Plasticidad-practica (5 y 6)

8/18/2019 Plasticidad-practica (5 y 6)

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Practica de plasticidad


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OBJETIVO:

Determinar el límite líquido, límite plástico, así como el índice de plasticidad del

suelo en estudio.

Las propiedades de un suelo formado por partículas finamente divididas dependenen gran parte de la humedad. El agua forma una película alrededor de los granos

y su espesor puede ser determinante de comportamientos diferentes del material.

Cuando el contenido de agua es muy elevado, el suelo no tiene resistencia al

esfuerzo cortante; al perder agua va aumentando esa resistencia. El límite liquido

y plástico nos da una idea de que tan comprensile puede ser el suelo.

El limite liquido !li" lo fi#a el contenido de agua !e$presado en porciento del peso

seco" que dee tener un suelo remoldeado para que una muestra del mismo, en

que haya practicado una ranura de dimensiones estándar, al someterla al impacto

de %& golpes ien definidos, se cierre sin resalar en su apoyo.

El limite plástico !lp" lo fi#a el contenido de agua con el que comienza a agrietarseun rollo formado con el suelo de apro$imadamente de '.% mm. De diámetro, al

rodarlo sore una superficie no asorente.

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INTRODUCCION

Determinar el límite líquido, límite plástico así como el índice de plasticidad delsuelo en estudio.

Las propiedades del suelo formado por partículas finamente divididas dependenen gran parte de la humedad. El agua forma una película alrededor de los granosy su espesor puede ser determinante de comportamientos diferentes del material.

Cuando el contenido de agua es muy elevado, el suelo no tiene resistencia alesfuerzo cortante, al aumentar su p(rdida de agua aumenta su resistencia. ellímite líquido y plástico nos dan una idea de que tan compresile puede ser elsuelo.

MARCO TEORICO

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Limites de consistencia

Los límites de )ttererg o límites de consistencia se asan en el concepto de quelos suelos finos, presentes en la naturaleza, pueden encontrarse en diferentesestados, dependiendo del contenido de agua. )sí un suelo se puede encontrar enun estado s*lido, semis*lido, plástico, semilíquido y líquido. La arcilla, por e#emplo

al agregarle agua, pasa gradualmente del estado s*lido al estado plástico yfinalmente al estado líquido.

El contenido de agua con que se produce el camio de estado varía de un suelo aotro y en mecánica de suelos interesa fundamentalmente conocer el rango dehumedades, para el cual el suelo presenta un comportamiento plástico, es decir,acepta deformaciones sin romperse !plasticidad", es decir, la propiedad quepresenta los suelos hasta cierto límite sin romperse.

El m(todo usado para medir estos límites de humedad fue ideado por )ttererg aprincipios de siglo a trav(s de dos ensayos que definen los límites del estado

plástico.

Los límites de )ttererg son propiedades índices de los suelos, con que se definenla plasticidad y se utilizan en la identificaci*n y clasificaci*n de un suelo.

Plasticidad y límites de consistencia

+lasticidad es la propiedad que tienen algunos suelos de deformarse sinagrietarse, ni producir reote elástico.

Los suelos plásticos camian su consistencia al variar su contenido de agua. Deahí que se puedan determinar sus estados de consistencia al variar si se conocelas fronteras entre ellas. Los estados de consistencia de una masa de sueloplástico en funci*n del camio de humedad son s*lidos, semis*lido, líquido yplástico. Estos camios se dan cuando la humedad en las masas de suelo varía.+ara definir las fronteras en esos estados se han realizado muchasinvestigaciones, siendo las mas conocidas las de erzaghi y )ttergerg.+ara calcular los limites de )ttererg el suelo se tamiza por la malla -/0 y lapoci*n retenida es descartada.

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La frontera convencional entre los estados semis*lido y plástico se llama límiteplástico, que se determina alternativamente presionando y enrollando unapeque1a porci*n de suelo plástico hasta un diámetro al cual el peque1o cilindro sedesmorona, y no puede continuar siendo presionado ni enrollado. El contenidode agua a que se encuentra se anota como límite plástico.

La frontera entre el estado s*lido y semis*lido se llama límite de contracci*n y a lafrontera entre el límite plástico y líquido se llama límite líquido y es el contenido deagua que se requiere adicionar a una peque1a cantidad de suelo que se colocaráen una copa estándar, y ranurará con un dispositivo de dimensiones tami(nestándar, sometido a %& golpes por caída de 20 mm de la copa a raz*n de %golpes3s, en un aparato estándar para limite líquido; la ranura efectuada deerácerrarse en el fondo de la copa a lo largo de 2' mm.

En los granos gruesos de los suelos, las fuerzas de gravitaci*n predominafuertemente sore cualquiera otra fuerza; por ello, todas las partículas gruesastienen un comportamiento similar.

En los suelos de granos muy finos, sin emargo fuerzas de otros tipos e#ercenacci*n importantísima; ello es deido a que en estos granos, la relaci*n de área avolumen alcanza valores de consideraci*n y fuerzas electromagn(ticasdesarrolladas en la superficie de los compuestos minerales coran significaci*n.En general, se estima que esta actividad en la superficie de la partícula individuales fundamental para tama1os menores que dos micras !0,00% mm".

Relacin ent!e las "ases slidas y li#$idas en $na a!cilla

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Durante mucho tiempo se crey* que los minerales de las arcillas eran denaturaleza amorfa, pero todas las investigaciones de detalle realizadas hastaahora han demostrado, que son cristalinos y altamente estructurados.E$isten suelos que al ser remoldeados, camiando su contenido de agua, si esnecesario, adoptan una consistencia característica que se ha denominado

plástica. Estos suelos han sido llamados arcillas originalmente por los homresdedicados a la cerámica; la palara pas* a la mecánica de suelos, en (pocas másrecientes, con id(nticos significados. la plasticidad es en este sentido, unapropiedad tan evidente que ha servido de anta1o para clasificar suelos en formapuramente descriptiva. +ronto se reconoci* que e$istía una relaci*n específicaentre la plasticidad y las propiedades fisico 4 químicas determinantes delcomportamiento mecánico de las arcillas. Las investigaciones han proado que laplasticidad de un suelo es deida a su contenido de partículas más finas de formalaminar ya que esta e#erce una influencia importante en la compresiilidad delsuelo, mientras que el peque1o tama1o propio de esas partículas hace que lapermeailidad del con#unto sea muy a#a.

5tras ramas de la ingeniería han desarrollado otra interpretaci*n del concepto deplasticidad, como es el caso del esfuerzo4deformaci*n de los materiales.

)l tratar de definir en t(rminos simples la plasticidad de un suelo, no resultasuficiente decir que un suelo plástico puede deformarse y remoldearse sinagrietamiento, pues una arena fina y h6meda tiene esas características cuando ladeformaci*n se produce lentamente y, sin emargo, no es plástica en un sentidomás amplio de la palara; hay entre el comportamiento de la arcilla y el de laarena en cuesti*n una importante diferencia7 el volumen de la arcilla permanececonstante durante la deformaci*n, mientras que el de la arena varía; además, laarena se desmorona en deformaci*n rápida.

+or lo tanto, en mecánica de suelos podemos definir la plasticidad como lapropiedad de un material por la cual es capaz de soportar deformaciones rápidas,sin reote elástico, sin variaci*n volum(trica apreciale y sin desmoronarse niagrietarse.

Estados de consistencia% Límites de &lasticidad

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+ara medir la plasticidad de las arcillas se han desarrollado varios criterios de loscuales se menciona el desarrollado por )ttererg, el cual di#o en primer lugar quela plasticidad no es una propiedad permanente de las arcillas, sino circunstancial ydependiente de su contenido de agua. 8na arcilla muy seca puede tener laconsistencia de un ladrillo, con plasticidad nula, y esa misma, con gran contenido

de agua, puede presentar las propiedades de un lodo semilíquido o, inclusive, lasde una suspensi*n líquida. Entre amos e$tremos, e$iste un intervalo delcontenido de agua en que la arcilla se comporta plásticamente. En segundo lugar,

)ttererg hizo ver que la plasticidad de un suelo e$ige, para ser e$presada enforma conveniente, la utilizaci*n de dos parámetros en lugar de uno.

9eg6n su contenido de agua en forma decreciente, un suelo susceptile de ser plástico puede estar en cualquiera de los siguientes estados de consistencia,definido por )ttererg.2.4 Estado líquido, con las propiedades y apariencias de una suspensi*n.%.4Estado 9emilíquido, con las propiedades de un fluido viscoso.'.4Estado +lástico, en que el suelo se comporta plásticamente.

/.4Estado semi s*lido, en el que el suelo tiene la apariencia de un s*lido, pero a6ndisminuye de volumen al estar su#eto a secado.

9elecci*n para la determinaci*n de los límites de plasticidadEs importante que las muestras seleccionadas para determinar los límites sean lomás homog(neas que se pueda lograr. ) este respecto, ha de tenerse en cuenta,que el aspecto de una arcilla inalterada es muy enga1oso; a simple vista puede nopresentar la menor indicaci*n de estratificaci*n, ni camio de color y ello noostante, su contenido natural de humedad puede variar grandemente endiferentes zonas de la misma muestra e$traída del terreno, con correspondientesvariaciones apreciales en los límites líquidos.

Utili'acin &!(ctica de los Límites de Atte!)e!*

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En la actualidad, los límites de )ttererg son las determinaciones que con másasiduidad se practican en los laoratorios de :ecánica del 9uelo. 9u utilidadderiva de que, gracias a la e$periencia acumulada en miles de determinaciones,es suficiente conocer sus valores para poderse dar una idea astante clara del tipo

de suelo y sus propiedades. Como, por otra parte, se trata de determinacionessencillas y rápidas, permiten una pronta identificaci*n de los suelos y la selecci*nadecuada de muestras típicas para ser sometidas a ensayos más complicados.Los límites de )ttererg pertenecen, #unto al análisis granulom(trico, al tipo deensayos de identificaci*n. +ero, si el análisis granulom(trico nos permite conocer la magnitud cuantitativa de la fracci*n fina, los límites de )ttererg nos indican sucalidad, completando así el conocimiento del suelo. recuentemente se utilizan loslímites directamente en las especificaciones para controlar los suelos a utilizar enterraplenes.El índice de plasticidad, que indica la magnitud del intervalo de humedades en elcual el suelo posee consistencia plástica, y el índice de liquidez, que indica lapro$imidad del suelo natural al límite líquido, son características especialmente6tiles del suelo.

Límite lí#$idoEl límite líquido como fue definido por )ttererg ha estado su#eto a distintasvariaciones en su determinaci*n. ue erzaghi, quien le sugiri* a Casagrande en2


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+ara entender el significado del ensayo mediante el dispositivo desarrollado por Casagrande, se puede decir que para golpes secos, la resistencia al cortedinámica de los taludes de la ranura se agota, generándose una estructura de flu#oque produce el deslizamiento. La fuerza resistente a la deformaci*n puedeconsiderarse como la resistencia al corte de un suelo. La resistencia al corte de

todos los suelos en el límite líquido es constante y tiene un valor apro$imado de%,% >+a.

La c$!+a de "l$,o

Casagrande oserv* que el n6mero de golpes necesarios para cerrar la ranuradependía del contenido de agua del suelo y que cuando una serie de resultadosde un suelo se representaa en un gráfico donde el e#e de la humedad eraaritm(tico y el e#e del n6mero de golpes era logarítmico, esos resultados formaanuna línea recta. Esa curva fue llamada curva de flu#o.

Las venta#as de graficar los resultados de este modo son7 la curva puede ser diu#ada con pocos puntos, se pueden detectar mas fácilmente los errores en una

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línea recta !escala semilogarítmica" que en una línea curva !escala aritm(tica" y elíndice de flu#o puede ser definido por la pendiente de la recta.

El n6mero de golpes - puede ser considerado como representada por la fuerzaigual a - veces la fuerza e#ercida en la aplicaci*n de un solo golpe. La resistenciaal corte de un suelo es oviamente proporcional a la fuerza requerida paraproducir una deformaci*n dada !en el caso tratado, el cierre de la ranura".Entonces, el n6mero de golpes - de la ecuaci*n !'", puede ser tomado comoproporcional a s, la resistencia al corte de un suelo, y puede ser escrita como7

La necesidad de e#ecutar muchos ensayos de límites líquidos llev* a desarrollar un

m(todo de determinaci*n que tuviese cone$i*n con la curva de flu#o, ya que losestudios de Casagrande decían que muestras de un mismo suelo deerían tener curvas de flu#o con pendiente constante.

Dete!minacin del límite lí#$ido



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8na vez estalecido 0,22= como pendiente más proale de los distintos gradosde humedad de un mismo suelo, independientemente de su origen geol*gico!Eden, 2


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Res$ltados o)tenidos en la &!(ctica

)rcilla

M$est!a li#$ida

ca,a &et!ict /0.& gca,a &et!ict con m$est!a-seco. =& gca,a &et!ict /0.& gca,a &et!ict con m$est!a -mo,ada. =0 gN$me!o de *ol&es -o huo golpe

M$est!a semilí#$idaca,a &et!ict '


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Limo

M$est!a li#$idaca,a &et!ict /&.@ gca,a &et!ict con m$est!a-seco. '0 gca,a &et!ict /&.@ gca,a &et!ict con m$est!a -mo,ada. =/ gN$me!o de *ol&es % golpes

M$est!a semili#$idaca,a &et!ict '%.@ gca,a &et!ict con m$est!a-seco. '0 g

ca,a &et!ict '%.@ gca,a &et!ict con m$est!a -mo,ada. @2 gN$me!o de *ol&es < golpes

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M$est!a &lasticaca,a &et!ict 'B.< gca,a &et!ict con m$est!a-seco. '0 gca,a &et!ict 'B.< gca,a &et!ict con m$est!a -mo,ada. @0 g

N$me!o de *ol&es '% golpes

Pesos de las m$est!a secas

arcilla Limo

Liquida &< g Liquida @&.< g

9emilíquida @/.2 g 9emilíquida &'.B g

+lástica &@ g +lástica &0 g

ollitos // g ollitos '


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Peso +ol$m/t!ico

)rcilla liquidad

0$medad1 23*4eca1 56*M$est!a1 78*

w=11

30(100)=36.67

)rcilla semilíquida

0$medad1 29%3*4eca1 5%3*M$est!a1 78*

w=8.55

30(100)=28.5

)rcilla plástica

0$medad1 2;*4eca1 59%


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Concl$siones:

En esta práctica referente a los limites de consistencia se pudo oservar loscamios que tiene el suelo al aplicarle agua, en el límite liquido utilizamos la copade casa grande con este m(todo que consiste en / muestras de suelo que secolocan en un vidrio de relo# pasando el ranurador en medio de la muestra seguidode aplicarle golpes a la muestra y contar los golpes hasta que la muestra secontraiga, despu(s de someter las muestras y realizar los cálculos requeridosllegamos a la conclusi*n de que el suelo es una arcilla altamente compresiledeterminando esto con la carta de plasticidad.

Esta es una práctica muy importante ya que nos muestra como determinar elmaterial que se encuentra en una determinada área. deido a que nosotros al

realizar un proyecto tenemos que hacer una visita al lugar donde se realizaradicho proyecto entonces lo que podemos oservar con el recorrido es una idea delsuelo que se encuentra en ese lugar pero en el laoratorio se afirma si en realidades o no el suelo que se suponía.

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BIBLIO=RA>?A

https733upcommons.upc.edu3pfc3itstream3%0


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Res$ltados o)tenidos en la se*$nda la &!(ctica de &lasticidad!eali'ada en el la)o!ato!io de in*enie!ía ci+il

A!cilla

:aterial +eso en gramos !g"

!eci&iente =0


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(# ) # !) !# ")

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DETERMINACION DE ESTADO PLATICO DE LA MUESTRA

*+Val,es

*+Val,es

*+Val,es

*+Val,es

Peso de los !ollitos ecos de $na &o!cin de las c$at!o m$est!as o)tenidascon dimensiones de 58 cm de la!*o &o! 7 mm de anco%

-umero de roll0 +eso del rollo sore latapa !g"

+eso de rollo solo en !g"

R5 5%


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Peso +ol$m/t!ico de las c$at!o m$est!as

M$est!a N5

IumedadJ '


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