INSTITUTO TECNOLÓGICO DE OAXACA
INGENIERÍA CIVIL Laboratorio De Ingeniería Civil Mecánica de Suelos
Límites de consistencia Alumno: Carlos Enrique Yescas González. Catedrático: Ing. Castellanos Hernández Gladis Auxiliar De Laboratorio: Hipólito Antonio Santiago Pérez Grupo: IC-C
Semestre: 4°
Horario de práctica: 13:00
–
15:00
Fecha de realización de práctica: 25/03/2015
Carlos E. Yescas González
Introducción Los tres estados de la materia que se identifican son: el sólido, el líquido y el gaseoso. El estado sólido se identifica por su impenetrabilidad, el líquido y el gaseoso se reconocen porque son estados fluidos. Sin embargo, existe un cuarto estado de consistencia según su humedad, conocido como estado plástico, caracterizado porque a la materia se le puede dar la forma que uno quiera, esto es que puede ser moldeada; ésta es la consistencia que adquiere la masa para hacer pasteles cuando el panadero la trabaja. En los suelos para lograr ese estado es necesario hacer un “remoldeo” del suelo con espátulas y agregarle o quitarle agua hasta lograr la consistencia plástica; de hecho existe un rango de humedades para las cuales el suelo se comporta plásticamente. Incluso se puede hablar de estado intermedios de la materia tales como el semisólido o el semilíquido dependiendo del contenido de agua del suelo remoldeado.
Por lo que los distintos estados de la materia son: 1.- Estado líquido: es el que presentan los suelos cuando manifiestan las propiedades de una
suspensión. 2.- Estado semilíquido: cuando los suelos tienen el comportamiento de un fluido viscoso. 3.- Estado plástico: en el cual los suelos presentan las propiedades de plasticidad mencionadas
anteriormente. 4.- Estado semisólido: en el que la apariencia de los suelos es de un sólido; sin embargo, al secarse
disminuye su volumen. 5.- Estado sólido : en el que el volumen de los sólidos no varía aun cuando se le someta a secado.
Las fronteras entre los estados de consistencia mencionados anteriormente, fueron establecidas por Atterberg bajo el nombre general de límites de consistencia, los cuales se describen a continuación. 1.- LL Límite Líquido: frontera superior entre el estado plástico y el semilíquido. 2.- LP Límite Plástico: frontera inferior entre el estado plástico y el semisólido. 3.- LC Límite de contracción: frontera entre los estados semisólido y sólido
Limite líquido Para la determinación del límite liquido se emplea el procedimiento de Casa grade. Según el cual se define como límite liquido el contenido de agua de la fracción del suelo que pasa la malla No.40. Cual al ser colocada en la copa de Casagrande y efectuar en ella una ranura trapecial, los bordes inferiores de la misma se ponen en contacto en una longitud de 13mm. Después se golpea la copa 25 veces a velocidad de 2 golpes por segundo.
Carlos E. Yescas González
Limite plástico Se define como el mínimo contenido de agua de la fracción que pasa la malla No. 40 para que se pueda formar con este suelo cilindros de 3 mm de diámetro. Contracción lineal. Se define como la reducción en la mayor dimensión de un espécimen de formar prismática rectangular elaborado con la fracción de suelo que pasa la malla No. 40 cuando su humedad disminuye desde la correspondiente al límite liquido hasta la humedad del límite de contracción, expresada dicha reducción como un porcentaje de la longitud inicial del espécimen. -La propiedad del suelo de ser moldeado se llama plasticidad. Según el contenido de humedad, adopta una consistencia determinada -Los límites líquido y plástico se utilizan para clasificar e identificar los suelos. -El límite de contracción se aplica en varias áreas geográficas donde el suelo sufre grandes cambios de volumen entre el estado seco y el estado húmedo. -El límite líquido puede utilizarse para estimar asentamientos en problemas de consolidación.
Generalidades La plasticidad es una propiedad de las arcillas que les permite cambiar su forma sin agrietarse, cuando se les sujeta a una presión recuperando su forma cuando desaparece el esfuerzo aplicado. El límite líquido de un suelo se define como el estado de dicho suelo para el cual se consideró que existe una división entre las consistencias plásticas y semilíquida. El limite plástico es el estado en que se considera que existe una división entre consistencias plásticas y semisólidas de un suelo.
Objetivo Determinar el límite líquido, límite plástico y contracción lineal de una muestra de suelo que pase la malla núm. 40, es decir, material fino. Determinar la plasticidad de la porción de material que pasa la malla núm. 40 y que forma parte del suelo.
Carlos E. Yescas González
Materiales – Peso volumétrico -Balanza con capacidad de 311 gramos. -Copa de casagrande -Capsulas de porcelana -Vidrio de reloj -Espátula -Ranurador trapezoidal curvo -Vidrio cinchado -Gotero -Base de vidrio -Recipiente de aluminio -Parrilla -Placa de vidrio -Balanza -Muestra de suelo que pase la malla núm. 40.
Figura 1. Material a ocupar en la práctica.
Procedimiento A la muestra de material, todo lo que haya pasado la malla núm. 40, se le agregó agua para obtener la mezcla a ocupar en la práctica. La mezcla se mantuvo toda la practica en una capsula de porcelana (Figura 2).
Figura 3. Mezcla en la copa de
Una vez calculada la Figura 2. Mezcla de material a cantidad de agua para una ocupar. consistencia moderada, se vacío cierta cantidad de muestra en la copa de Casagrande hasta tener la altura que igualara al ancho del ranurador. Después, se ranura la muestra de la copa, observando que la punta del ranurador se mantuviera a ras de la superficie y lo más centrado posible de los costados para obtener dos partes iguales separadas por la ranura (Figura 3).
Casagrande.
Posteriormente, se utilizó la copa de Casagrande para darle a la copa 25 golpes, con una constante de dos veces por segundo. Terminados los golpeteos, se observa el material que volvió a juntarse (Figura 4). Si la longitud es de 13 mm quiere decir que nuestra muestra tiene una humedad adecuada. Si el material se une en más/menos de 13 mm quiere decir que la muestra sobrepasa o está por debajo de la humedad requerida. Figura 4. Comprobación de unión de la mezcla tras el uso de la copa de Casagrande.
Carlos E. Yescas González
Después de haber obtenido una muestra con humedad óptima, se toma con ayuda de la espátula, una pequeña parte de la muestra que se encuentra en la ranura de la copa, para luego ser depositada en el vidrio de reloj y determinar su contenido de agua (Figura 5). Esto Figura 5. Muestra de la mezcla en se determina pesando la muestra, un vidrio de reloj para ser pesada. para después someterla a secado con la parrilla (Figura 6) y volver a pesar. Obteniendo así los datos necesarios para calcular el peso del material seco y el contenido de agua, para finalmente calcular el límite líquido.
Figura 6. Muestra, cilindros y muestra moldeada en la parrilla para su secado.
Para la realización de esta prueba se tomó una pequeña porción del material de la capsula de porcelana y se elaboraron cilindros muy delgados, que posteriormente se colocaron en la placa de vidrio y fueron aplastados para obtener un diámetro no mayor a 5 mm. Elaborados los cilindros, se colocaron en la placa de vidrio para que al utilizar el vidrio cinchado le diera el diámetro adecuado para la prueba. Obtenido el espesor optimo, los cilindros fueron cortados en tiras cortas para obtener cilindros pequeños y hacer más fácil su manejo.
Figura 7. Cilindros de la mezcla en un vidrio de reloj para ser pesados.
Se colocaron los cilindros en el vidrio de reloj (Figura 7), se pesaron en la báscula y posteriormente se colocaron a secado en la parrilla (Figura 6) y con esto, determinar el contenido de humedad.
Para esta prueba se llenó un molde rectangular con la muestra (Figura 8). Se midió la longitud máxima que alcanza la muestra dentro del molde, para posteriormente trasladarlo a la parrilla a que se secara (Figura 6), una vez seco se desmolda, y se mide nuevamente para comprobar su contracción. Figura 8. Molde para prueba de contracción lineal.
Carlos E. Yescas González
Datos y Cálculos Datos Limite líquido Peso del vidrio de reloj: 23.1 g. Peso del vidrio + suelo: 36.24 g. Peso del suelo (húmedo): 13.14 g. Peso del vidrio + muestra (seco): 33.15 g. Peso del suelo (seco): 10.05 g. Limite plástico. Peso del vidrio de reloj: 23.1 g. Peso del vidrio + muestra: 25.07 g. Peso del suelo (húmedo): 1.97 g. Peso del vidrio + muestra: 24.7 g Peso del suelo (seco): 1.6 g.
Figura 9. Obtención de pesos de las muestras ara las ruebas de límite.
Cálculos Formula Límite líquido:
LL(%) =
Sustitución de datos:
LL (%)=
=
Formula Límite plástico:
LP(%) =
Sustitucion de datos: LP (%)=
=
IP: Índice plástico: LL – LP = 31 – 23 =
Carlos E. Yescas González
Conclusión Los límites de Atterberg o límites de consistencia se utilizan para caracterizar el comportamiento de los suelos finos, por lo que su estudio es de gran importante debido a que es relevante al poder determinar si un suelo tiende a ser plástico o líquido. Determinamos los límites plástico, líquido y de contracción, obteniendo un límite plástico de 23%, un límite líquido de 31% y un índice plástico de 8%. El límite de contracción, a pesar de que se obtuvieron los datos, no se calculó ya que el procedimiento dejo de ocuparse como método adecuado para el estudio. Con los datos obtenidos, se pueden evaluar ciertos aspectos del suelo. El límite líquido y límite plástico se utilizan para hacer una clasificación e identificación de los suelos. El límite líquido se puede utilizar para estimar, sobre todo, asentamientos en problemas de consolidación. El límite de contracción se aplica en varias áreas geográficas donde el suelo sufre grandes cambios de volumen entre el estado seco y el estado húmedo.
Bibliografía Prácticas de laboratorio de mecánica de suelos 7mo semestre.
https://es.scribd.com/doc/254987680/Practica-4-2 Manual de laboratorio de mecánica de suelos.
http://www.fic.umich.mx/fic/documentos/Manual%20de%20Mecanica%20de%20Suelos%20I%20%2 87o%20Semestre%29%20.pdf Taller básico de mecánica de suelos.
http://www.lms.uni.edu.pe/EXPOSICIONES/Limite%20liquido%20%20y%20plastico_ppt.pdf
Carlos E. Yescas González
