TEMA: PLASTICIDAD DE LOS SUELOSMATERIA: mecánica de suelos DOCENTE: Ing. Nina Tinta MónicaCARRERA:Ing. en Recursos Hídricos

PLASTICIDAD DE LOS SUELOSLa plasticidad es una propiedad del suelo que expresa la magnitud de las fuerzas de las partículas de agua dentro del suelo ya que éstas permiten que el suelo sea moldeado sin romperse hasta un determinado punto. Es el efecto resultante de una presión y una deformación.

Determinación de la consistencia del suelo mojado La prueba se realiza cuando el suelo está saturado de agua, como por ejemplo, inmediatamente después de una abundante lluvia. En primer lugar, determine la adhesividad, que es la cualidad que tienen los materiales del suelo de adherirse a otros objetos. Después, determine la plasticidad, que es la cualidad por la cual el material edáfico cambia continuamente de forma, pero no de volumen, bajo la acción de una presión constante, y mantiene dicha forma al desaparecer la presión.

Ensayo de campo para determinar la adhesividad del suelo mojadoPresione una pequeña cantidad de suelo mojado entre el pulgar y el índice para comprobar si se adhiere a los dedos. Después, separe los dedos lentamente. Califique la adhesividad de la manera siguiente:

0 No adherente, si el suelo no se adhiere o prácticamente no queda material adherido a los dedos;

1 Ligeramente adherente, si el suelo comienza a adherirse a ambos dedos, pero al separarlos uno de ellos queda limpio y no se aprecia estiramiento cuando los dedos comienzan a separarse;

2 Adherente, si el suelo se adhiere a ambos dedos y tiende a estirarse un poco y a partirse y a no separarse de los dedos

3 Muy adherente, si el suelo se adhiere fuertemente a ambos dedos, y cuando ambos se separan se observa un estiramiento del material.

0 No plástico, si no se puede formar un cordón;  

1 Ligeramente plástico, si se puede formar un cordón, pero serompe fácilmente y vuelve a su estado anterior.

 

2 Plástico, si se puede formar un cordón, pero al romperse y volver a su estado anterior, no se puede formar nuevamente

 

3 Muy plástico, si se puede formar un cordón que no se rompe fácilmente y cuando se rompe, se puede amasar entre las manos y volver a formarlo varias

 

Ensayo de campo para determinar la plasticidad del suelo mojado Amase una pequeña cantidad de suelo mojado entre las palmas de las manos hasta formar una tira larga y redonda parecida a un cordón de unos 3 mm de espesor. Califique la plasticidad de la manera siguiente:

Tipos de suelosGravas .-Las gravas son acumulaciones sueltas de fragmentos de rocas y que tienen más de dos milímetros de diámetro. Dado el origen, cuando son acarreadas por las aguas las gravas sufren desgaste en sus aristas y son, por lo tanto, redondeadas. Arenas La arena es el nombre que se le da a los materiales de granos finos procedentes de la denudación de las rocas o de su trituración artificial, y cuyas partículas varían entre 2 mm y 0.05 mm de diámetro.Limos Los limos son suelos de granos finos con poca o ninguna plasticidad, pudiendo ser limo inorgánico como el producido en canteras, o limo orgánico como el que suele encontrarse en los ríos, siendo en este último caso de características plásticas. Los limos sueltos y saturados son completamente inadecuados para soportar cargas por medio de zapatas. Su color varía desde gris claro a muy oscuro. La permeabilidad de los limos orgánicos es muy baja y su compresibilidad muy alta. Arcillas Se da el nombre de arcilla a las partículas sólidas con diámetro menor de 0.005 mm y cuya masa tiene la propiedad de volverse plástica al ser mezclada con agua. Caliche El término caliche se aplica a ciertos estratos de suelo cuyos granos se encuentran cementados por carbonatos calcáreos. Parece ser que para la formación de los caliches es necesario un clima semiárido. La marga es una arcilla con carbonato de calcio, más homogénea que el caliche y generalmente muy compacta y de color verdoso

Loess Los loess son sedimentos eólicos uniformes y cohesivos. Esa cohesión que poseen es debida a un cementante del tipo calcáreo y cuyo color es generalmente castaño claro. El diámetro de las partículas de los loess esta comprendido entre 0.01 mm y 0.05 mm.Diatomita Las diatomitas o tierras diatomáceas son depósitos de polvo silícico, generalmente de color blanco, compuesto total o parcialmente por residuos de diatomeas. Las diatomeas son algas unicelulares microscópicas de origen marino o de agua dulce, presentando las paredes de sus células características silícicas.Gumbo Es un suelo arcilloso fino, generalmente libre de arena y que parece cera a la vista; es pegajoso, muy plástico y esponjoso. Es un material difícil de trabajar. Teapete Es un material pulvurento, de color café compuesto de arcilla, limo y arena en proporciones variables, con un cementante que puede ser la misma arcilla o el carbonato de calcio. La mayoría de las veces el origen deriva de la descomposición y alteración, por intemperismo, de cenizas volcánicas basálticas. También suelen encontrarse lentes de piedra pómez dentro del tea pete. Suelos cohesivos y no cohesivosUna característica que hace muy distintivos a diferentes tipos de suelos es la cohesión. Debido a ella los suelos se clasifican en "cohesivos" y " no cohesivos". Los suelos cohesivos poseen la propiedad de la atracción intermolecular, como las arcillas. Los suelos no cohesivos son los formados por partículas de roca sin ninguna cementación, como la arena y la grava.

Calculo del índice de la plasticidad y su importancia

Partiendo del límite liquido y el límite plástico, el índice de plasticidad (IP) puede definirse como la diferencia numérica entre ellos:Límite líquido (LL) Porcentaje de contenido de humedad con que un suelo cambia, al disminuir su humedad, de la consistencia líquida a la plástica, o, al aumentar su humedad, de la consistencia plástica a la líquida.Límite plástico (LP) Porcentaje de contenido de humedad con que un suelo cambia al disminuir su humedad de la consistencia plástica a la semisólida, o, al aumentar su humedad, de la consistencia semisólida a la plástica.Los límites líquido y plástico dependen de la cantidad y el tipo de arcilla presentes en el suelo: Un suelo con un alto contenido de arcilla generalmente posee altos LL y LP; Las arcillas coloidales poseen un LL y un LP superiores a los de las arcillas no coloidales; La arena, la grava y la turba no tienen plasticidad. Su LP = 0; Los limos presentan plasticidad sólo ocasionalmente, su LP es igual o ligeramente

superior a 0.

IP = LL - LP

El índice de plasticidad se expresa con el porcentaje del peso en seco de la muestra de suelo, e indica el tamaño del intervalo de variación del contenido de humedad con el cual el suelo se mantiene plástico. En general, el índice de plasticidad depende sólo de la cantidad de arcilla existente e indica la finura del suelo y su capacidad para cambiar de configuración 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 será cero.

Plasticidad de diversos tipos de suelos arcillosos/ limosos

Categoría Suelo IP Grado de plasticidad

I Arena o limo trazas de arcilla

poca arcilla

0-1 No plástico

1-5 Ligera plasticidad

5-10 Baja plasticidad

II Franco arcilloso 10-20 Mediana plasticidad

III Arcilloso limosoArcilla

20-35 Alta plasticidad

>35 Muy alta plasticidad

FACTORES QUE AFECTAN LA PLASTICIDAD DEL SUELO 1) Contenido de ArcillaComo la plasticidad es función de las fracciones más finas del suelo, los distintos suelos tendrán diferente plasticidad de acuerdo con la cantidad de arcilla que contengan.

2) Naturaleza de los Minerales del Suelo los minerales que tienen una estructura laminar, muestran plasticidad cuando son pulverizados. Cuarzo y feldespatos, no tienen estructura laminar y por lo tanto no desarrollan plasticidad. Talco, muscovita, biotita y otros minerales cuyas artificiales tienen forma laminar presentan plasticidad. Estas diferencias son atribuidas a la mayor superficie e incremento de las superficies de contacto en las partículas laminares.

3) Minerales de Arcilla.- Son producto principalmente de la meteorización química y descomposición de feldespatos como ortoclasa y plagioclasa, y algunas micas. Son de tamaño reducido y forma aplanada. La clave de alguna de las propiedades de los suelos arcillosos, tales como plasticidad, compresibilidad y el potencial de expansión/contracción, se centra en la estructura de los minerales arcillosos.

Hay tres grupos principales de minerales arcillosos:Caolinitas: formada por la descomposición de la ortoclasa feldespática ,el caolín es el principal constituyente de la Arcilla de China y la Arcilla de Ball.Ilitas: son los minerales de arcilla más comunes; formados por la descomposición de algunas micas y feldespatos; predominantes en arcillas marinas y shales.Montmorillonitas: formadas por la alteración de rocas ígneas básicas que contienen silicatos ricos en Ca y Mg; los débiles enlaces de los cationes ( Na+, Ca++) resultan de un elevado potencial de expansión/contracción. 4) Composición Química del Coloide.- Las propiedades físico-químicas de la arcilla varían con la relación sílice/sesquióxidos. La capacidad de adsorción de la superficie coloidal para los cationes y las moléculas de agua decrece cuando la relación se vuelve menor. Los suelos con baja relación sílice/sesquióxidos se vuelven plásticos con un contenido de humedad menor que los suelos con relación sílice/sesquióxidos más altas.

5) Contenido de Materia Orgánica La materia orgánica ejerce un efecto interesante sobre la plasticidad del suelo. Medidas de las constantes de plasticidad de diferentes suelos, usualmente muestran que los límites de plasticidad en los horizontes superficiales son más altos en la escala de humedad que los de los horizontes inferiores. Este efecto está aparentemente asociado con la presencia de materia orgánica en el horizonte superficial. La oxidación de la materia orgánica con el agua causa un descenso de ambos límites (es decir se vuelve plástico con menos agua)

LA UTILIDAD DEL SUELO PLASTICO