LÍMITES DE CONSISTENCIA O DE ATTERBERG

1.- OBJETIVO:

Determinar el límite líquido, límite plástico, así como el índice de plasticidad del suelo en estudio.

Las propiedades de un suelo formado por partículas finamente divididas dependen en gran parte de la humedad. El agua forma una película alrededor de los granos y su espesor puede ser determinante de comportamientos diferentes del material. Cuando el contenido de agua es muy elevado, el suelo no tiene resistencia al esfuerzo cortante; al perder agua va aumentando esa resistencia. El límite liquido y plástico nos da una idea de que tan comprensible puede ser el suelo.

el limite liquido (li) lo fija el contenido de agua (expresado en porciento del peso seco) que debe tener un suelo remoldeado para que una muestra del mismo, en que haya practicado una ranura de dimensiones estándar, al someterla al impacto de 25 golpes bien definidos, se cierre sin resbalar en su apoyo.

el limite plástico (lp) lo fija el contenido de agua con el que comienza a agrietarse un rollo formado con el suelo de aproximadamente de 3.2 mm. De diámetro, al rodarlo sobre una superficie no absorbente.

2.- INTRODUCCIÓN.

Límite Líquido (LL).- Es la frontera comprendida entre los estados Semi-liquido y Plástico, definiéndose como el contenido de humedad que requiere un suelo previamente remoldeado, en el que al darle una forma trapecial sus taludes fallen simultáneamente, cerrándose la ranura longitudinalmente 13mm., sin resbalar sus apoyos, al sufrir el impacto de 25 golpes consecutivos, con una frecuencia de 2 golpes por segundo, en la Copa de Casagrande, teniendo una altura de caída de 1 cm.El Límite Liquido, se define también como el contenido de humedad que requiere un suelo para presentar una resistencia al esfuerzo cortante de aproximadamente 25 gr/cm2 independientemente de su mineralogía.

Límite Plástico (LP).-Es la frontera comprendida entre el estado plástico y semi-sólido. Se define como el contenido de humedad que posee un cilindro de material en estudio de 11 cms. de longitud y 3.2 mm. de diámetro (formado al girarlo o rolarlo con la palma de la mano sobre una superficie lisa ) al presentar agrietamientos en su estructura.

Límite de Contracción (LC).-Es la denominación que recibe arbitrariamente el material que se encuentra entre los estados semi-sólido y sólido, quedando definido su valor con el contenido de humedad que tiene el suelo, en el cual tras un secado posterior ya no provoca disminución de volumen.

3.- EQUIPO Y MATERIAL:

muestra alterada

copa de Casagrande

horno

balanza

vidrio de reloj

vidrio plano

espátula

pizeta

agua destilada

4.- DESARROLLO:

LÍMITE LÍQUIDO.

1.- Se tomó una porción de muestra alterada obtenida a 180 cm. (200 gr.).

2.- Se colocó en un vidrio y se mezcló hasta que la muestra quedó homogénea.(fig.1.0)

3.- Con la espátula se dispuso el material en la copa de Casagrande, cuidando que la superficie superior quede plana: con un espesor máximo del orden de 1 cm. (fig.1.1)

4.- Se colocó la punta del ranurador en la parte superior y al centro de la muestra, colocando este perpendicular a la superficie de la copa y hacer la ranura.

5.- Se le diò vuelta a la manija de la copa a razón de 2 golpes por segundo, contando el numero de golpes requeridos hasta que se cierre el fondo de la ranura en una distancia de 1 cm.(fig.1.2)

6.- Con la espátula se regresó el material y se volvió a mezclar repitiendo los pasos 2, 3, 4 y 5 si el número de golpes coincidiendo con la anterior, o su diferencia es de un golpe, se anotó el resultado.(fig1.3)

En caso de que no suceda esto se repite todo el proceso.

7.- Del lugar donde se cerró la ranura se puso aproximadamente 30 gms. en un vidrio de reloj, se marca, se pesaron y se introdujeron en el horno a temperatura constante (110 °c) durante 24 horas aproximadamente.

8.- Se retiraron del horno, se dejaron enfriarse; después se pesaron y se anotaron los datos.

9.- Con los datos obtenidos y se calculó el contenido de agua correspondiente a cada numero de golpes y se construyó la curva numero de golpes (x), contra humedad en % (y).

W=WwWsx100

10.- Se repitieron los pasos del 2 al 9, variando la consistencia de la muestra. Fuè recomendable contar con 4 determinaciones se procuró que estuvieron comprendidos entre 5 y 40 golpes.

El limite liquido se encuentra donde el contenido de agua en la curva corresponda a 25 golpes (ll).

Nota:

La copa debe tener una altura de caída de 1 cm, si no es así se debe calibrar.

Fig.1.0

fig.1.1

fig.1.2

Fig.1.3

# DE TARA

W TARA

W TARA+Wh

W TARA+Ws

# DE GOLPES

PESO DEL AGUA Wh

PESO DEL SUELO SECO (Ws)

% DE HUMEDAD

40 95,93 110,7 99,2 7 14,77 3,27 351,68

106 98,975 112,5 101,2 13 13,53 2,23 507,87

98 97,08 111,2 99,9 22 14,12 2,82 400,71

52 95,89 114,8 100,3 38 18,91 4,41 328,80

29 95,8 115,4 100,1 40 19,60 4,30 355,81

CONTENIDO DE HUMEDAD.

WN=388.97 (línea roja trazada tomando los 25 golpes)

N(PROMEDIO)= 24

LL=WN(N25)0.12

LL=387.07

LÍMITE PLÁSTICO

1.- De la muestra utilizada para el limite liquido se tomó una porción; se rodó con la mano sobre una superficie limpia y lisa no absorbente en este caso fuè una placa de vidrio, hasta que se formó un cilindro de 3.2 mm. De diámetro y de 15 cm aproximadamente de largo.

2.- Se amasó la tira y se volvió a rodar, repitiendo esto tantas veces sea necesario, para reducir, gradualmente, la humedad por evaporación, hasta que el rollo se empezó a endurecer.

3.- El limite plástico se alcanzó cuando el cilindro se agrietó al ser reducido aproximadamente a 3.2 mm. De diámetro.

4.- Inmediatamente se dividió la tira y se colocó en porciones en vidrios de reloj marcándolos, pesándolos, e introduciéndolos en el horno durante 24 horas, anotando los pesos correspondientes.

5.- Se repitieron los pasos 1, 2, 3, y 4 con otra porción de misma muestra para corroborar los resultados.

6.- Se sacaron las muestras del horno, se dejaron enfriar, se pesaron y se anotaron los datos.

7.- Con los datos anteriores se determinó el contenido de agua en %. si la diferencia de los % no es mayor de 2 se promedian y en caso contrario se repite la determinación.

El promedio es el valor en % del límite plástico (lp)

W=WwWsx100

Ww= wh- ws

Ww= peso del agua

Wh= peso húmedo de la muestra

Ws= peso seco de la muestra.

# DE TARA

W TARA(gr)

W TARA+Wh

W TARA+Ws

PESO DEL AGUA Wh

PESO DEL SUELO SECO (Ws)

% DE HUMEDAD

51 100,9 102,2 101,15 1,3 0,25 420,00

LIMITE PLASTICO = 420,00

MOLDE PARA CONTRACCION LINEAL

W DEL MOLDE

W MOLDE+Wh

W MOLDE+Ws

PESO DEL AGUA Wh

PESO DEL SUELO SECO

% DE

(Ws) HUMEDAD

106,2 141,1 114,925 34,9 8,72 300,00

LECTURA INICIAL (LI) =34.9 gr.

LECTURA FINAL (LF)=8.72 gr.

CONTRACCION LINEAL (CL) =26.18 gr.

En la forma de límites de plasticidad

LL=WN(N25)0.12

En donde:

LL= limite liquido.

WN= humedad con n numero de golpes en %.

N= numero de golpes.

LL= 387.07

Lp=límite plástico

Lp= 420

IP=LL-Lp

Ip=índice de plasticidad

IP=32.93

CR=LL-WIP

CR= consistencia relativa.

W= contenido de agua WN

CR=0.03

FW=W2-W1log(N2N1)

FW= índice de escurrimiento o fluidez

N1=1

N2=10

W2=WN

W1=Lp

FW=1

TW=IPFW

TW= índice de tenacidad

TW=32.93

5.- CONCLUSIONES:

Se puedo determinar el límite de consistencia, el límite de plasticidad de la muestra alterada de suelo obtenida a 180 cm de profundidad. De acuerdo con las graficas obtenidas, nótese que hay varia mucho el contenido de agua, esto de debe a que no hubo una buena homogenización del suelo con el agua.

6.- BIBLIOGRAFÍA.

FUNDAMENTOS DE MECÁNICA DE SUELOS, JUÁREZ BADILLO.RICO RODRÍGUEZ TOMO 1 EDIT LIMUSA 2005, 644 PP.