CONO DE GEORGIA PLASTICIDAD EN SUELOS Y LIMITES DE ATTERBERG Suelos expansibles: Levantamiento o asentamiento de estructuras livianas en inclusive de la superestructura. Interacción de fases: estados de consistencia. LIMITES DE ATTERBERG humedad LIQUIDO PLASTICO LIMITE LIQUIDO (LL) SEMISOLIDO LIMITE PLASTICO (LP) Índice de Plasticidad (IP=LL-LP) SOLIDO LIMITE RETRACCION (LR) LIMITES DE ATTERBERG Humedades características que separan los distintos estados de consistencia CONSISTENCIA: Propiedad que presentan los suelos para ser moldeados sin fisurarse (plasticidad). Es característica de los suelos finos. Depende de la humedad de amasado. La plasticidad (consistencia del suelo) se debe a la interacción físicoquímica del agua y las partículas. Depende de la mineralogía. Es una propiedad índice Por eso los suelos granulares no presentan plasticidad. Estados de consistencia: Limite de retracción Humedad, wR, por debajo de la cual, una disminución del contenido de agua no lleva asociada la disminución de volumen. El comportamiento empieza a ser frágil. saturado V= Vw+Vs m w w Vw Vw w= = = ms s Vs Gs Vs agua V/Vs aire Cambio de volumen V = 1 + w Gs Vs Índice de Retracción: S.I = wL-wR (Shrinkage Index) 1.0 L.R Wp L.P WL L.L W Humedad La consistencia de las mezclas: actividad 80 SHELLHAVEN (1.33) I.P IP A= % 2 LONDRES 0.95 wmezcla= C warcilla C=%<2 LLmezcla= C LLarcilla 60 WEALD 0.63 40 HORTEN 0.42 20 % Arcilla 20 40 60 El agua en una mezcla se asocia a la fracción fina. La plasticidad de la mezcla es proporcional al contenido de arcilla y a la consistencia de la arcilla. Cuando la fracción fina está en el límite líquido, la mezcla está en el límite líquido 80 Material inerte Arcilla + Agua (warc) Contenido alto de arcilla Contenido bajo de arcilla Influencia de la mineralogía en las propiedades de los suelos cohesivos Mineral arcilloso L.L L.P L.R. A esmectitas 100-900 50-100 8-15 1-7 illitas 60-120 35-60 15-17 0.5-1 caolinitas 30-110 25-40 25-29 0.50 LL (%) W(%) CALIF DE HUMEDAD 900 450 MEDIANAMENETE HUMEDO 50 45 MUY HÚMEDO / PRÓXIMO A LA SATURACIÓN 30 20 La resistencia de los suelos amasados No se puede decir que un suelo con más humedad tiene menos resistencia. Se debe comparar el indice de fluidez 3.5 La resistencia varia de 1 a 100 entre las humedades próximas al límite líquido y al plástico. Datos de Mitchell (1976) 3.0 Arcillas noruegas marinas Bjerrum (1954) Indice de liquidez 2.5 2.0 1.5 L.P 1.0 0.5 Consistencia Skempton & Northey (1952) L.L Muy Blanda 0.0 0.1 1.0 10 100 Resistencia a corte remoldeada (KPa) IF = w − wp I.P. Penetra fácilmente el puño qc (KPa) <25 Blanda penetra el pulgar 25-50 50-100 Media el pulgar exige una ligera presión para penetrar el pulgar sólo deja huella 100-200 se puede hincar la uña 200-400 1000 Rígida Índice de fluidez o liquidez Identificación Muy rígida Dura la uña con dificultad >400 FUENTE: Manual de carreteras / Suelos Geología Geotecnia y Pavimentos / Sección Suelos y Pavimentos. MTC -2014 LIMITES DE ATTERBERG Y PLASTICIDAD Atterberg ideó el método para describir en forma cuantitativa el efecto de la variación de humedad en la consistencia de los suelos finos. La definición de que los contenidos de humedad sirven de fronteras para cada estado físico de las arcillas se debe al agrónomo sueco A. Atterberg. De esta forma a las fronteras arbitrarias (definidas por Albert Atterberg (1911) y Arthur Casagrande (1932)), expresadas como contenidos de humedad entre cada “estado de consistencia”, son llamadas Límites de Atterberg. LIMITES DE ATTERBERG Y PLASTICIDAD . Los límites se basan en el concepto de que un suelo de grano fino solamente puede existir en cuatro “estados de consistencia” según su contenido de humedad. Un suelo se encuentra en estado sólido cuando está seco, pasando al añadir agua a los estados semisólido, plástico y finalmente líquido. Los contenidos de humedad en los puntos de transición de unos estados a otros se denominan límite de contracción (o de retracción), límite plástico y límite líquido. La Norma ASTM D 4318-84 (“Standard Test Method for Liquid Limit, Plastic Limit, and Plasticity Index of Soils”) trata sobre los procedimientos y equipos necesarios para la realización de los ensayos de Límite Líquido y Límite Plástico. Para ambas determinaciones la preparación de la muestra es similar, pudiendo ser: preparación en húmedo o preparación en seco. Preparación de la muestra Preparación húmeda, cuando existan muestras que en su mayoría pasen por el tamiz Nº40 (425 m) la Norma recomienda tomar aproximadamente 200gr de material. Luego se mezclan los materiales con una espátula, agregando agua destilada hasta alcanzar una consistencia aproximada al límite que se desee determinar. Esta mezcla se deja reposar tapada por un período de 16 horas. Posteriormente se debe reducir la cantidad de agua mediante: exposición al aire, exposición a un flujo de aire caliente, decantación, etc. El material se mezcla nuevamente, dejando reposar tapado por un período de 16 horas antes de mezclarlos nuevamente para la realización de los ensayos. Preparación de la muestra La preparación en seco consiste en seleccionar aproximadamente 200gr de material que pase el tamiz Nº40, para luego secar la muestra al aire o en horno con una temperatura inferior a 60º. Finalmente se mezclan enérgicamente los materiales con agua destilada hasta alcanzar la humedad deseada, dejando reposar por un período de 16 horas antes de mezclarlos nuevamente para la realización de los ensayos. • • • • • La diferencia entre límites está dada por la variación en el contenido de agua o humedad dentro de la cual el suelo permanece en cierto estado. Límite Líquido: Se define por la humedad que tiene un suelo amasado, cuando con 25 golpes ligeros en una vasija especial, se cierra el surco de una sección trapecial que se había hecho en la masa de suelo colocado en la vasija. Límite Plástico: Se define por la humedad del suelo amasado cuando empieza a romperse al hacer bastoncillos a mano, de 3mm de diámetro. Límite de Retracción: Se define por la humedad que contiene un suelo amasado, cuando alcanza su volumen mínimo teórico al secarse, viniendo del estado de saturación. Indice de Plasticidad: Diferencia entre el L.L y el L.P., y representa la variación en humedad que puede tener un suelo que se conserva en estado plástico. LL= WN(N/25) • LÍMITE LÍQUIDO. • Técnica: • • • • Colocar suelo remoldeado en una Cápsula. Formar en el suelo una ranura a corte. Hacer cerrar la ranura golpeando la capsula en forma seca contra una superficie dura. Al cabo de un cierto Nº de golpes, si los bordes inferiores de la ranura se tocan sin mezclarse, el suelo TIENE EL CONTENIDO DE AGUA CORRESPONDIENTE AL LÍMITE LÍQUIDO. • • • Estos ensayos fueron estandarizados por Casagrande, usándose la Casoleta de Casagrande. Se estableció el Límite Líquido, con el cual el contenido de agua del suelo para que la ranura se cierre con 25 golpes. El límite líquido se determina conociendo 3 o 4 contenidos de agua diferentes, con los correspondientes Nºs de golpes y trazando la Curva de Casagrande. Esta curva se hace graficando el Contenido de Agua-Nº de Golpes Casagrande, en su Carta fijó una línea que sirviera de frontera entre los diferentes tipos de suelos finos, conocidos como LINEA A. Esta línea fue calculada en forma empírica y pasa por las coordenadas del eje (0,20) y (50,22). Esta línea, y la vertical (Línea B), trazada por el punto (0,50) dividen a la gráfica en cuatro zonas. En la zonas que quedan sobre la Línea A se sitúan las Arcillas Inorgánicas (C). Bajo la Línea A quedan los suelos inorgánicos, limos (M), poco plásticos. También por DEBAJO de la Línea A, suelos orgánicos (O). A su vez, en estos suelos, se distinguen los suelos de alta compresibilidad (H) y los de baja (L). Con esta conjunción, aparecen los 6 grupos de suelos del gráfico. Uso de la Carta: Situar en ella un suelo, por medio del cálculo de los parámetros que definen su plasticidad. Principio: La fuerza que se opone a la fluencia de la ranura proviene del esfuerzo cortante del suelo, por lo tanto el Nº de Golpes necesario para cerrar esa ranura es una medida de esa resistencia, al correspondiente contenido de agua. El LL está relacionado con la humedad total potencial retenida en la DOBLE CAPA DE DIFUSIÓN, más cualquier agua retenida por adsorción. TRABAJO DOMICILIARIO Previo a las prácticas de laboratorio concernientes a LIMITES deberán resumir y realizar un diagrama de flujo de las normas. MTC E 110 DETERMINACIÓN DEL LIMITE LIQUIDO DE LOS SUELOS MTC E 111 DETERMINACION DEL LIMITE PLASTICO (L.P.) DE LOS SUELOS E INDICE DE PLASTICIDAD (I.P.) MTC E 112 DETERMINACION DE LOS FACTORES DE CONTRACCIÓN DE LOS SUELOS MTC E 114 METODO DE ENSAYO ESTANDAR PARA EL VALOR EQUIVALENTE DE ARENA DE SUELOS Y AGREGADO FINO PRESENTAR EN SU CUADERNO DE PRÁCTICAS ANTES DE ENTRAR A PRÁCTICA DE LABORATORIO. RESUMIR EL PROCEDIEMITO PARA LA DETERMINACIÓN DEL LÍMITE LÍQUIDO MEDIANTE EL DISPOSITIVO DEL PENETRÓMETRO CÓNICO “CONO DE GEORGIA” https://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/58086/1/APLICABILIDAD_DEL_PENETR OMETRO_CONICO_EN_LA_DETERMI_Rabat_Blazquez_Alvaro.pdf
