DEPARTAMENTO DE IRRIGACIÓNMECÁNICA DE SUELOS

Reporte de práctica 4:

Límites de ConsistenciaEQUIPO 6:

Esteva Jiménez Verónica.

Estevane Guzmán Francisco Javier.

García Rodríguez Antonio

Hernández González Tania

Huerta Ramírez José

.PROFESOR:

T.A. Alfonso Martínez Puebla

6° GRUPO A

CHAPINGO, MÉXICO. 8 de septiembre de 2015.

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO

I. INTRODUCCIÓN

En Mecánica de Suelos, puede definirse la plasticidad como la propiedad de una

material por la cual es capaz de soportar deformaciones rápidas, sin rebote elástico, sin

variación volumétrica apreciable y sin desmoronarse ni agrietarse. Ciertas

investigaciones han probado que la plasticidad de una suelo es debida al contenido de

partículas más finas de forma laminar. Los experimentos de Atterberg, Terzaghi y

Goldschmidt han revelado que la plasticidad del suelo se debe a la carga eléctrica de

las partículas laminares, que generan campos que actúan como condensadores

(Juárez et al, 2006).

Los suelos que cambiando su contenido de humedad si es necesario, adoptan una

consistencia característica, que desde épocas antiguas se ha llamado plástica, han

sido llamados arcillas, originalmente por las personas dedicadas a la cerámica; la

palabra plasticidad pasó a la Mecánica de Suelos con idéntico significado. La

plasticidad es en este sentido, una propiedad tan evidente que ha servido antaño para

clasificar suelos de forma puramente descriptiva. Pronto se ha reconocido una relación

específica entre la plasticidad y las propiedades fisicoquímicas determinantes del

comportamiento mecánico de las arcillas y a partir de este momento, la plasticidad se

convirtió en una propiedad ingenieril de interés científico estricto, dejando de ser una

cualidad puramente descriptiva (Juárez et Al, 2006).

Según su contenido de agua en orden decreciente, un suelo susceptible de ser plástico

puede estar en cualquiera de los siguientes estados de consistencia, definidor por

Atterberg:

1. Estado líquido, con las propiedades y apariencia de una suspensión.

2. Estado semilíquido, con las propiedades de un fluido viscoso.

3. Estado plástico, en que el suelo se comporta plásticamente.

4. Estado semisólido, en el que el suelo tiene la apariencia de un sólido pero aun

disminuye su volumen al estar sujeto a secado.

5. Estado sólido, en el que el volumen del suelo no varía con el secado.

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La frontera convencional entre lo semilíquido y plástico fue llamada por Atterberg límite

líquido, nombre que hoy se conserva, y fue definido en términos de una cierta técnica

de laboratorio. Por otra parte, la frontera convencional entre los estados plásticos y

semisólidos fue llamado por Atterberg límite plástico y definida también en términos de

una manipulación de laboratorio (Juárez et Al, 2006).

II. OBJETIVOS

Aprender el procedimiento para la obtención de los límites de plástico y líquido de un

suelo determinado los cuales son obtenidos con el fin de emplear estos valores para la

clasificación de la porción fina de suelos, a través del empleó de la carta de plasticidad.

III. REVISIÓN DE LITERATURA

Los experimentos realizados por Atterberg, Terzaghi y Goldschmidt han revelado que la

plasticidad de los suelos se deben a la carga eléctrica de las partículas laminares, que

general campos, que actúan como condensadores e influyen en las moléculas

bipolares del agua; en los suelos plásticos, el espesor de estas capas de agua sólida y

viscosa es grande, y su efecto en la interacción de las partículas del suelo determinan

su plasticidad. También se vio que las partículas equidimensionales, de pequeña

relación área a volumen y, por lo tanto, la escasa actividad eléctrica superficial, nunca

constituyen suelos plásticos, independientemente de su tamaño y otros factores, según

experimentos de Atterberg (Juárez et Al, 2006).

1. Principales límites de consistencia

Atterberg hizo ver que, en primer lugar, la plasticidad no era una propiedad permanente

de las arcillas sino circunstancial y dependiente de su contenido de agua. Una arcilla

muy seca puede tener la consistencia de un ladrillo, con plasticidad nula, y esa misma,

con un contenido de agua mayor, puede presentar las propiedades de un lodo

semilíquido o, inclusive, las puede una suspensión liquida. Entre ambos extremos,

existe un intervalo del contenido de agua en que la arcilla se comporta plásticamente.

En segundo lugar, Atterberg hizo ver que la plasticidad de un suelo exige, para ser

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expresada en forma conveniente, la utilización de dos parámetros en lugar de uno,

como hasta su época se había creído (Juárez et al, 2006).

a) Límite Líquido

Atterberg definió este límite en términos de una cierta técnica de laboratorio que

consistía en colocar el suelo remoldeado en su capsula, formando una ranura, la cual

se hace cerrar golpeando secamente la capsula contra una superficie dura; el suelo

tenía el contenido de agua correspondiente al límite líquido, cuando los bordes

inferiores de la ranura se tocaban, sin mezclarse, a cabo de cierto número de golpes

(Juárez & Rico, 2006).

b) Límite Plástico

La frontera convencional entre los estados plásticos y semisólidos fue llamada por

Atterberg límite plástico y definido en términos de una manipulación de laboratorio.

Atterberg rolaba un fragmento de suelo hasta convertirlo en un cilindro de espesor no

especificado; el agrietamiento y desmoronamiento era la frontera deseada. A esta

prueba se le puede señalar, al igual que a la prueba para determinar el límite líquido, el

inconveniente que se refiere a su realización en otros laboratorios diferentes a los de

Atterberg (Juárez & Rico, 2006).

Atterberg consideraba que la plasticidad del suelo quedaba determinada por el límite

líquido y por la cantidad máxima de una cierta arena, que podría ser agregada al suelo,

estando éste con el contenido de agua correspondiente al límite líquido, sin que

permitiera por completo su plasticidad. Además encontró que la diferencia entre los

valores de los límites de plasticidad, llamada Índice Plástico, se relacionaba fácilmente

con la cantidad de arena añadida, siendo de más fácil determinación, por lo que sugirió

su uso, en lugar de la arena, como segundo parámetro para definir la plasticidad

(Juárez & Rico, 2006).

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c) Límite de Contracción

Es la frontera entre los estados de consistencia semisólido y sólido, definido con el

contenido de agua con el que el suelo ya no disminuye su volumen al seguirse

secando.

d) Límite de Adhesión

Es definido como el contenido de agua con el que la arcilla pierde sus propiedades de

adherencia con una hija metálica, por ejemplo, una espátula, Es de importancia en la

agricultura.

e) Límite de Cohesión

Es definido como el contenido de agua con el que los grumos de arcilla ya no se

adhieren entre sí.

2. Carta de plasticidad y características de los tipos de suelos.

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Figura 1. Clasificación con el Índice de Plasticidad

IV. MATERIALES Y METODOLOGÍA

Materiales para prueba de límite líquido.

Copa Casagrande

Ranurador plano y de solera

Balanza de precisión

Cápsulas

Piceta

Agua destilada

Espátula de cuchillo y espátula

de abanico

Taras

Horno

Materiales para prueba de límite plástico.

Vidrio despulido

Espátulas

Taras

Balanza

Horno

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1. Prueba para determinar el límite líquido.

La muestra de suelo a emplear se mezcló con agua en una cápsula para hacerla

homogénea. Con ayuda de una espátula se colocó la muestra en una copa

Casagrande y se enrasó la superficie de manera que quedará sin residuos. La cantidad

de material debió ser la suficiente para poder formar una ranura de longitud aproximada

de 4 centímetros y un cm de profundidad.

Se hizo una ranura en el centro de la muestra inclinando el ranurador de manera que

permaneciera perpendicular a la superficie interior de la copa y posteriormente se

comenzó a dar vuelta a la manija a razón de dos golpes por segundo hasta que la

ranura cerró aproximadamente 12 mm; se registró el número de golpes en una tabla

previamente realizada y se procedió a tomar una muestra del suelo de la copa para

determinar el contenido de humedad. Se volvió a mezclar el material agregándole una

pequeña cantidad de agua para incrementar el contenido de humedad de la misma y

de volvieron a repetir los pasos anteriores hasta obtener 5 muestras con diferentes

contenidos de humedad. e

2. Prueba para determinar el límite plástico.

Se tomó una porción de la muestra y se comenzó a expandila con ayuda de la espátula

sobre el vidrio ligeramente despulido; se retiró por completo la muestra y se volvió a

expandir sobre el vidrio con ayuda de una espátula; esto tantas veces fue necesario

hasta que la muestra perdió la mayor parte de su humedad y tomo una consistencia tal

que ya no se pegó al vidrio y se podían formar rollitos largos y delgados, de

aproximadamente 3 mm. Cuando se llegó a este punto, se tomó una muestra de estos

rollitos para determinar el contenido de humedad, que correspondería al límite plástico.

V. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En las siguientes tablas se presentan los datos obtenidos en laboratorio para la

determinación del límite líquido y del límite plástico.

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Tabla 1. Datos obtenidos en laboratorio para la determinación del límite líquido.

Tara No.Peso

Tara+Muestra Húmeda (g)

Peso Tara+Muestra

Seca (g)

Peso Tara (g)

Peso Agua (g)

% Humedad

Número de Golpes

47 22.07 18.38 11.37 3.69 52.64 8110 14.39 12.09 7.86 2.3 54.37 1455 19.85 17.18 11.26 2.67 45.10 25

188 15.51 13.18 7.63 2.33 41.98 35144 19.65 16.06 7 3.59 39.62 46

Límite líquido (ω a 25 golpes) 46.98%

Tabla 2. Datos obtenidos en laboratorio para la determinación del límite plástico.

Tara No.Peso

Tara+Muestra Húmeda (g)

Peso Tara+Muestr

a Seca (g)Peso Tara (g) Peso Agua

(g) % Humedad Humedad Promedio

87 9.1 8.85 7.56 0.25 19.3821.33 %

140 9.61 9.24 7.65 0.37 23.27

5 10 15 20 25 30 35 40 45 500.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

f(x) = − 0.401671514291761 x + 57.0269241403326R² = 0.906065260817264

Número de golpes (x)

ω (%

)

Figura 2. Gráfica No. Golpes vs %Humedad para determinar el Límite Líquido.

Para la determinación del límite líquido de la muestra de suelo analizado, se procedió a

obtener el modelo lineal que relaciona el contenido de humedad con el número de

golpes con la copa Casagrande, obteniéndose el modelo presentado en la Figura 2.

Utilizando este modelo y sustituyendo para un número de golpes de 25 (x = 25) se

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46.98

obtuvo el límite líquido LL = 46.98%. Para el caso del límite plástico, este se obtuvo

promediando los valores de humedad obtenidos de las 2 muestras que se tomaron

para tales fines, obteniéndose un resultado de LP = 21.33%.

Respecto a los datos obtenidos en laboratorio referentes a la humedad de las muestras

para la determinación del límite líquido, se puede apreciar que la humedad obtenida

para 8 golpes no concuerda con el resto de los datos puesto que es de esperarse que

esta fuese la más alta. Al respecto se puede decir que las causas de este valor son la

falta de experiencia para determinar el momento exacto en el que se debe tomar la

muestra de la copa Casagrande para la determinación de humedad. Otra posible causa

del valor obtenido puede deberse a que la muestra no se pesó inmediatamente de que

se tomó de la copa Casagrande, por lo que el contenido de humedad disminuyo antes

del pesaje.

En cuanto a los datos obtenidos para la obtención del límite líquido, la variación

obtenida entre los porcentajes de humedad, pudo deberse a las mismas circunstancias

que las muestras para la determinación del LL, es decir, a que no se pesaron

inmediatamente.

En cuanto a la clasificación del suelos, de acuerdo con el limite liquido de la muestra el

cual le corresponde un valor de 46.98 %; esto nos remite a un suelo de baja

comprensibilidad (Limite liquido < 50%). Con ayuda de la carta de plasticidad

presentada en la figura 1, podemos observar que si entramos en las abscisas con el

límite líquido, y por el lado de las ordenadas entramos con el índice de plasticidad (Ip =

46.98% -21.33% = 25.65), ubicando la intersección podemos observar que la muestra

problema cae en la región que corresponden a una arcilla de baja plasticidad, es decir,

en el grupo CL.

Como ya se ha mencionado anteriormente, el grupo CL comprende arcillosas

inorgánicas. Este tipo de suelos en cuanto a características más específicas como el

comportamiento mecánico suelen ser considerados como malos, aunque su rango de

funcionamiento puede llegar en ocasiones a aceptable. En cuanto a su capacidad de

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drenaje está clasificado como casi impermeable. Aunado a esto la clasificación maneja

que poseen una densidad óptima que va de 1.6 a 2g/cm3.

VI. CONCLUSIONES

La muestra problema pertenece al grupo CL: arcillas inorgánicas de baja

compresibilidad, definidas por un límite liquido < 50% y un Ip> 7%, descrita como una

arcilla de color gris-claro, con un mal funcionamiento mecánico, pero excelente para

generar barreras impermeables.

La determinación de los límites de consistencia en un suelo son de suma importancia

debido a que la clasificación del suelo, cuando es un suelo fino, se basa en estos

límites y dicha clasificación es de suma importancia ya que en función del grupo al que

corresponda el suelo, se podrán conocer de manera inmediata sus características

físicas y mecánicas de interés en la ingeniería, con lo cual se le podrá dar un uso

adecuado a dicho suelo.

VII. BIBLIOGRAFÍA

Juárez Badillo, E., & Rico Rodríguez, A. (2006). Mecánica de Suelos I: Fundamentos

de la Mécanica de Suelos. México: Limusa.

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