UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil Laboratorio de Mecánica de Suelos TALLER BÁSICO DE MECÁNICA DE SUELOS Límite Líquido Límite Plástico Expositor: Luisa Shuan Lucas UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil Laboratorio de Mecánica de Suelos DEFINICIÓN Límites de Atterberg Límite líquido. Es el contenido de humedad por debajo del cual el suelo se comporta como un material plástico. A este nivel de contenido de humedad el suelo está en el vértice de cambiar su comportamiento al de un fluido viscoso. Límite plástico. Es el contenido de humedad por debajo del cual se puede considerar el suelo como material no plástico. Límite de contracción. Es el contenido de humedad por debajo del cual no se produce reducción adicional de volumen o contracción en el suelo . Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil Laboratorio de Mecánica de Suelos DEFINICIÓN La propiedad del suelo de ser moldeado se llama plasticidad. Según el contenido de humedad, adopta una consistencia determinada Los límites líquido y plástico se utilizan para clasificar e identificar los suelos. El límite de contracción se aplica en varias áreas geográficas donde el suelo sufre grandes cambios de volumen entre el estado seco y el estado húmedo. El límite líquido se puede utilizarse para estimar asentamientos en problemas de consolidación Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil Laboratorio de Mecánica de Suelos CONSISTENCIA La consistencia de un suelo es la relativa facilidad con la que puede ser deformado y depende de un contenido de humedad determinado. Para los suelos cohesivos se definen cuatro estados de consistencia: Sólido Semisólido Plástico Líquido La frontera entre tales estados son los llamados límites de Atterberg. Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil Laboratorio de Mecánica de Suelos LÍMITE LÍQUIDO Determinación del Límite Líquido El procedimiento general consiste en colocar una muestra húmeda en la copa de casagrande, dividirlo en dos con el acanalador y contar el número de golpes requerido para cerrar la ranura. Si el número de golpes es exactamente 25, el contenido de humedad de la muestra es el límite líquido El procedimiento estándar es efectuar por lo menos tres determinaciones para tres contenidos de humedad diferentes, se anota el número de golpes y su contenido de humedad. Luego se grafican los datos en escala semilogarítmica y se determina el contenido de humedad para N= 25 golpes. Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil LÍMITE LÍQUIDO Laboratorio de Mecánica de Suelos EQUIPO Copa de Casagrande Taras, espátula, acanalador Recipientes para mezclado Febrero 2006 Balanza aprox. 0.01g Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil Laboratorio de Mecánica de Suelos LÍMITE LÍQUIDO Esquema de la Copa de Casagrande y Acanalador para suelo cohesivo Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil LÍMITE LÍQUIDO Laboratorio de Mecánica de Suelos COPA CASAGRANDE Dispositivo mecánico que puede ser operado manualmente o con un motor eléctrico. Base: es una plataforma de caucho duro que permite el rebote de la copa de bronce. La parte inferior está conformada de un caucho que aisla la plataforma de base y la superficie de trabajo. Copa de bronce: su peso incluido el manubrio debe estar entre 185 y 215 g Leva: diseñada para levantar la copa suave y continuamente hasta su máxima altura, sobre una distancia de por lo menos 180°de rotación de leva, sin desarrollar velocidad en la copa en el momento de la caída. Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil Laboratorio de Mecánica de Suelos Febrero 2006 LÍMITE LÍQUIDO PROCEDIMIENTO Preparar la muestra seca, disgregándola con el mortero y pasarlo por la malla No. 40 para obtener una muestra representativa de unos 250 gr. aproximadamente. Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil Laboratorio de Mecánica de Suelos LÍMITE LÍQUIDO PROCEDIMIENTO Colocar el suelo pasante malla No. 40 en una vasija de evaporación y añadir una pequeña cantidad de agua, dejar que la muestra se humedezca. Mezclar con ayuda de la espátula hasta que el color sea uniforme y conseguir una mezcla homogénea. La consistencia de la pasta debe ser pegajosa. Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil Laboratorio de Mecánica de Suelos LÍMITE LÍQUIDO PROCEDIMIENTO Se coloca una pequeña cantidad de masa húmeda en la parte central de la copa y se nivela la superficie. Luego se pasa el acanalador por el centro de la copa para cortar en dos la pasta de suelo. Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil LÍMITE LÍQUIDO Laboratorio de Mecánica de Suelos PROCEDIMIENTO La ranura debe apreciarse claramente y que separe completamente la masa del suelo en dos partes. La mayor profundidad del suelo en la copa debe ser igual a la altura de la cabeza del acanaladador ASTM Si se utiliza la herramienta Casagrande se debe mantener firmemente perpendicular a la superficie de la copa, de forma que la profundidad de la ranura sea homogénea. Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil LÍMITE LÍQUIDO Laboratorio de Mecánica de Suelos PROCEDIMIENTO Poner en movimiento la cazuela con ayuda de la manivela y suministrar los golpes que sean necesarios para cerrar la ranura en 12.7 mm ( ½ “). Cuando se cierre la ranura en ½”, registrar la cantidad de golpes y tomar una muestra de la parte central para la determinación del contenido de humedad Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil Laboratorio de Mecánica de Suelos LÍMITE LÍQUIDO PROCEDIMIENTO • Este proceso se repite nuevamente con tres muestras mas para lograr cuatro puntos a diferentes contenidos de humedad. Los siguientes rangos de golpes son los recomendados: 40 a 30 golpes 25 a 30 golpes 20 a 25 golpes 20 a 15 golpes Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil Laboratorio de Mecánica de Suelos VARIABLES 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. Calibración de la altura de caída de la copa, debe ser 1 cm. Tipo de acanalador utilizado para hacer la ranura. Condición general del aparato del limite liquido: pasadores desgastados, conexiones que no estén firmemente apretadas, etc. Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil Laboratorio de Mecánica de Suelos LÍMITE PLÁSTICO Determinación del Límite Plástico El límite plástico es la humedad correspondiente en el cual el suelo se cuartea y quiebra al formar pequeños rollitos ó cilindros pequeños. Conjuntamente con el límite líquido, el límite plástico es usado en la identificación y clasificación de suelos Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil Laboratorio de Mecánica de Suelos LÍMITE PLÁSTICO EQUIPO 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 + 5°C. Espátula de acero inoxidable, Cápsula de evaporación para el mezclado, puede ser de porcelana, vidrio ó plástico Taras numeradas. Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil LÍMITE PLÁSTICO Laboratorio de Mecánica de Suelos EQUIPO VIDRIO ESMERILADO Febrero 2006 VASIJA DE EVAPORACIÓN, TARAS, ESPÀTULA PARA MEZCLADO. Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil Laboratorio de Mecánica de Suelos LÍMITE PLÁSTICO PROCEDIMIENTO Se trabaja con el material preparado para el límite líquido se toma aproximadamente 20gr. Luego se amasa el suelo y se deja que pierda humedad hasta una consistencia a la cuál pueda enrollarse sin que se pegue a las manos esparciéndolo y mezclándolo continuamente sobre la placa de vidrio. Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil LÍMITE PLÁSTICO Laboratorio de Mecánica de Suelos PROCEDIMIENTO . El rollito debe ser adelgazado en cada movimiento hasta que su diámetro sea de 3.2 mm (1/8 pulg.) La prueba continúa hasta que el rollito empieza a rajarse y tiende a desmoronarse Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil Laboratorio de Mecánica de Suelos LÍMITE PLÁSTICO PROCEDIMIENTO Una vez que se ha producido el límite plástico se debe colocar el rollito en un recipiente de peso conocido y se pesa para determinar el contenido de humedad. Seguidamente se vuelve a repetir la operación tomando otra porción de suelo. El límite plástico es el promedio de ambas determinaciones Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil Laboratorio de Mecánica de Suelos APLICACIONES RELACIÓN ENTRE EL GRADO DE EXPASIÓN Y EL LÍMITE LÍQUIDO SEGÚN DAKSHANAMURTHY Y RAMAN (1973) Límite líquido (%) 0-20 20-35 35-50 50-70 70-90 mayor que 90 Febrero 2006 Grado de Expansión No hay hinchamiento Bajo hinchamiento Hinchamiento medio Alto hinchamiento Hinchamiento muy alto Hinchamiento extra alto Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil APLICACIONES Laboratorio de Mecánica de Suelos RELACIÓN ENTRE EL POTENCIAL DE HINCHAMIENTO Y EL ÍNDICE DE PLASTICIDAD SEGÚN SEED, WOODWARD Y LUDDGREN, 1962 Índice plástico 0-15 10-35 20-55 35 Ó más Potencial de hinchamiento Bajo Medio Alto Muy alto INDICE PLÁSTICO = LÍMITE LÍQUIDO – LÍMITE PLÁSTICO Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Laboratorio Nº 2 - Mecánica de Suelos Operador : Fecha : F. D. 07/ 03/ 2006 LIMITES DE CONSISTENCIA FIC - UNI Solicitado : Proyecto : Pozo N° Practica de Laboratorio Muestra N° M- 1 P- 1 Informe N° S06- 015 Profundidad 1.50 m. LIMITE PLASTICO LIMITE LIQUIDO Prueba N° Frasco N° 35 ST 50 28 N- 18 12 22 30 42 39.4 52.9 51.5 62.7 57.6 38.4 48.7 47.2 57.8 53.1 1.0 4.2 4.3 4.9 4.5 32.7 36.3 33.8 42.1 38.3 5.7 12.4 13.4 15.7 14.8 33.9 32.1 31.2 30.4 50 100 N° de golpes Peso de Frasco + suelos 1 húmedo (gr) Peso de Frasco + suelos 2 seco (gr) Peso del agua 3 (1 - 2) (gr) 4 Peso del Frasco (gr) Peso suelo seco 5 (2 - 4) (gr) Contenido de humedad 6 (3/5x100)(%) 20 17.5 DIAGRAMA DE FLUIDEZ Contenido de agua % 34.2 33.6 33.0 32.4 31.8 31.2 30.6 30.0 1 10 Numero de golpes 20 25 30 40
