INGENIERIA CIVIL L. LQUIDO Y PLASTICO

INGENIERIA CIVIL L. LQUIDO Y PLASTICO INTRODUCCIONEl presente trabajo est referido los lmites lquido y plstico que son 2 de los 5 lmites propuestos por A. Atterberg un cientfico suizo.a. Lmite de cohesinb. Lmite de pegajosidadc. Lmite de contraccind. Lmite plsticoe. Lmite lquidoEn el presente Informe daremos a conocer el mtodo para medir Lmite Lquido, Lmite Plstico, e ndice de Plasticidad, correspondiente al Ensaye de Atterberg, considerando la consistencia de un suelo que disminuir o aumentar dependiendo de la cantidad de su componente lquido.- Una vez disminuida la humedad en el suelo arcilloso lquido, pasar gradualmente a estado plstico Los lmites de Atterberg o lmites de consistencia se utilizan para caracterizar el comportamiento de los suelos finos. El nombre de estos es debido al cientfico sueco Albert Miurita Atterberg. (1846-1916). Los lmites 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. As un suelo se puede encontrar en un estado slido, semislido, plstico, semilquido y lquido.En la actualidad, los lmites de Atterberg son los que ms se practican en los laboratorios de Mecnica del Suelo. Su utilidad deriva de que, gracias a la experiencia acumulada en miles de determinaciones, es suficiente conocer sus valores para poderse dar una idea bastante clara del tipo de suelo y sus propiedades. Por otra parte, se trata de determinaciones sencillas y rpidas que permiten una pronta identificacin de los suelos y la seleccin adecuada de muestras tpicas para ser sometidas a ensayos ms complicados.En el informe da conocimiento de los materiales, equipos, instrumentos y procedimientos necesarios para la determinacin del lmite lquido y plstico del suelo, concluyendo as con los resultados obtenidos al traducir los conocimientos adquiridos en la parte terica del curso de mecnica de suelos.

INDICEINTRODUCCION1OBJETIVOS DE LMITE LQUIDO Y LMITE PLSTICO3A.OBJETIVOS GENERALES.3B.OBJETIVOS ESPECIFICOS.3C.REFERENCIA.3FUNDAMENTOS TEORICOS.4LOS LMITES DE ATTERBERG:4A.Lmite Lquido (LL)4B.LMITE PLSTICO (LP)5C.NDICE DE PLASTICIDAD.5a)DETERMINACIN DEL NDICE PLASTICIDAD.6MATERIALES Y EQUIPOS.7PROCEDIMIENTO:9A.PREPARACIN DEL MATERIAL:9a)DETERMINACIN DEL LMITE LQUIDO:9b)DETERMINACIN DEL LMITE PLASTICO:12DATOS OBTENIDO DE LABORATORIO:15CLCULOS16CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.17OBSERVACIONES:17CONCLUSIONES.17RECOMENDACIONES:17BIBLIOGRAFIA.19ANEXOS.20

OBJETIVOS DE LMITE LQUIDO Y LMITE PLSTICO

A. OBJETIVOS GENERALES. Estudiar las caractersticas de plasticidad de los suelos, como afectados por las variaciones en el contenido de humedad del suelo.B. OBJETIVOS ESPECIFICOS. Elaborar la grfica de granulometra y calcular los coeficientes de uniformidad y curvatura. Determinar el porcentaje de finos, y el contenido de humedad de la muestra. Ensear un mtodo para la realizacin de un anlisis granulomtrico, destacando su aplicacin prctica dentro de la rama de la ingeniera. Aprender un mtodo de ensayo para determinar la cantidad de material ms fino que 0.075mm en el agregado por lavado, dispersando las partculas de arcilla, materiales solubles en el agua, etc. Aprender a presentar los datos obtenidos de un anlisis granulomtrico y ser capaz de interpretarlos.

Determinar el lmite lquido y el lmite plstico de una muestra de suelo. Entender el procedimiento a seguir para determinar los lmites de consistencia de un suelo. Concientizarnos sobre la importancia de realizar este tipo de ensayos y sobre sus aplicaciones en nuestra carrera.C. REFERENCIA. Determinacin del Lmite Lquido a travs del Mtodo ASTM D 423.

FUNDAMENTOS TEORICOS.

LOS LMITES DE ATTERBERG:Los lmites de Atterberg o lmites 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. As un suelo se puede encontrar en un estado slido, semislido, plstico, semilquido y lquido. La arcilla, por ejemplo al agregarle agua, pasa gradualmente del estado slido al estado plstico y finalmente al estado lquido.Para lo cual nos interesa fundamentalmente conocer el rango de humedades, para el cual el suelo presenta un comportamiento plstico, es decir, acepta deformaciones sin romperse (plasticidad), es decir, la propiedad que presenta los suelos hasta cierto lmite sin romperse.El mtodo usado para medir estos lmites de humedad fue ideado por Atterberg a principios de siglo a travs de dos ensayos que definen los lmites del estado plstico.Los lmites de Atterberg son propiedades ndices de los suelos, con que se definen la plasticidad y se utilizan en la identificacin y clasificacin de un suelo.A. Lmite Lquido (LL) Esta propiedad se mide en laboratorio mediante un procedimiento normalizado en que una mezcla de suelo y agua, capaz de ser moldeada, se deposita en la Cuchara de Casagrande, y se golpea consecutivamente contra la base de la mquina, haciendo girar la manivela, hasta que la zanja que previamente se ha recortado, se cierra en una longitud de 12 mm (1/2"). Si el nmero de golpes para que se cierre la zanja es 25, la humedad del suelo (razn peso de agua/peso de suelo seco) corresponde al lmite lquido. Dado que no siempre es posible que la zanja se cierre en la longitud de 12 mm exactamente con 25 golpes, existen dos mtodos para determinar el lmite lquido: - trazar una grfica con el nmero de golpes en coordenadas logartmicas, contra el contenido de humedad correspondiente, en coordenadas normales, e interpolar para la humedad correspondiente a 25 golpes. La humedad obtenida es el Lmite Lquido. - segn el mtodo puntual, multiplicar por un factor (que depende del nmero de golpes) la humedad obtenida y obtener el lmite lquido como el resultado de tal multiplicacin.B. LMITE PLSTICO (LP) Esta propiedad se mide en laboratorio mediante un procedimiento normalizado pero sencillo consistente en medir el contenido de humedad para el cual no es posible moldear un cilindro de suelo, con un dimetro de 3 mm. Para esto, se realiza una mezcla de agua y suelo, la cual se amasa entre los dedos o entre el dedo ndice y una superficie inerte (vidrio), hasta conseguir un cilindro de 3 mm de dimetro. Al llegar a este dimetro, se desarma el cilindro, y vuelve a amasarse hasta lograr nuevamente un cilindro de 3 mm. Esto se realiza consecutivamente hasta que no es posible obtener el cilindro de la dimensin deseada. Con ese contenido de humedad, el suelo se vuelve quebradizo (por prdida de humedad) o se vuelve pulverulento. Se mide el contenido de humedad, el cual corresponde al Lmite Plstico. Se recomienda realizar este procedimiento al menos 3 veces para disminuir los errores de interpretacin o medicin.C. NDICE DE PLASTICIDAD.El ndice de plasticidad se expresa con el porcentaje del peso en seco de la muestra de suelo, e indica el tamao del intervalo de variacin del contenido de humedad con el cual el suelo se mantiene plstico. En general, el ndice de plasticidad depende slo de la cantidad de arcilla existente e indica la finura del suelo y su capacidad para cambiar de configuracin sin alterar su volumen. Un IP elevado indica un exceso de arcilla o de coloides en el suelo. Siempre que el LP sea superior o igual al LL, su valor ser cero.El ndice de plasticidad tambin da una buena indicacin de la compresibilidad. Mientras mayor sea el IP, mayor ser la compresibilidad del suelo.

a) DETERMINACIN DEL NDICE PLASTICIDAD.Es un parmetro fsico que se relaciona con la facilidad de manejo del suelo, por una parte, y con el contenido y tipo de arcilla presente en el suelo, por otra:Se obtiene de la diferencia entre el lmite lquido y el lmite plstico:IP = LL LP > 10 plstico. IP = LL LP < 10 no plstico.Valores Menores de 10 indican baja plasticidad, y valores cercanos a los 20 sealan suelos muy plsticos.DONDE:IP= ndice de plasticidad del suelo, %LL = lmite liquido del suelo, %; yLP = lmite plstico del suelo, %.

MATERIALES Y EQUIPOS. Una copa Casagrande para (L.L).- Consiste una taza (cuchara) de bronce de 20020grs, montada en un dispositivo de apoyo fijado a una base de caucho. Balanza.- De una precisin de 0.01gr Horno.- De secado con circulacin de aire y temperatura regulable. Fuentes metlicas Plato de mezcla o capsula de porcelana Tamiz N 40 Tara Placa de Vidrio para el lmite plstico

COPA CASA GRANDE BALANZA

TAMIZ N 40 RESIPIENTE PARA MESCLADO

TARAS AGUA DESTILA HORNO LAMINA DE VIDRIO

MUESTRA SATURADA 24 HORASPROCEDIMIENTO: A. PREPARACIN DEL MATERIAL:Se utiliza nicamente la parte del suelo que pasa por la malla N40 (0.42 mm). Si la muestra contiene tamaos mayores que 0.42 mm, se deben eliminar los tamaos mayores evitando todo exceso de secamiento de la muestra (sea en el horno o en el aire). Se procede a agregar o retirar agua segn sea necesario, revolver la muestra hasta obtener una pasta semi-lquida homognea en trminos de humedad.Pesamos una muestra de suelo de 300 gr y aadimos 60.5 ml de agua (el agua utilizada para este ensayo de laboratorio es destilada), con esta muestra de suelo hmeda y homognea realizamos el primer ensayo, para el segundo ensayo aadimos a nuestra muestra de suelo 5.0 ml de agua teniendo un total de 65.5 ml, de la misma forma aadiremos 4.0 ml de agua para el tercer ensayo teniendo as 69.5 ml y 4.0 ml ms para el cuarto ensayo teniendo en total 73.5 ml. Cada uno de estos ensayos pasa por una serie de procedimientos para la determinacin del lmite lquido, que se explican a continuacin.a) DETERMINACIN DEL LMITE LQUIDO:a) Una vez preparada una pasta de suelo en la cpsula de porcelana con una humedad ligeramente superior al lmite lquido.

Preparacin de la pasta de suelo

b) Desmontar y secar la cpsula de la mquina de Casagrande, asegurndose que ella se encuentre perfectamente limpia y seca antes de iniciar el procedimiento.

Proceso de calibrado de la Copa Casagrande

c) Colocar entre 10 y 15 gramos de suelo hmedo en la cpsula, alisando la superficie a una altura de 1 cm con la esptula, cuidando de no dejar burbujas de aire en la masa de suelo.

Muestra de suelo hmeda y apisonada en Copa Casagrande

d) Usando el acanalador separar el suelo en dos mitades segn el eje de simetra de la cpsula.

Muestra de suelo ranurada por el acanalador lista para el ensayo

Girar la manivela de manera uniforme a una velocidad de dos revoluciones/seg (2rev/seg); continuar hasta que el surco se cierre en de longitud; anotar el nmero de golpes, en nmero de golpes tiene que ser inferior a 40.

e) Tomar una muestra de aproximadamente 5 g de suelo en la zona donde se cerr el surco y pesarla de inmediato para obtener su contenido de humedad, lo que permitir obtener un punto en el grfico semi-logartmico de humedad vs nmero de golpes que se describe ms adelante; despus meter la muestra al horno para obtener el peso del suelo seco.Para el desarrollo de este se ensay se debe tomar una muestra de suelo de la copa Casagrande y ponerla en una tarita, luego en el horno deber mantenerse a una temperatura de 110 oC y en un rango de tiempo de 18 a 24 horas.

Horno para secado de muestras contenidas en las taritas

Este proceso se repite nuevamente con tres muestras ms para lograr cuatro puntos a diferentes contenidos de humedad. Los siguientes rangos de golpes son los recomendados: 25 a 30 golpes 20 a 25 golpes 20 a 15 golpesNOTA: Cantidad de suelo utilizado. Velocidad a la cual se dan los golpes, son 02 golpes por segundo. Tiempo de reposo del suelo en la copa antes de comenzar la cuenta de golpes. Limpieza de la copa antes de colocar la masa de suelo para el ensayo. Humedad del laboratorio y rapidez con la que se hace el ensayo. Tipo de material utilizado como base del aparato o sea superficie contra la cual se debe golpear la cazuela, debe ser caucho duro o similar. Calibracin de la altura de cada de la copa, debe ser 1 cm. Tipo de acanalador utilizado para hacer la ranura. Condicin general del aparato del lmite lquido: pasadores desgastados, conexiones que no estn firmemente apretadas, etc.

b) DETERMINACIN DEL LMITE PLASTICO:

El lmite plstico es la humedad correspondiente en el cual el suelo se cuartea y quiebra al formar pequeos rollitos o cilindros pequeos. Conjuntamente con el lmite lquido, el lmite plstico es usado en la identificacin y clasificacin de suelos.EQUIPOS Balanza, con sensibilidad a 0.01 gr. Placa de vidrio esmerilado de por lo menos 30cm. de lado, de forma cuadrada por 1cm. De espesor. Horno capaz de mantener la temperatura a 110 + 5C. Esptula de acero inoxidable, Cpsula de evaporacin para el mezclado, puede ser de porcelana, vidrio o plstico Taras.

VIDRIO MEZCLA

ELABORANDO VASTONCITOS BALANZA

Para la prueba de lmiteplstico de una muestra desuelo, seguimos los siguientes pasos:

a. Se toma una muestra de la pasta de suelo que se prepar anteriormente como ya hemos mencionado, la cual haya requerido ms de 40 golpes para cerrar la ranura que se le hace en el procedimiento para este ensayo.b. Esta muestra, que se acerca ms al estado plstico, se le adiciona un poco ms de muestra seca hasta alcanzar una consistencia aparentemente en estado plstico (parecida a la de la conocida plastilina) que no se agriete pero no con muchas grietas.c. Con la pasta preparada se procede a moldear rollitos cilndricos de aproximadamente 1/8 o 3 mm de dimetro y 5 centmetros de longitud, sobre una lmina de vidrio de superficie totalmente lisa.d. Luego estos rollitos se colocan en dos recipientes y se pesan en una balanza de sensibilidad de 0.1 gramos, y se meten a un horno a una temperatura de 100a 110 C, porun intervalo de 24 horas aproximadamente.e. Despus de pasadas las 24 horas se retiran las dos muestras y se pesan, para as determinar, con las diferencias de peso, el contenido de humedad.f. Se tomaron dos muestras, para con el promedio de los dos contenidos de humedad, determinar el lmite plstico de la muestra.

RELACIN ENTRE EL GRADO DEEXPASIN Y EL LMITE LQUIDO SEGNDAKSHANAMURTHY Y RAMAN (1973)Lmite lquido (%)Grado de Expansin

0 - 20No hay hinchamiento

20 - 35Bajo hinchamiento

35 - 50Hinchamiento medio

50 - 70Alto hinchamiento

70 - 90Hinchamiento muy alto

mayor que 90Hinchamiento extra alto

RELACIN ENTRE EL POTENCIAL DEHINCHAMIENTO Y EL NDICE DE PLASTICIDADSEGN SEED, WOODWARD Y LUDDGREN, 1962Indice PlsticoPotencial de Hinchamiento

0 - 15Bajo

10 - 35Medio

20 - 55Alto

35 msMuy alto

INDICE PLSTICO = LMITE LQUIDO LMITE PLSTICO

DATOS OBTENIDO DE LABORATORIO:HOJA DE DATOS DE LABORATORIONombre del ensayo: Determinacin del Lmite Lquido del SueloLugar del ensayo: Laboratorio Mecnica de Suelos UNJBGHora / fecha del ensayo: 12:00pm / viernes 01 de Junio del 2012Nombre de la asignatura: Mecnica de Suelos I

ENSAYO N1234

N de golpes38.027.022.020.0

Tara N1.02.03.04.0

Peso del suelo Hmedo + Tara26.7gr22.5 gr28.1gr26.3gr

Peso del suelo Seco + Tara24.9gr21.3gr25.6gr24 gr

Peso del agua1.8gr1.2gr2.5gr2.3gr

Peso de la Tara15.5gr15.9gr15.4gr14.6gr

Peso del suelo seco9.4gr5.4gr10.2gr9.4gr

Contenido de humedad (%)19.1520.2224.5124.47

Tabla N 1

Nmero de GolpesContenido de Humedad en %

3819,15

2722,22

2224,51

2024,47

Tabla N2

CLCULOSCon los datos obtenidos en la tabla N2 realizaremos la grfica humedad vs nmero de golpes para as determinar el lmite lquido de la muestra de suelo; obtenindose el lmite lquido en el golpe nmero 25.Los puntos obtenidos tienden a alinearse sobre una recta lo que permite interpolar para la determinacin de la ordenada para la abscisa donde ubicaremos N = 25 golpes.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

OBSERVACIONES: Con respecto a la determinacin del lmite plstico se ha determinado que este no existe en muestra de suelo puesto que no logra formar el rollo de 3 mm de espesor requerido para este ensayo.

Debido a las malas caractersticas que presento la muestra de suelo utilizada para este ensayo no se pudo concluir con todo el procedimiento para calcular el lmite plstico. Sin embargo nos vemos en la necesidad de transmitir el conocimiento necesario para su determinacin la cual se ve reflejada en el trabajo.CONCLUSIONES. Es muy importante hallar el contenido de agua para un suelo ya que por medio de esta podremos saber el lmite lquido y la plasticidad del suelo en estudio, para nuestro caso el lmite lquido calculado es 22.905704 %.

Se ha llegado a entender los procedimientos necesarios para la realizacin de este ensayo de laboratorio. Se ha llegado a dar una mayor importancia a lo que significa este tipo de ensayo en el desarrollo de la vida laboral del futuro profesional.RECOMENDACIONES: Las variables que pueden afectar a la prctica de laboratorio realizada es no cumplir con la frecuencia de golpes especificada por el docente.

La altura de cada de la cuchara debe ser verificada antes de empezar un ensayo, utilizando el mango de calibre de 10mm adosado al ranurador. En caso de no tener la altura especificada (1 cm), se aflojan los tornillos de fijacin y se mueve el de ajuste hasta obtener la altura requerida.

La muestra de suelo mezclada con agua debe quedar homognea, de no ser as esto afectara al clculo del porcentaje de hmeda, lo cual nos lleva a resultados errneos con respecto al suelo. Se recomienda que para un ensayo sobre el lmite plstico se efecte solamente en suelos que presente menos limos.

Se recomienda que los clculos se efecten con la ayuda de algn programa para agilizar los trabajos y obtener resultados ms exactos.

BIBLIOGRAFIA.

Fuentes Textuales.- Lambe, T.W. Soil Testing for Engineers Wiley, New Cork, 1951, Captulo 3 (Biblioteca Ingeniera Civil) Bowles, J.E. Manual de Laboratorio de Suelos en Ingeniera Civil (Biblioteca Ingeniera Civil). Fuentes Electrnicas.- http://html.rincondelvago.com/suelos_11.html http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/nensuel.htm http://apuntesingenierocivil.blogspot.com/2011/03/limites-de-atterberg-ensayo-limite.html http://www.ingenieracivil.com/2009/05/limite-liquido.html Lmite lquido y plstico. Consultado el 11 de Octubre del 2012 Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADmites_de_Atterberg Lmite lquido y plstico. Consultado el 11 de Octubre del 2012 Disponible en http://www.buenastareas.com/ensayos/Limites-Liquido-y-Plastico/2047396.html

ANEXOS.

LIMITE PLASTICO PARTE 1ESTRATO 2-1PESO TARA: 13.03PESO TARA +MUESTRA 18.69

ESTRATO 2-2PESO TARA: 12.72PESO TARA +MUESTRA 18.38

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Mecnica de Suelos y Rocas