nº3 LIMITES DE ATTERBERG.pdf

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA CIVIL INSTITUTO DE ENSAYO DE MATERIALES “ING. HUGO MANSILLA ROMERO”

LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS I LABORATORIO nº 3 LIMITES DE ATTERBERG

Docente: Ing. Hernan Flores Auxiliar. Egr. Cristian Alcocer

1 Univ. Guido Vladimir Mamani Mamani




LÍMITES DE CONSISTENCIA DEL SUELO (LÍMITES DE ATTERBERG) NORMAS:

Limite Líquido: Limite Plástico

ASTM D423-66 AASHTO T89-68 ASTM D424-59 AASHTO T90-70

1.- INTRODUCCION. Para la clasificación de los suelos finos, se realizan los Límites de Atterberg. El nombre de estos se deben al científico sueco Albert Mauritz Atterberg (1846 – 1916). Con ellos, es posible clasificar el suelo en la clasificación Unificada de suelos. El Profesor Arthur Casagrande (1902 – 1981) realizo una gran cantidad de investigaciones tendientes a la normalización de estos ensayos. Los límites de Atterberg o límites de consistencia se basan en el concepto de que los suelos finos, presentes en la naturaleza, pueden encontrarse en diferentes estados, dependiendo del contenido de agua. Así un suelo se puede encontrar en un estado sólido, semisólido, plástico, semilíquido y líquido.La arcilla, por ejemplo al agregarle agua, pasa gradualmente del estado sólido al estado plástico y finalmente al estado líquido. Los limites líquido y plástico son solo 2 de los 5 “límites” propuestos por Atterberg, estos límites son: Límite de cohesión.Es el contenido de humedad con el cual las boronas de suelo son capaces de pegarse una a otras. Los límites de Atterberg o límites de consistencia.Se utilizan para caracterizar el comportamiento de los suelos finos. El nombre de estos es debido al científico sueco Albert Mauritz Atterberg. (1846-1916). Los límites se basan en el concepto de que en un suelo de grano fino solo pueden existir 4 estados de consistencia según su humedad. Así, un suelo se encuentra en estado sólido, cuando está seco. Al agregársele agua poco a poco va pasando sucesivamente a los estados de semisólido, plástico, y finalmente líquido. Los contenidos de humedad en los puntos de transición de un estado al otro son los denominados límites de Atterberg. Los ensayos se realizan en el laboratorio y miden la cohesión del terreno y su contenido de humedad, para ello se forman pequeños cilindros de 3mm de espesor con el suelo. Siguiendo estos procedimientos se definen tres límites: 2 Univ. Guido Vladimir Mamani Mamani




Límite líquido.Cuando el suelo pasa de un estado semilíquido a un estado plástico y puede moldearse. Para la determinación de este límite se utiliza la cuchara de Casagrande. Para situar el material en el limite liquido, en la copa de Casagrande, la porción del material que pasa por la malla numero 40 con esa humedad debe cerrar intimidante, a lo largo de 1 cm, una abertura realizada con una pequeña herramienta especial denominada ranurador, al proporcionar 25 golpes sobre la base del aparato. Límite plástico.Cuando el suelo pasa de un estado plástico a un estado semisólido y se rompe. Se elaboran rollitos de material para que este llegue al límite plástico. Inicialmente, en el límite líquido estos rollitos se rolan por medio de un vidrio pequeño, levantado a 3 mm con alambre, sobre otro vidrio base de mayores dimensiones. Se dice que el material esta en el limite plástico cuando los rollitos empiezan a agrietarse, lo cual queda a juicio del laboratorista, por lo que tiene una amplia variabilidad que influye en la obtención del índice plástico. Límite de retracción o contracción: Cuando el suelo pasa de un estado semisólido a un estado sólido y deja de contraerse al perder humedad. El límite de contracción es el contenido de humedad por el cual cesa toda reducción del volumen de un suelo por disminución de su humedad por mucho que continué la evaporación. Relacionados con estos límites, se definen los siguientes índices: Índice de plasticidad: Ip ó IP = wl - wp Índice de fluidez: If = Pendiente de la curva de fluidez Índice de tenacidad: It = Ip/If Índice de liquidez (IL ó IL), también conocida como Relación humedad-plasticidad (B): IL = (Wn - Wp) / (Wl-Wp) (Wn = humedad natural)

El limite plástico (LP) es la humedad correspondiente al limite entre el estado plástico y el semisólido; a l a diferencia entre el limite liquido y plástico se le denomina índice plástico (LP). Hay otros limites, como el de contracción o el equivalente de humedad de campo, que se san con menos frecuencia.





2.- OBJETIVOS.  Determinar los limites de consistencia de una muestra de suelo por medio de una serie de mediciones y procedimientos normalizados  Conocer la importancia de la determinación de los limites de atterberg y su aplicación dentro del campo de la ingeniería  Ver el proceimiento necesario para la calsificacion de los suelos tomando los limites de concistencia del mismo.  Analizar y discutir los resultados obtenidos para la clasificacion de nuestra muestra de suelo. .

3.- EQUIPO. - aparato de limite de Casagrande - tamiz Nº 40 - mortero - horno de secado - ranurador ASTM - balanza Adjuntamos fotografias en la prte de ANEXOS 4.- PROCEDIMIENTO. Limite líquido. a) Colocar una porción del material que ha pasado el tamiz No. 200 de la muestra total en el aparato de Casagrande , esta porción debe presentar cierta humedad, presionarla hacia abajo y dispersarla dentro la copa hasta una profundidad de aproximadamente 10 mm en su parte mas profunda, disminuyendo gradualmente esta profundidad para formar una superficie horizontal. b) Con el ranurador, formar una ranura en la muestra dentro del aparato de Casagrande. Al utilizar la herramienta ranuradora se debe tener cuidado en que esta permanezca perpendicular a la superficie de la copa en el momento de l corte. c) Levantar y dejar caer la copa girando la manivela del aparato a una velocidad de 1.9 a 2.1 caídas por segundo, hasta que las dos mitades de la muestra entren en contacto en una distancia de 13 mm. d) Registrar el número de golpes necesarios para cerrar la ranura, luego retirar la muestra del aparato y reunirla con la muestra total. e) el limite liquido será la humedad necesaria que posea la muestra de suelo como para cerrar la ranura con 25 golpes, como esto no será posible determinarlo en un solo intento se debe realizar el ensayo varias veces hasta obtener datos en los cuales se cierre la ranura con mas y menos de 25 golpes. 4 Univ. Guido Vladimir Mamani Mamani




Limite Plástico. a) Seleccionar aproximadamente 20 gramos de la muestra preparada para el límite líquido. Reducir el contenido de humedad hasta una consistencia en la cual esta pueda enrollar si adherirse en la mano. b) Enrollar la muestra con la mano y la placa de vidrio a la forma de un hilo o cilindro de diámetro aproximado a 3.2 mm. c) Una vez enrolada la muestra de suelo se la desmenuza en pequeñas partes. d) Juntar las partes desmenuzadas y colocarlas en un recipiente previamente pesado. Tapar inmediatamente el recipiente. e) Seleccionar otra muestra y repetir los pasos anteriores hasta que el contenedor tenga aproximadamente 6 gramos de suelo. f)

Determinar el contenido de humedad de cada una de las muestra:

5.- CALCULOS. Recopilación de datos.

LÍMITE LÍQUIDO (LL) CÁPSULA:

# 27

# 48

# 47

N [Golpes] =

33,00

15,00

11,00

Peso Suelo Húmedo y Capsula:

Psh+c [g] =

52,48

49,46

52,18

Peso Suelo Seco y Cápsula:

Pss+c [g] =

44,50

40,98

42,88

Pa [g] =

7,98

8,48

9,30

Pc [g] =

14,91

12,78

12,96

Pss [g] =

29,59

28,20

29,92

Porcentaje de Humedad: %h =(Pa / Pss)*100 ; %h [%] =

26,97

30,07

31,08

Número de Golpes:

Peso del Agua: Pa = Psh+c - Pss+c ; Peso de la Cápsula: Peso del Suelo Seco: Pss = Pss+c - Pc ;

Promedio del Porcentaje de Humedad: Desviación Estandar:

%h PROM [%] =

29,37

Desv. Est. =

2,14





LÍMITE PLÁSTICO (LP) CÁPSULA Nº: Peso Suelo Húmedo y Capsula:

Psh+c [g] =


Pss+c [g] =

Peso del Agua: Pa = Psh+c - Pss+c ; Peso de la Cápsula:

32

NP

NP

12,65

12,65

Pa [g] = Pc [g] =

Peso del Suelo Seco: Pss = Pss+c - Pc ;

35 x

Pss [g] =

Porcentaje de Humedad: %h =(Pa / Pss)*100 ; %h [%] = Promedio del Porcentaje de Humedad:

Limite Plástico: LP =

%h PROM [%] =

NP

Para N =

[Golpes].

Calculo del Límite Líquido analíticamente: MUESTRA 1 Datos

Cálculos: Peso de agua: Peso dl suelo seco:





De la misma forma para las demas muestras. Obteniendo los siguientes resultados

TABLA RESUMEN muestra

1 26.97

2 30.07

3 31.08

CURVA DE ESCURRIMIENTO

Porcentaje de humedad [%]

35,000 Curva de Escurrimiento

34,000 Curva de Escurrimiento Corregida

33,000

32,000 11 ; 31,150

11 ; 31,083 15 ; 29,977

31,000

30,000

15 ; 30,071 29,000

28,000 10

100

Nº de Golpes

Directamente realizando la regresion lineal en nuestra grafica obtenemos el limite liquido para N=25 golpes LL=28.1 (para N=25 golpes) En el caso del calculo del Limite Plastico. La muestra ensayada es NO Plastica porlo tanto tenemos: Índice de Plasticidad.





Ademas es necesario calcular los siguientes valores: CÁPSULA:

# 27

# 48

# 47

33

15

11

Número de Golpes:

N [Golpes] =

Logaritmo del Número de Golpes:

Log (N) =

1,519

1,176

1,041

Porcentaje de Humedad:

%h [%] =

26,969

30,071

31,083

Porcentaje de Humedad Corregida:

%hc = [Id * Log(N)] ± C ; %hc [%] =

26,995

29,977

31,150

Índice de deformación (Pendiente) :

Id =

-8,709

Log (N) Prom. = 1,245 %h Prom. = 29,374 C = %h Prom - [Log(N) Prom. * Id] = 40,219

Aplicando las formulas se tiene:

limite liquido: 27,99 28,20 28,09 LL= 28,10 % Que coincide con lo obtenido de la grafica No podemos calcular el Indice liquido debido a que no tenemos el índice plastico

UNIVERSIDAD MAYO ANDRÉS FACULTAD DE ING INGENIERÍA C

PLANILLA DE CALCULOS LIMITES DE CONSISTENCIA DEL SUELO

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA CIVIL INSTITUTO DE ENSAYO DE MATERIALES “ING. HUGO MANSILLA ROMERO” LABORATORIO DE SUELOS CIV-219

LIMITE LIQUIDO (L.L.)

INSTITUTO DE ENS MATERIALE "ING. HUGO MANSILLA

LABORATORIO DE ME SUELOS CIV 219 L

LIMITES DE ATTERBERG

CLIENTE: UMSA PROCEDENCIA: PATIO DEL MONOBLOK PROFUNDIDAD: 0.0m PROYECTO: ACADEMICO

(AASHTO T 89-81)

ANÁLISIS GRANULOMÉ Determinación de humedades: Natural OPERADOR: TEC. RENE RAMOS Peso seco húmedo y cápsula (P1) [g]: 518,26 CALCULISTA: UNIV. MAMANI Peso suelo seco y cápsula (P2) [g]: 460,41 MAMANI Peso GUIDO VLADIMIR del agua (Pw=P1-P2) [g]: 57,85 TIPO DE MUESTRA: Peso de INALTERADA la cápsula (Pc) [g]: 97,71 Peso seco = P2 - Pc) [g]: 362,70 FECHA DE suelo ENSAYO : (Ps /08/2012 Porcentaje de humedad [%]: 15,95 %H = (Pw/Ps)*100

ANÁLISIS GRANULOMÉTRIC Tamiz

Univ. Guido Vladimir Mamani Mamani

2" 1 1/2" 1" 3/4"

8

Abertura [mm] 50,80 38,10 25,40 19,10




LÍMITE LÍQUIDO (LL)

# 27

# 48

# 47

N [Golpes] =

33,00

15,00

11,00

Peso Suelo Húmedo y Capsula:

Psh+c [g] =

52,48

49,46

52,18


Pss+c [g] =

44,50

40,98

42,88

Pa [g] =

7,98

8,48

9,30

Pc [g] =

14,91

12,78

12,96

Pss [g] =

29,59

28,20

29,92

Porcentaje de Humedad: %h =(Pa / Pss)*100 ; %h [%] =

26,97

30,07

31,08

CÁPSULA:

Número de Golpes:

Peso del Agua: Pa = Psh+c - Pss+c ; Peso de la Cápsula: Peso del Suelo Seco: Pss = Pss+c - Pc ; Promedio del Porcentaje de Humedad:

%h PROM [%] =

29,37

Desv. Est. =

2,14

Desviación Estandar:

L.L. L.P. I.P.

28.1 NP NP

LÍMITE PLÁSTICO (LP) CÁPSULA Nº: Peso Suelo Húmedo y Capsula:

Psh+c [g] =


Pss+c [g] =

Peso del Agua: Pa = Psh+c - Pss+c ; Peso de la Cápsula:

32

NP

NP

12,65

12,65

Pa [g] = Pc [g] =

Peso del Suelo Seco: Pss = Pss+c - Pc ;

35 x

Pss [g] =

Porcentaje de Humedad: %h =(Pa / Pss)*100 ; %h [%] = Promedio del Porcentaje de Humedad:

%h PROM [%] =

Limite Plástico: LP =

Para N = 25 [Golpes].





6.- CONCLUSIONES  Era parte de los objetivos de este ensayo la determinación de los limites de consistencia y clasificación de la muestra ensayada, nuestra muestra de suelo carecía de plasticidad por ello en el cálculo de Limite Plástico la muestra húmedo no se enrollaba en pequeños cilindros (estos realizados manualmente por el Técnico). Por eso el Limite Plástico se considera como NP ( no plástico) por lo que ya no se pudo calcular el índice de plasticidad que era otro objetivo mas del ensayo.  En cuanto al LL (limite liquido) se obtuvieron dos calores probables, la primera realizando la regresión en la grafica %h

VS

Nº de Golpes y encontrando el valor correspondiente de el

porcentaje de humedad para 25 golpes que es lo que indica la norma, proyectando esa recta en la grafica nos dio como resultado LL=28.1, es un valor lógico y está dentro de lo normal; otra forma de determinar el LL (limite liquido) es analíticamente utilizando las ecuaciones ya establecidas anteriormente, con todo ese procedimiento de cálculo el resultado nos dio LL=28.1% y es el mismo obtenido de la grafica, por lo que podemos dar por aceptada esta parte del ensayo  Al momento de recoger los pesos de nuestra muestras secas 24 Hrs después del ensayo pudimos corroborar que nuestra muestra quizá debió permanecer en el horno por mas tiempo pudiendo esto afectar de alguna manera a los resultados del presente ensayo.  El suelo podemos calcificarlo de la siguiente forma:

Si %h > LL %h < LP %h = LL

IL>1 IL<1 IL=1

Pasta viscosa Solido Liquido

En nuestro caso

Entonces:

LL>%h

Además no pudimos calcular el índice de plasticidad por lo que es complicado dar una clasificación certera de nuestro tipo de suelo según limites de consistencia 10 Univ. Guido Vladimir Mamani Mamani




 Según la norma UNIFICADO podemos ver clasificar a nuestro suelo de la siguiente manera.





7.- BIBLIOGRAFIA Victor Bermejo, Luis Pacosillo/

LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS I

8.- ANEXOS

Equipos : Balanza de 0.01g de presicion para muestras de peso 200 g. Y de 0.1 g. para muestras mas de 200 g. de peso.

Horno de secado capaz de mantener una temperatura uniforme de

- tamiz Nº 40

110 5 C

aparato de limite de Casagrande


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