Lab_2_Geotec. - U

1 Introducción
En el presente laboratorio se estudiarán los límites de Atterberg, los cuales son utilizados para
caracterizar el comportamiento de los suelos finos. Dichos límites son 3, límite líquido, límite
plástico y límite de retracción. Según las propiedades de los suelos y los datos encontrados
durante este laboratorio se podrá encasillar esta muestra y definir en qué estado se
encuentra, ya sea semi-sólido, plástico o semi-líquido. La importancia de estos datos radica en
que son usados en ambas clasificaciones (ASSHTO y USCS), las cuales permiten determinar el
tipo de suelo de una determinada muestra.
1.1 Fórmulas a utilizar
1. Contenido de humedad:
Ecuación 1.1.1
Donde:
2. Peso del agua en la muestra
Ecuación 1.1.2
Donde:
3. Índice de plasticidad
Ecuación 1.1.3
Donde:
𝑤𝐿 : Límite liquido
𝑤𝑝 : Límite plástico
4. Método del punto único
Ecuación 1.1.4
Donde:
N: número de golpes
𝑊 𝑛 : humedad para dato n
2 Metodología
2.1 Límite líquido
1. Se mezcló una muestra de suelo con agua suficiente para formar un material con
consistencia parecida al manjar, de manera que se pudiera realizar correctamente el ensayo.
2. Se verificó que la cápsula de la máquina Casagrande este limpia y seca, luego se depositó
una porción de la mezcla con tal de esta llegue hasta el límite de la cápsula, posteriormente
se saca un poco de muestra en la parte superior de esta.
3. Usando el acanalador se separó el suelo en dos mitades según el eje de simetría de la
cápsula.
4. Luego se procede a hacer girar la manivela de manera uniforme, para producir los golpes
en la cápsula, hasta que el surco se cierre en 13 milímetros de longitud, y se anota el número
de golpes.
5. Se toma una muestra del suelo en la zona que se cerró el surco y se pesó inmediatamente
con tal de obtener su contenido de humedad.
6.- Este ensayo se realizó varias veces hasta obtener 5 pruebas con un numero de golpes
satisfactorios (entre 15 y 30).
2.2 Límite plástico
1. Se utilizó una porción del material que quedó del ensayo del límite líquido. De esta porción
se formó una bolita con la mano con tal de ir disminuyendo su humedad.
2. Se empezó a amasar la muestra de suelo seleccionada sobre un vidrio con la palma de la
mano hasta formar bastoncitos de 3 mm de diámetro, se desarmó el bastoncito y rearmó
hasta que se quebró al llegar al diámetro pedido en trozos de 0,5 o 1 cm.
3. Se pesa inmediatamente el bastoncito formado y quebrado para determinar su contenido
de humedad.
4. Se repite el proceso una vez más.
3 Resultados
4.1 Datos obtenidos
Con el procedimiento anteriormente descrito se obtuvo el número de golpes para cada
muestra junto con el peso del material en estado húmedo y seco. Con estos datos
podemos obtener la siguiente tabla.
Determinación del límite líquido
1
2
79
56
18
22
21,49
19,85
18,69
17,26
12,42
11,48
6,27
5,78
2,8
2,59
44,66
44,81
Tabla 1 “Límite Líquido”
N° de puntos
N° de Cápsula
Nro de golpes
Peso suelo húmedo + cápsula
Peso suelo seco+capsula
Peso cápsula
Peso suelo seco
Peso Agua
Contenido de Humedad w%
3
24
23
22,04
18,92
11,94
6,98
3,12
44,70
4
99
26
18,9
16,98
12,51
4,47
1,92
42,95
Determinación Límite plástico
Nro de puntos
nro de cápsula
Peso suelo húmedo + cápsula
Peso suelo seco+ Cápsula
peso cápsula
Peso agua
contenido de humedad, w
1
11
14,86
14,52
11,71
0,34
12,10
2
25
13,32
12,95
11,51
0,37
25,69
Tabla 2 “Límite Plástico”
4.2 Límite líquido
Con estos datos ahora podemos obtener una curva de flujo y así poder calcular
definitivamente el límite líquido.
5
96
38
19,11
16,8
11,59
5,21
2,31
44,34
Curva de Flujo (LL)
45.00
44.50
44.00
Curva de Flujo (LL)
43.50
43.00
42.50
0
10
20
30
40
Gráfico 1 “Curva de Flujo”
Como se puede ver, la curva se muestra muy lejos de lo que se quería obtener,
probablemente por falta de meticulosidad por parte de los integrantes del grupo. Por lo
mismo en el próximo gráfico se obviara el tercer punto para obtener una mejor curva.
Curva de Flujo 2
44.90
44.80
44.70
Curva de Flujo 2
44.60
Linear (Curva de Flujo
2)
44.50
44.40
y = -0.0202x + 45.136
44.30
0
10
20
30
40
Gráfico 2 “Curva de flujo modificada”
Entonces ahora utilizando la ecuación de la línea de tendencia y un número de golpes
estándar igual a 25 podemos obtener el límite líquido.
𝐿𝐿: −0.0202 ∗ 25 + 45.136
Por lo tanto el límite líquido es igual a 𝑤𝐿 = 44.63%
Otra forma de calcular el límite líquido es utilizando el método del punto único, para el
cual se utilizará la ecuación 1.1.4 de donde se obtuvieron los siguientes límites líquidos:
Punto
Nro de golpes
Límite líquido
1
18
42,917
2
22
44,122
3
23
44,250
4
26
43,157
Promedio
5
38
46,642
44,22
4.3 Límite plástico
Utilizando la tabla 2, y sacando un promedio entre los contenidos de humedad podemos
obtener el límite plástico que es igual a:
𝑤𝑃 = 18.9%
Lamentablemente la diferencia entra las dos humedades que se obtuvieron es muy alta lo
que podría hacer dudar de la veracidad del límite plástico obtenido.
4.4 Índice plasticidad
El índice de plasticidad se obtiene usando la ecuación 1.1.3 la que nos da:
𝐼𝑃 = 25.73%
4 Problema Propuesto
Del punto anterior obtuvimos que el índice de plasticidad es igual a 25,73% y el límite líquido
igual a 44,63%
Entonces con estos datos y utilizando la carta de plasticidad podemos interpolar el límite
líquido con el índice de plasticidad para obtener el tipo de suelo con el que se estaba
trabajando.
Gráfico 3 “Carta de plasticidad”
5 Conclusiones
El estudio del suelo y el comportamiento e interacción que posee este cuando sobre él se
realizan obras de diferente tipo, son de real importancia ya que proporciona información
acerca de lo que se puede o no hacer sobre esa superficie. Por ello en este laboratorio se
estudió lo relacionado con el limite de Atterberg que junto con lo visto en el laboratorio
anterior con lo del análisis granulométrico permite tener mayor información sobre el suelo en
el que se trabaja.
Gracias a los ensayos realizados con fines de estudio de la mecánica de suelos, se obtuvo a
través del uso de la Máquina de Casagrande el limite líquido. Para el cálculo de este, se asume
comportamiento isotropo y homogeneo del material a estudio, esto da una aproximación
muy cercana a la realidad.