estas pel+culas de a*ua adsorbidas #antiene juntas las part+culas adyacentes1
Consistencia del suelo
5
5a consistencia es el *rado de co0esión que tiene las part+culas de los suelos arcilloso estos pueden tener di'erentes *rados de co0esión dependiendo de la cantidad de a*ua que conten*an esto da lu*ar a los estados de consistencia
Estados de Consistencia
6
@l ca#bio de consistencia es *radual para satis'acer los requeri#ientos de un siste#a de clasi'icación est%ndar 'ue necesario establecer l+#ites arbitrarios entre los di'erentes estados estos se deno#inan l+#ites de tterber*1
Determinación del límite liquido
7
AASHTO To8!"2# Standard Met$od o% Test %or &eter'inin( t$e )i*uid )i'it o% Soi+s, ASTM &423!66-.82/# Met$od o% Test %or )i*uid )i'it o% Soi+s,
Límite liquido @ste l+#ite est% de'inido co#o el contenido de 0u#edad en el cual una #asa de suelo se encuentra entre el estado pl%stico para pasar a un estado l+quido o se#il+quido en donde el suelo to#a las propiedades y apariencias de una suspensión1 =uesto que no e.iste una separación #uy clara entre los estados de consistencia l+quido1 =l%stico y se#isólido se 0a ideado el procedi#iento est%ndar para la deter#inación de este l+#ite el cual se deno#ina #todo #ec%nico el que ideo rt0ur $asa*rande y ta#bin 'ue deno#inado $opa de $asa*rande1
!todo de curva de "ujo $onsiste en deter#inar la 0u#edad que se encuentra en el #aterial co#parando cuatro distintos n#eros de *olpes dentro del ran*o aceptado por eje#plo , 22 29 34 *olpes1 =ara realizar una *r%'ica que represente el n#ero de *oles contra 0u#edad y con ello interpolar el porcentaje de 0u#ead a los 2( *olpes1
!todo Ecuación de Lambe
8
$onsiste en utilizar un nico dato que se encuentre contenido en un ran*o de ( a 3( *olpes para deter#inar el valor del l+#ite l+quido1
Determinación del limite pl#stico
AASHTO To"!""# Standard Met$od o% Test %or &eter'inin( t$e 0+astic )i'it and 0+asticit1 o% Soi+s, ASTM &424!54 -.82/# Standard Met$od o% Test %or 0+astic )i'it,
@l li#ite pl%stico est% de'inido co#o el contenido de 0u#edad en la cual una #asa de suelo se encuentra entre el estado se#isólido y el estado pl%stico en el estado se#isólido el suelo tiene una apariencia de un sólido pero aun dis#inuye de volu#en al estar sujeto a secado y en el estado pl%stico el suelo se co#porta pl%stica#ente1
8e de'ine ta#bin co#o el contenido de 0u#edad del suelo al cual un cilindro se ro#pe o se a*rieta cuando se enrolla a un di%#etro apro.i#ada#ente de A" de pul*ada al rodarse con la pal#a de la #ano sobre una super'icie1
&escrición de+ nsa1o 1 *uio ti+iado Determinación de Limite Líquido Equipo $tili%ado •
$opa de $asa*rande :8TM D43"; copa es'rica con un radio interior de (4 ## espesor de 2 ## y peso de 2!!12! * incluyendo el tacón los cu%les *iran en torno a un eje 'ijo unido a la base1
•
Banurador co#binación de acanalador y calibreC con borde contrario al acanalador de c#1
•
Ta#iz 6o1 4!
•
$azuela de porcelana y apisonador
•
Becipientes para #uestra de contenido de 0u#edad1
•
)alanza con precisión de !1! *1
•
@sp%tula con 0oja 'le.ible de apro.i#ada#ente /( ## de lar*o y 2! ## de anc0o1
•
=robeta con una capacidad de 2( c#E1
•
orno capaz de #antener te#peratura constante de !( F$1
."
Descripción del Ensa&o 1 8e ta#iza el suelo seco por el ta#iz G4! apro.i#ada#ente 3!! *r el cual ser% necesario para el ensayo1
21 8e a*re*a una cantidad de a*ua controlada a la #uestra ta#izada para darle consistencia al suelo1
..
31 8e deja un tie#po para que la 'ase liquida y sólida se #ezcle 0o#o*nea#ente1 =ara suelos de alta plasticidad #ayor o i*ual a 24 0oras suelos de plasticidad #edia #ayor o i*ual a 2 0oras suelos de baja plasticidad #ayor o i*ual a 0ora1
41 5ue*o se coloca apro.i#ada#ente entre (! y /! *ra#os de #uestra en la copa y e.tendiendo la #is#a con la esp%tula1
.2
(1 continuación se nivela la pasta de suelo con la esp%tula 0asta alcanzar 1! c# de pro'undidad en el centro de la copa1
6, sando e+ ranurador searar +a 'ec+a deositada en +a coa de +a 'a*uina en dos 'itades se(n e+ eje de si'etra de +a coa *uedando una ranura de .," c' a +o +ar(o de .3 '' aro9i'ada'ente
.3
Hista a corte del #aterial ranurado
7, Se rocede a (irar +a 'anive+a de +a ':*uina ara a+icar (o+es de .," c' de cada +ibre a+ 'ateria+ $asta *ue este su%ra un cierre de .," c' en +a arte de+ centro,
8, + n'ero acetab+es de (o+es est: en e+ ran(o de .5 a 25,
.4
, &e +a 'uestra ensa1ada se to'a cada 'itad ara deter'inar su $u'edad,
Determinación del Limite Plástico .5
Equipo $tili%ado
•
•
Plato de evaporación de porcelana, con un diámetro de aproximadamente 120 mm. Espátula con una hoja flexible de aproximadamente 7 mm de lar!o " 20 mm de ancho.
•
Placa de vidrio esmerilado de 20x20 cm, aproximadamente.
•
#a$uela para secado.
•
%ecipientes para muestra de contenido de humedad.
•
&alan$a con precisión de 0.01 !.
•
Probeta con una capacidad de 2 cm'.
•
(orno capa$ de mantener temperatura constante de 110 )#.
•
Patrón de comparación, alambre o plástico de * mm.
•
+ami$ o. -0.
Descripción del Ensa&o
.6
., Se ta'ia e+ 'ateria+ 1 se $o'o(enia +a $u'edad de +a 'uestra de+ 'is'o 'odo *ue se rea+ia ara e+ ensa1o e+ +i'ite +*uido,
2, Se 'o+dean +os ci+indros de .;8< -3''/ a 'ano o con +a +aca esecia+,
3, + ensa1o se detiene cuando e+ ci+indro e'iea a resentar %racturas (rietas o des'enua'iento de+ 'is'o,
.7
4, Se co+ocan de .5 a 2" ci+indros en cada tarro ara ser introducidos durante 24 $oras a+ $orno con +a =na+idad de conocer +a $u'edad de+ 'ateria+
Me'oria de >:+cu+os .8
&rupo 6o1
3 Universidad de San Carlos de Guatemala
Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Civil Área: Materiales de Construcción Laboratorio de Mecánica de Suelos Ensao de !umedad "lasticidad
Interesado In*1 O#ar Medrano Operador ulio rrollo =royecto =ractica 2 ?ec0a 2 de Marzo 2!/ 5u*ar >niversidad 8an $arlos de &uate#ala Jona 2 $iudad &uate#ala Descripción del #aterial 5i#ite 5iquido y 5i#ite =l%stico
Ensao
LIMI#E LI$UI%& LL
&olpes
2!
22
Tarro
@-
@-(
M-
8-2
=)
,"1(( *
,41// *
("14, *
3912! *
=)8
,14( *
("13 *
(1/9 *
341,/ *
.
LIMI#E "L'S#IC& L" 6o plica
321!! * Tara
441", *
21(9 *
421,2 * 41(3 *
Di'erencia
/1! *
,1,4 *
,1,/ *
=68
,1(9 *
(1( *
91/9 *
31!" *
u#edad
421"!K
331/! K
341,3 K
=ro#edio
421"K
L 41"" 421" K
Calculos de la tabla
%IFE(E)CI':
=8) :=eso 8eco )ruto; -
De tarro @-7 PBH − PBS =68.55− 61.45
PBH − PBS =7.1 g De tarro @-(7
PBH − PBS =64.77 −58.13 PBH − PBS =6.64 g
")S :=eso 6eto 8eco;7 De Tarro @-
PBS−TARA =61.45 −44.86 PBH −TARA =16.59 g
De Tarro @-( PBS−TARA =58.13 −42.62
PBH −TARA =15.51 g
2"
=) :=eso 8eco #edo;
Limite LI$UI%& !UME%'%: H =
Diferencia ∗100 PNS
De tarro @-
H =
7.1 16.59
∗100= 42.80
De tarro @-(
H =
6.64 15.51
∗100= 42.81
* "ara cada Muestra7 K =
( ) N
0.125
25
∗ Humedad
K =
): +, Gol-es
( ) 20
0.125
25
∗ 42.80= 41.62
): ++ Gol-es K =
( ) 22 25
0.125
∗42.81=42.13
41.62 + 42.13
"romedio de LL:
2.
2
= 41.88
Inter-olación 22 −20 22 −25
=
42.13 −41.62 42.13− x
N 4219
Limite "L'S#IC&
LP=
PNH − PNS ∗100 PNS
LP1=¿
LP =
26.46−19.79 19.79
∗100=33.70
LP 2=¿
LP =
22
17.61−13.08 13.08
∗100 =34.63
K
33.7 + 34.63
"romedio de L":
2
=34.17
I)%ICE %E "L'S#ICI%'% IP= ¿− LP =41.88 −34.17=7.71
>:+cu+os 1 ?r:=cas >:+cu+os Indice de plasticidad /1/
5i#ite pl%stico 341/
5i#ite liquido 41""
23
Gráfica No.1 CURVA DE FLUJO .2 ." 8
HM&A& >O@T@I&A
6 4 2 "
2
27
25
23
2.
.
.7
.5
@o, & ?O)0S
>onc+usiones 1. a plasticidad de un suelo depende de/ lmite de luido 3, lmite plástico P3 " el ndice de plasticidad, relacionando el contenido de humedad contenido " la cantidad de resistencia a corte del suelo. a determinación del lmite luido, se encuentra en los ensa"os 445(+6 +08902 " 45+: ;-2*9<< 1823.
Este m=todo define el contenido de humedad, con el
m=todo mecánico ue ideo #asa!rande, con ello se define la resistencia al corte del suelo, determinando el contenido de humedad consistencia depende de los lmites de atterber!. El ran!o aceptable de !olpes para ue
24
el contenido de humedad sea aceptable es de 1 9* !olpes. #on los datos obtenidos se lle!ó
a 20
" 22 !olpes con la ecuación de lamber, se
interpola a 2 !olpes la relación lineal determina la curva de flujo. :ientras más cercano a 2 !olpes se obtiene ma"or confiabilidad extrapolando los datos experimentales se obtiene una humedad de -2. > 2. #on la tendencia " la interpolación de la !ráfica curva de flujo se obtiene una humedad de -2. de humedad contenida en la muestra esto indica ue humedades mu" altas, el comportamiento de la pasta está cercano al de un luido viscoso. El lmite plástico se determina con los m=todos definidos en las ormas/ 445(+6 +080900 " 45+: ;-2-9- 1823. ;emuestra el contenido de humedad en la cual la masa del suelo se encuentra entre el estado semisólido " el estado plástico. Esta prueba depende la manipulación del operador " la definición de a!rietamiento del cilindro hecho de la muestra de suelo. El ran!o de tolerancia de 0.1 a 0.2 > ue es la diferencia de las corridas siendo de *.1, no apto para el ran!o, determinando un lmite de plasticidad de
34.17
> indicando una
plasticidad media.
*. El ndice de plasticidad ?P3, es la diferencia entre el lmite luido " el plástico. %epresentando la variación de humedad ue puede tener un suelo ue se conserva en estado plástico. 4mbos lmites dependen de la calidad de tipo de arcilla presente en la muestra, siendo el ndice de plasticidad dependiente de la cantidad de arcilla. El resultado de la muestra de suelo dio
7.71
se!@n la clasificación de la tabla hecha por 4tterber! se
encuentra entre 7 A?P A17 el suelo es medianamente plástico. -. a determinación de la muestra de suelo permite observar el porcentaje de suelo ue se obtiene en los tamices 2B, CB, D-, D10, D-0 " D200, siendo
25
estos de aberturas 0, 18, -.70, 2.000, 0.-2 " 0.0073 mm dependiendo del porcentaje de arena ue pasa se determina la curvatura " uniformidad del suelo. El m=todo !ranulom=trico determina el tipo de suelo ue se encuentra en ma"or o menor porcentaje en la muestra. . 5e lle!ó a tener un porcentaje de !rava >, arena > " finos>. <. #on los resultados obtenidos del tami$ado " sedimentación se reali$a un !ráfico porcentaje de tami$ado vs diámetro mm3, forma curva de la distribución vara en un ran!o amplio o estrecho. a curca puede ser, suelo bien !raduado " de !rano !rueso, mal !raduado " poco uniforme " suelo arcilloso, se!@n la !ráfica de muestra es un suelo arcilloso " limoso finos3. #omo es un suelo fino " no contiene !rava es difcil obtener una uniformidad " curvatura.
Bib+io(ra%a 1 u%rez )adillo @1 y Bico Bodr+*uez 1 Mecánica de Se!os1 3ra1 @d1 M.ico 5i#usa1 2!!1 21 )oles 1 Mana! de La"ora#orio de Se!os en !a $n%enier&a Ci'i!. Mc1 &ra-ill 5atinoa#ericana1 2!!21 31 i#nez Marta 5iliana1 E'a!aci(n de !as )ro)iedades mecánicas de se!os de %rano fino es#a"i!i*ados con ca! 1 ?acultad de In*enier+a >niversidad de 8an $arlos de &uate#ala1 2!! 41 =orie P1 Soi! Mec+anics, Conce)#s - A))!ica#ions. 2da1 @d1 8pon =ress 2!!41
26
(1 &ood#an B1 @1 En%ineerin% Geo!o% : Roc/ in En%ineerin% Cons#rc#ion 1 Piley 9931 ,1 &ood#an B1 @1 $n#rodc#ion #o Roc/ Mec+anics 1 2da @d1 Piley 9"91 /1 8anta#arina 1 $1 L1 1 Llein 1 ?1 Mo0eb1 Soi!s and 0a'es : ar#ic!a#e Ma#eria!s 2e+a'ior, C+arac#eri*a#ion and rocess Moni#orin%. o0n Piley Q 8ons 2!!1
Ane9os
27
28
2
