Laboratorio #3:

Límites de Atterberg

Integrantes: Javiera Abarca

Jorge Bustos

Fecha de Entrega: 6 de Mayo de 2013

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Introducción El objetivo de este informe consiste en realizar los ensayos sobre una muestra de suelo para obtener el límite líquido y plástico.

El límite líquido (LL) se refiere a la humedad que debe tener el suelo cuando este se encuentra en la transición del estado semi-líquido a plástico. La principal característica de este estado es que tiene una resistencia al corte muy pequeña.

Para obtener el valor del límite líquido de una muestra de suelo se realiza el ensayo de Casagrande, el cual a grandes rasgos consiste en mezclar homogéneamente una muestra de suelo con agua destilada hasta lograr una humedad superior al límite líquido. Luego, se coloca la muestra de suelo húmedo en la máquina de Casagrande (figura 1, a) y se alisa. Después, con un acanalador de separa la muestra de suelo en dos mitades (figura 1, b) y finalmente se gira la manilla para dar golpes a la muestra. Cuando la humedad del suelo sea tal, que se junten ambas mitades de la muestra en un largo de 1/2” después de 25 golpes, se habrá obtenido el límite líquido (figura 1, c).

Por otro lado, el límite plástico (LP) es la transición entre el estado plástico y sólido. Se puede identificar cuando el contenido de humedad es tal que si se amasan bastoncillos de un diámetro de 3 mm, estos se fracturan (figura 2).

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Figura 1: Determinación límite líquido: ensayo de Casagrande

(a) (b) (c)

Por último, en este laboratorio también se calculará el índice de plasticidad, el cual se define como:

IP=¿−LP

Es decir, el índice de plasticidad nos dice el rango de humedad en el cual el suelo tiene un comportamiento plástico.

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Figura 2: Obtención limite plástico

1. Determinación del límite líquido

Como sabemos que el límite líquido wL se obtiene a los 25 golpes de la máquina de Casagrande, se realizó un gráfico el cual muestra en el eje X el número de golpes a los cuales se juntaron ambas masas de suelo en ½” de longitud (en escala logarítmica), y en el eje Y la humedad que tenía el suelo en ese momento.

Por lo tanto, se realizó una regresión lineal en este grafico para los cinco puntos obtenidos del experimento, y luego, para obtener el límite liquido se evaluó la recta obtenida con un número de golpes igual a 25.

Para obtener la humedad, se utilizó la expresión (I):

w= PesoaguaPeso suelo seco

∗100 ( I )

Para obtener el peso del agua contenido en la muestra simplemente se pesó la cápsula con suelo húmedo (inmediatamente después del experimento para que la muestra no pierda agua), luego se llevó la capsula con el suelo húmedo al horno y se pesó nuevamente. Finalmente se restaron estas dos cantidades y se obtuvo el peso del agua. Es decir, el peso del agua se obtuvo con la expresión (II):

Pesoagua=(Peso suelo húmedo+cápsula )−(Pesosuelo seco+cápsula )(II )

Para obtener el peso del suelo seco, se pesó cada una de las cápsulas, luego se llevaron las cápsulas con las muestras de suelo húmedo al horno y posteriormente se pesaron de nuevo. Por lo tanto, para obtener el peso del suelo seco simplemente se restaron ambas cantidades. Por lo tanto el peso del suelo seco queda de la siguiente manera:

Peso suelo seco=(Peso suelo seco+cápsula )−Peso cápsula(III )

En la tabla 1 se muestran los cálculos mencionados anteriormente.

n° Golpes Peso cápsula

Peso suelo seco + cápsula [g]

Peso suelo húmedo + cápsula[g]

Peso suelo seco[g]

Peso agua [g] w [%]

17 11,89 18,22 22,64 6,33 4,42 69,8321 12,41 17,15 20,43 4,74 3,28 69,224 11,94 17,73 21,69 5,79 3,96 68,3927 11,64 16 18,99 4,36 2,99 68,5830 11,42 18,49 23,29 7,07 4,8 67,89

Tabla 1: Cálculos para el límite líquido

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El gráfico mencionado anteriormente junto con la regresión lineal se muestra a continuación:

10 10066.5

67

67.5

68

68.5

69

69.5

70

f(x) = − 0.141165175207529 x + 72.1374919970881R² = 0.911616479641068

Puntos obtenidosAproximación lineal

Número de Golpes N

Hum

edad

w [%

]

La ecuación de la recta obtenida de la regresión lineal es: y=−0.1412 x+72.137

Por lo tanto, para obtener el límite líquido basta evaluar esta recta para x=25, obteniendo:

¿=68.61%

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Gráfico 1: Humedad v/s número de golpes ensayo Casagrande

2. Determinación del límite plástico

Para la determinación del límite plástico es necesario tomar una muestra de la mezcla de suelo y agua, en específico una muestra de la mezcla resultante del ensayo de determinación del límite líquido. Tal muestra se amasa y se hacen tubos, de un diámetro cercano a los 3mm sobre una placa de vidrio.

El ensayo consiste en

Conclusiones

En cuanto al ensayo para obtener el límite líquido, se observó que a medida que disminuye la humedad de la muestra de suelo, aumenta el número de golpes. Esto es muy intuitivo ya que al ir perdiendo humedad, la fuerza de corte va aumentando, por lo tanto se requieren más golpes para juntar ambas mitades. Sin embargo, hay un punto que no cumple esto, lo cual se debe probablemente a un error en la realización del experimento.

Se observa que el coeficiente de correlación R2 de la regresión lineal es muy cercano a 1, lo cual habla de una buena aproximación lineal.

--conclusiones de Limite plástico--¿

Por último, se observa que el índice de plasticidad es relativamente alto, esto nos dice que la muestra de suelo tiene una plasticidad alta, y que probablemente se trata de una muestra arcillosa.

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