indice de plasticidad del suelo

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

WITH LOVE FOR ARROSI OF KESI YOU’ RE MY LIFE

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Huancavelica, 29 de agoto del 2012

INFORME Nº 005-2012- G4-MS-EAPIC-FCI-UNH

A : Ing. Carlos GASPAR PACO Catedrático del Curso de Mecánica de Suelos I

ASUNTO : Práctica Nº 5 – Determinar el índice de plasticidad del suelo

REFERENCIA : Determinar el índice plástico de un suelo, pues es interés prioritario en la Ingeniería Civil.

___________________________________________________________________________________

Por medio del presente nos es grato hacerle llegar los saludos del

grupo, a su vez remitirle el documento para su revisión y calificación, el presente describe

y detalla los trabajos realizados, tanto en campo como en gabinete.

I. DATOS INFORMATIVOS.

1.1. INSTITUCIÓN : Universidad Nacional de Huancavelica

1.2. FACULTAD : Ciencias de Ingeniería

1.3. E.A.P. : Ingeniería Civil

1.4. LOCALIZACIÓN : Universidad Nacional de Huancavelica – Paturpampa

1.5. AREA DE PRÁCTICAS : Laboratorio de Mecánica de Suelos de la U.N.H

1.6. RESPONSABLE : PÉREZ TORO, Christian

1.7. FECHA : 28,29 de agosto del 2012

1.8. EJECUTORES :ESPLANA CCORA, Karol Marielene

PÉREZ TORO, Christian

REQUENA MACHUCA, Jhordany

DE LA CRUZ PALOMINO, David Ulises

QUISPE GARCÍA, Elvis Hernán

LÓPEZ MOLINA, Jhoseph Kenned

TAIPE ATAYPOMA, Miguel

1.9. CLIMA : Soleado




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DETALLES GENERALES

El presente informe consiste en hallar, mediante procedimientos en laboratorio, el

índice de plasticidad del suelo, par lo cual necesitamos dos valores del cual depende, el

limite plástico y el limite liquido, estos valores son esenciales para encontrar el rango

de humedad para el cual el suelo se comportará en un estado plástico, es decir, acepta

deformaciones sin romperse (plasticidad).

II. OBJETIVOS

GENERALES

Realizar procedimientos y cálculos necesarios para hallar el índice de plasticidad,

mediante procedimientos mecánicos

ESPECÍFICOS:

Tener una percepción de los diferentes estados en el que se pueden presentar los

suelos.

Notar la importancia del limite plástico en la Ingeniería Civil

Hacer un uso adecuado de los materiales a usar, a fin de hacerlo con el menor error

posible.

Aprender a realizar cálculos necesarios, utilizando el ingenio, para realizar el

trabajo.

III. JUSTIFICACIÓN:

Afianzar conocimientos adquiridos teóricamente en clase y campo que nos servirá de

base a trabajos profesionales.

IV. MARCO TEÓRICO

LIMITES DE CONSISTENCIA:

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.

El contenido de agua con que se produce el cambio de estado varía de un suelo a

otro y en mecánica de suelos interesa fundamentalmente conocer el rango de humedades,

para el cual el suelo presenta un comportamiento plástico, es decir, acepta deformaciones

sin romperse (plasticidad).




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Los límites de Atterberg son propiedades índices de los suelos, con que se definen la

plasticidad y se utilizan en la identificación y clasificación de un suelo.

Los suelos plásticos cambian su consistencia al variar su contenido de agua. De ahí

que se puedan determinar sus estados de consistencia al variar si se conoce las fronteras

entre ellas. Los estados de consistencia de una masa de suelo plástico en función del

cambio de humedad son sólidos, semisólido, líquido y plástico. Estos cambios se dan

cuando la humedad en las masas de suelo varía. Para definir las fronteras en esos estados

se han realizado muchas investigaciones, siendo las mas conocidas las de Terzaghi

y Attergerg.

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

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

Atterberg.

1. Estado líquido, con las propiedades y apariencias 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 semi sólido, en el que el suelo tiene la apariencia de un sólido, pero aún

disminuye de volumen al estar sujeto a secado.

La frontera convencional entre los estados semisólido y plástico se llama límite

plástico, mientras que entre el estado plástico y líquido se encuentra el límite plástico.

Por lo tanto el índice de plasticidad de un suelo se halla restando el porcentaje de

humedad del suelo en el límite plástico al porcentaje de humedad del suelo en el límite

líquido.




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LÍMITE LÍQUIDO

Es el contenido de agua en porcentaje

con el cual el suelo deja de ser líquido y se

convierte en plástico. En laboratorio se puede

determinar el límite líquido de los suelos

mediante el método mecánico.

LÍMITE PLÁSTICO

Es el contenido de agua en

porcentaje con el cual el suelo deja de

ser plástico y se convierte en un sólido

semi-plástico o semisólido o viceversa.

En laboratorio lo podemos comprobar

hallando el contenido de humedad del suelo al cual no es posible moldear un cilindro de

suelo que se a agrietarse con diámetro de 3 mm.




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V. INSTRUMENTOS UTILIZADOS

ENSAYO 1

EQUIPO:

Plato mediano de aluminio, espátula

Tamiz Nº 40

Copa de Casagrande.

Recipientes. Para las muestras de contenido de humedad.

Balanza. Con una precisión de 0.01(g)

Horno

PLATO DE ALUMINIO,

ESPÁTULA TAMIZ Nº 40

COPA DE

CASAGRANDE

RECIPIENTES BALANZA HORNO




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ENSAYO 2

EQUIPO:

Balanza electrónica (precisión 0.01g)

Frasco lavador

Plato de evaporación de aluminio de 120 mm de diámetro.

Espátula

Placa de mármol

Horno de secado capaz de mantener 110 °C ± 5 °C

Patrón de comparación de 3 mm

HERRAMIENTAS Y ACCESORIOS:

Malla N°40 ASTM

Agua destilada

Recipientes herméticos

BALANZA PIPETA

ESPÁTULA,

RECIPIENTE

TAMIZ

N° 40

AGUA

DESTILADA

HORNO

ELÉCTRICO




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VI. DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO REALIZADO:

6.1. PROCEDIMIENTOS DE LABORATORIO

6.1.1. ENSAYO 1 (LÍMITE LÍQUIDO)

Tenemos 3 muestras de cada estrato de nuestra calicata, entonces para empezar

con el trabajo seguiremos los siguientes pasos

1. TAMAÑO DE LA MUESTRA DE ENSAYE

La muestra de ensaye debe tener un tamaño igual o mayor que 100(g) del

material que pasa por el tamiz de 0.5 (ASTM NO40)

2. AJUSTE Y CONTROL DEL APARATO DE LÍMITE LÍQUIDO

Ajustar la altura de la caída de la taza, se gira la manivela hasta que la taza

se eleve a su mayor altura. Utilizando el calibrador de 10 mm (adosado al

ranurador), se verifica que la distancia entre el punto de percusión y la

base sea de 10 mm exactamente. De ser necesario, se aflojan los tornillos de

fijación y se mueve el ajuste hasta obtener la altura de caída requerida. Si el

ajuste es correcto se escuchará un ligero campanilleo producido por la leva

al golpear el tope de la taza; si la taza se levanta por sobre el calibre o no se

escucha ningún sonido debe realizarse un nuevo ajuste.

3. ACONDICIONAMIENTO DE LA MUESTRA

Colocar la muestra en el plato de evaporación. Agregar agua

destilada y mezclar completamente mediante la espátula. Continuar

la operación durante el tiempo y con la cantidad de agua destilada

necesaria para asegurar una mezcla homogénea.

Curar la muestra durante el tiempo necesario para que las fases

líquida y sólida se mezclen homogéneamente.

4. MÉTODO MECÁNICO

Colocar el aparato de límite líquido sobre una base firme.

Cuando se ha mezclado con suficiente agua para obtener una

consistencia que requiera aproximadamente 15 a 20 golpes para

cerrar la ranura, tomar una porción de la mezcla ligeramente mayor

a la cantidad que se someterá a ensaye.

Colocar esta porción en la taza con la espátula, centrada sobre el

punto de apoyo de la taza con la base; comprimirla y extenderla

mediante la espátula, evitando incorporar burbujas de aire en la

mezcla. Enrasar y nivelar a 10 mm en el punto de máximo espesor.

Reincorporar el material excedente al plato de evaporación.

Dividir la pasta de suelo pasando el acanalador cuidadosamente a lo

largo del diámetro que pasa por el eje de simetría de la taza de modo

que se forme una ranura clara y bien delineada de las dimensiones

especificadas. El acanalador de Casagrande se debe pasar




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manteniéndolo perpendicular a la superficie interior de la taza. En

ningún caso se debe aceptar el desprendimiento de la pasta del fondo

de la taza; si esto ocurre se debe retirar todo el material y reiniciar el

procedimiento. La formación de la ranura se debe efectuar con el

mínimo de pasadas, limpiando el acanalador después de cada pasada.

Colocar el aparato sobre una base firme, girar la manivela levantando

y dejando caer la taza con una frecuencia de dos golpes por segundo

hasta que las paredes de la ranura entren en contacto en el fondo del

surco a lo largo de un tramo de 10 mm. Si el cierre de la ranura es

irregular debido a burbujas de aire, descartar el resultado obtenido.

Repetir el proceso hasta encontrar dos valores sucesivos que no

difieran en más de un golpe. Registrar el número de golpes requerido

(N).

Retirar aproximadamente 10 g del material que se junta en el fondo

del surco y colocar en un recipiente.

Transferir el material que quedo en la taza al plato de evaporación.

Lavar y secar la taza y el ranurador.

Repetir las operaciones precedentes por lo menos en dos pruebas

adicionales empleando el material reunido en el plato de

evaporación. El ensaye se debe efectuar de la condición más húmeda

a la más seca. La pasta de suelo se bate con la espátula de modo que

vaya secando homogéneamente hasta obtener una consistencia que

requiera de 15 a 35 golpes para cerrar la ranura.

Rellenar con los datos obtenidos la siguiente tabla:

6.1.2. ENSAYO 2(LÍMITE PLÁSTICO)

Necesitamos hallar la plasticidad del suelo, y después conoceremos el contenido

de humedad del suelo, entonces haremos lo siguiente:

1. TAMAÑO DE LA MUESTRA DE ENSAYE Debe tener un tamaño en masa de aproximadamente 20 g.

2. ACONDICIONAMIENTO DE LA MUESTRA DE ENSAYE Tomar la muestra de ensaye del material completamente

homogeneizado que pasa por el tamiz de 0,5 mm, colocar en el plato

de evaporación y mezclar completamente con agua destilada




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mediante la espátula hasta que la pasta se vuelva suficientemente

plástica para moldearla como una esfera.

Curar la muestra durante el tiempo necesario para que las fases

líquida y sólida se mezclen homogéneamente.

Tomar esta muestra en aquella etapa en que la pasta de suelo se

vuelva suficientemente plástica para moldearla como una esfera.

3. ENSAYO

Tomar una porción de la muestra de ensaye acondicionada de

aproximadamente 1 cm³;

Amasar la muestra entre las manos y luego hacerla rodar con la

palma de la mano la base del pulgar sobre la superficie de amasado

conformando un cilindro solo con el peso de mano

Cuando el cilindro alcance un diámetro de aproximadamente 3 mm,

doblar, amasar nuevamente y volver a conformar el cilindro;

Repetir la operación hasta que el cilindro se disgregue al llegar a un

diámetro de aproximadamente 3 mm, y no pueda ser reamasado ni

reconstruido.

Reunir las fracciones del cilindro disgregado y colocarlas en un

recipiente tarado.

Determinar y registrar su humedad (w)

Repetir las etapas anteriores con dos porciones más de la muestra de

e

n

s

a

y

e

.

Con los datos obtenidos rellenar la siguiente tabla:

Si esta disgregación se produce cuando tiene un diámetro mayor que 3

mm, puede considerarse como un punto final satisfactorio siempre que

el material haya podido conformar previamente un cilindro de 3 mm.

Efectuar las tres determinaciones tratando de conseguir una humedad

ligeramente mayor que el límite y ligeramente menor que el límite,

respectivamente, tomarse las precauciones necesarias para reducir la

evaporación.




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6.2. PROCEDIMIENTOS DE TRABAJO DE GABINETE

6.2.1. ENSAYO 1 (LÍMITE LÍQUIDO)

Calcular y registrar la humedad de cada prueba (w)

Construir un gráfico semilogarítmico, con una humedad (w) como

ordenada en escala aritmética y el número de golpes (N) como abscisa en

escala logarítmica.

Dibujar los puntos correspondientes a los resultados de cada una de las

tres (o más) pruebas efectuadas y construir una recta (curva de flujo) que

pase tan aproximadamente como sea posible por dichos puntos.

Hacemos una regresión de mínimos cuadrados para encontrar la recta que

contenga (aproximadamente) a los tres puntos, para lo cual usaremos las

siguientes formulas:

∑ ∑ ∑ ∑

(∑ )

Expresar el límite líquido (WL) del suelo como la humedad

correspondiente a la intersección de la curva de flujo con la abscisa de 25

golpes, aproximando al entero más próximo.

6.2.2. ENSAYO 2 (LÍMITE PLÁTICO)

Hallamos el contenido de humedad de la muestra, lo cual se nos hace

sencillo teniendo los datos hallados en laboratorio.

Calcular el límite plástico (Wp) como el promedio de las tres

determinaciones efectuadas sobre la muestra de ensaye. Dichas

determinaciones no deben diferir entre sí en más de 2 puntos. Cuando no

se cumpla esta condición debemos repetir todo el ensaye.

6.2.3. DETERMINACIÓN DEL INDICE PLÁSTICO:

DONDE:

IP= índice de plasticidad del suelo, %

WL = límite liquido del suelo, %; y

WP = límite plástico del suelo, %.

Cuando no pueda determinarse uno de los dos límites (WL ó Wp) o la diferencia es negativo, informar el índice de plasticidad como NP (no plástico).




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CÁLCULOS DEL LÍMITE LÍQUIDO

DATOS DE LABORATORIO

AJUSTE DE CURVA

Ajustando la recta por mínimos cuadrados:

( )

( ) ( )

( )

Por lo tanto:




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DATOS DE LABORATORIO

AJUSTE DE CURVA

Ajustando la recta por mínimos cuadrados:

( )

( ) ( )

( )

Por lo tanto:




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CÁLCULOS DEL LÍMITE PLÁSTICO

Por lo tanto:

Por lo tanto:

Por lo tanto:

CÁLCULOS DEL ÍNDICE DE PLASTICIDAD

MUETSRA 1 IP=17%-5% IP=12%






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ANÀLISIS DE LAS MUESTRAS

MUESTRA 1

MUESTRA 2

MUESTRA 3




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MEZCLAMOS CON AGUA Y OBTENEMOS UNA MEZCLA

HOMOGENIZADA

ANÀLISIS EN LA COPA DE

CASAGRANDE




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DIVIDIMOS LA PASTA DE SUELO PASANDO EL ACANALADOR

PESAMOS LAS MUESTRAS




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TENEMOS LAS 9 MUESTRAS, 3 DE CADA UNA

LLEVAMOS AL HORNO




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DESPUES DE HABE SECADO 24HR, PESAMOS PARA DETERMINAR

EL LIMITE LIQUIDO




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Análisis DE LAS MUESTRAS

MUESTRA 1

MUESTRA 2

MUESTRA 3




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MEZCLADO DE LA MUESTRA CON AGUA DESTILADA

MOLDEARLAS MUESTRAS

Tomamos una porción de la muestra

de ensaye acondicionada de

aproximadamente 1 cm³.




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FORMAR CILINDRO CON DIÁMETRO DE 3 mm

Si esta

disgregación

se produce

cuando tiene

un diámetro

mayor que 3

mm, puede

considerarse

como un punto

final

satisfactorio

siempre que el

material haya

podido

conformar

previamente

un cilindro de

3 mm.




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LLEVAR LOS CILINDROS DE SUELO AL HORNO

YA RETIRADOS DEL HORNO SE PUEDE HALLAR EL CONTENIDO

DE HUMEDAD Y SI EL LIMITE PLASTICO




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ÍNDICE

I. DATOS INFORMATIVOS 01

DETALLES GENERALES

II. OBJETIVOS 02

III. JUSTIFICACIÓN 02

IV. MARCO TEÓRICO

LIMITE DE CONSISTENCIA 02

LIMITE LÍQUIDO (ENSAYO 1) 04

LIMITE PLÁSTICO (ENSAYO 2) 04

V. INSTRUMENTOS USADOS:

ENSAYO 1 05

ENSAYO 2 06

VI. DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO REALIZADO

6.1. PROCEDIMIENTOS DE LABORATORIO

ENSAYO 1 07

ENSAYO 2 08

6.2. PROCEDIMIENTOS DE TRABAJOS DE GABINETE

ENSAYO 1 10

ENSAYO 2 10

DETERMINACIÓN DEL INDICE PLÁSTICO 10

CÁLCULOS

LÍMITE LÍQUIDO 11

LÍMITE PLÁSTICO 14

ÍNICE DE PLASTICIDAD 14

ANEXO 15

ÍNDICE

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