Instituto Tecnológico de Tijuana

Ingeniería Civil

Mecánica de Suelos I

3IC4 B

Practica # 5Determinación de los limites líquido, plástico y de

contracción lineal de una muestra que pasa la malla No. 40.

Cedeño Fernández Damian

No. de control: 11210846

Profesor: González Gutiérrez Rafael

Viernes 12 de abril de 2013

Objetivo

Determinar los límites: Liquido, Plástico y de Contracción, también obtener la prueba de Contracción lineal: esta última tiene aplicación en los estudio de materiales que se utilizan en las capas del pavimento. El Límite líquido y el Límite plástico se emplean para clasificar un suelo, de acuerdo a su plasticidad.

Metodología

Las pruebas de Atterberg, tienen por objeto determinar la plasticidad de la porción de material que pasa a través de la malla 0.420 (No. 40) de los suelos.

Los límites de consistencia (líquido y plástico), han sido utilizados, principalmente con objeto de identificación y clasificación de suelos, en estudios geotécnicos.

Definiciones

Limite Liquido (LL).- Es el contenido de agua (expresado en el porciento de la masa seca), que debe tener un suelo remoldeado húmedo para una muestra del mismo, en que se haya practicado una ranura de dimensiones estándar, al someterla al impacto de 25 golpes en una longitud de 13 mm.

Limite Plástico (LP).- Lo fija el contenido de agua con el que comienza a agrietarse un rollo formado con el suelo, de aproximadamente 3.2 mm de diámetro, al rodearlo con la mano sobre una superficie lisa que puede ser una placa lisa de material no absorbente.

Límite de Contracción (LC).- Es el contenido de agua que satura un suelo contraído por el secamiento de evaporación.

Índice de Plasticidad (lp).- Es la diferencia encontrada entre el límite líquido y el límite plástico, y es la medida de la plasticidad del suelo. Se define como el índice de contracción por la diferencia entre los límites plástico y de contracción.

Cambio volumétrico (Cv).- Es el porcentaje del cambio de volumen referido al material seco.

Contracción lineal de un suelo.- Se define como la reducción en la mayor dimensión de un espécimen de forma prismática rectangular, elaborado con la fracción de suelo que pasa la malla 0.425 mm (No. 40), cuando su contenido de agua disminuye desde la correspondiente al límite liquido hasta la pérdida total de agua, expresada dicha reducción como un porcentaje de la longitud inicial del espécimen.

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Índice de escurrimiento o fluidez (Fw).- Se define como la pendiente de la curva de escurrimiento.

Equipo, aparatos e instrumentos:

Dispositivo de A. Casagrande calibrado, para determinar el límite líquido, incluyendo la solera plana de 10 mm de espesor y ranurador plano.

Espátulas, capsulas de porcelana, vidrios de reloj o equivalente, mortero y piseta. Horno eléctrico a temperatura constante de 383° k ± 5° k (110°C ± 5°C). Balanza con aproximación de 0.01 g. Desecador de provisto con tapa hermética. Molde de lámina galvanizada rígida del No. 16, con una sección cuadrada de 20 mm por

20 mm y 100 mm de longitud. Cribas No. 0.425 mm (No. 40) y 4.75 mm (No. 4). Dispositivo de lucita para la determinación del límite de contracción. Placa plana y lisa no absorbente de 300 mm por 300 mm ± 30 mm mínimo.

Procedimiento

1.- El suelo debe ser cribado por la malla No. 40, el cual se vacía en una capsula de porcelana y debe humedecerse 24 hrs. Antes de estas determinaciones.

2.- Se pesan las charolas de aluminio (4 para el Limite Liquido y 2 para el Limite Plástico).

3.- Para el Limite Liquido, el suelo es mezclado en la capsula de porcelana, hasta que se vea una mezcla manejable, se coloca en la Copa de Casagrande, distribuyendo el material del centro hacia los extremos, de tal manera que en el centro quede una superficie a nivel.

4.- Se hace una ranura en la parte media del suelo, utilizando el ranurador, de tal forma que esta vaya perpendicular a la Copa de Casagrande.

5.- Se procede a darle los golpes en la Copa, con frecuencia de 2 golpes por segundo, hasta que los taludes del material se unan en una longitud de 13 mm, los golpes son contados y son registrados en la columna de Número de golpes. Debe tratarse de que esta condición, antes descrita se cumpla entre 4 y 40 golpes, para que la prueba se tome como bien ejecutada; se recomienda que esta condición se logre una vez en cada uno de los siguientes intervalos de golpes:

Una vez entre 30 y 40 golpes,Otra vez entre 20 y 30 golpesOtra vez entre 10 y 20 golpesOtra vez entre 4 y 10 golpes

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Lo anterior es recomendado con el fin de que los puntos obtenidos al graficar, el número de golpes contra contenido de agua, estos queden separados uno de otros y se puedan definir con mayor claridad la Curva de Fluidez.

6.- Estas muestras son introducidas al horno para determinar el contenido de humedad en cada ensayo.

7.- Cuando el suelo tenga la humedad correspondiente al Limite Liquido (ensayo en el intervalo de 20 a 30 golpes), se llena el molde rectangular, en 3 capas, dándole los suficientes golpes a cada capa contra la mesa, con el fin de extraerle el aire atrapado, después el molde se enrasa, se limpia exteriormente con una franela húmeda y finalmente se pesa, anotándolo como: Peso del molde + suelo húmedo.

Para la determinación del Limite Plástico (LP):

1.- De la muestra menos húmeda, pero que sea moldeable, se hace primeramente una esfera de 1.6 cm aproximadamente.

2.- Se gira o se rola con la palma de la mano. Sobre la placa de vidrio, tratando de hacer un cilindro alargado y con un diámetro de 3.2 mm (se utilizara un alambre para comparar).

3.- Si este cilindro presenta agrietamientos múltiples, se dice que el suelo presenta el Limite Plástico, donde se obtendrán muestras de suelo, se someterán al secado para determinar el contenido de agua, el cual equivale al LP.

4.- En caso de no cumplirse la anterior condición, el suelo se hará de nuevo una esfera y se repetirá el proceso hasta que se cumpla lo especificado.

Cálculos:

Para el Limite Liquido.- Las muestras son sacadas del horno, se dejan enfriar y se pesan, se registran en la columna de: tara + suelo seco.Con estos datos se obtiene el contenido de agua en los 4 envases, se grafican:Numero de golpes contra contenido de agua, obteniéndose 4 puntos, por los cuales se traza una línea recta por los puntos o parte intermedia de ellos, a esta recta se le llama Curva de Fluidez; en 25 golpes, subimos e interceptamos la Curva de Fluidez y de ahí con la horizontal, leemos ese contenido de humedad, la que corresponderá al Limite Liquido.

Para el Limite Plástico.- Se procede a obtener el contenido de agua correspondiente, estos 2 contenidos de agua se promediaran siempre y cuando no haya una diferencia mayor a 2 puntos porcentuales, en caso

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contrario se tendrá que repetir esta prueba. El promedio antes descrito, se reportara como el resultado de Limite Plástico.

Para obtener el Índice Plástico (lp) = LL – LP

Para el Límite de Contracción.- El suelo es sacado del horno, se pesa y se obtienen los volúmenes iniciales y final, utilizando para ello un calibrador con Vernier y se llena el siguiente registro:

Peso del molde + suelo húmedo = grs.Peso del molde + suelo seco = grs.Peso del molde = grs.Peso del suelo húmedo (W1) = grs.Peso del suelo seco (Ws) = grs.Volumen del seco húmedo (V1) = cm3

Volumen del suelo seco (V2) = cm3

Peso específico del agua (γw) = 1 gr/ cm3

Formula: LC=w1−W s−(V 1−V 2)γw

W s

x100

Para la Contracción Lineal.- En este caso, se determina el porcentaje que se contrajo el suelo al secarse, con respecto a su dimensión más grande, involucrando los siguientes datos:

Longitud inicial (Li) = cmLongitud final (Lf) = cmContracción al secado (Li – Lf) = cm

Formula: CL=Li−LfLi

x 100

Resultados Obtenidos

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Limite Líquido

No. De Golpes 30 golpes

Tara No. C

Peso de la Tara 15.2 grs

Peso de Tara + suelo húmedo 62 grs

Peso de Tara + suelo seco 40.70 grs

Limite Plástico

Peso de Charola: 71.15 gr

Peso de Charola + suelo húmedo: 98 gr

Peso de Charola + suelo seco: 91 gr

Fotos

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Para Limite Líquido

No. GolpePeso de la

Capsula (gr)

Peso suelo Humedo +

Capsula (gr)

Peso Suelo Seco + Capsula (gr)

Peso Seco (gr)Peso del Agua

(gr)Contenido de

Agua %

30 15.2 62 40.7 25.5 21.3 83.52%

w%=( 21.325.5 ) x100=83.52%

(LL) = ( N25 )0.121

(83.52 )=85.38%

Limite Liquido = 85.38 %

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Para Limite Plástico

Peso de la Capsula (gr)

Peso suelo Humedo +

Capsula (gr)

Peso Suelo Seco + Capsula (gr)

Peso Seco (gr)Peso del Agua

(gr)Contenido de

Agua %

71.15 98 91 19.85 7 35.26448363

(IP) = LL – LP (IP) = 85.38 – 35.26

(IP) = 50.12 %

Discusión de Resultados

Con esta práctica nos damos cuenta que en la muestra obtenida su límite liquido fue de 85.38 % un dato muy elevado, y un límite plástico de 35.26 % y un índice de plasticidad de 50.12 %, esto nos puede decir que la muestra era muy plástica.

Conclusión

En esta práctica referente a los límites de consistencia se pudo observar los cambios que tiene el suelo al aplicarse agua, en el límite liquido utilizamos la copa de Casagrande con este método que consiste en 4 muestras de suelo que se colocan en un vidrio de reloj pasando el ranurador en medio de la muestra seguido de aplicarse golpes a la muestra y contar los golpes hasta que la muestra se contraiga, después de someter las muestras y realizar los cálculos requeridos llegamos a la conclusión de que el suelo es una arcilla altamente comprensible. Esta es una práctica importante ya que nos muestra como determinar el material que se encuentra en una determinada área, debido a que nosotros al realizar un proyecto tenemos que hacer una visita al lugar donde se realizara dicho proyecto entonces lo que podemos observar con el recorrido es una idea del suelo que se encuentra en ese lugar pero en el laboratorio se afirma si en realidad es o no es el suelo que se suponía.

Bibliografía

Manual de mecánica de suelos y cimentaciones, Ángel Muelas Rodríguez

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