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
0
