UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE – MECÁNICA DE SUELOS

CAPITULO IV

LIMITE PLASTICO E INDICE DE PLASTICIDAD DE LOS SUELOS.

OCTUBRE 2014

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INDICE

CAPITULO I Pág.

Objetivos 3Normatividad 3Protocolos de Seguridad 3Marco Teórico 4Equipos, herramientas y materiales 7Procedimiento 8Cálculos 9

Interpretación de resultados 11

Conclusiones 11

Bibliografía / Webgrafía 12

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I. OBJETIVOS

Determinar el limite plástico (L.P) e Índice Plástico (I.P) de los suelos mediante los procesos que serán explicados en el presente informe.

II. NORMATIVIDAD

ASTM D 4318  Limite plástico e índice de plasticidad de

suelos

AASHTO T – 90 Método estándar de ensayo para determinar el límite liquido de los suelos.

NTP 339.129:1999

Método de ensayo para determinar el límite líquido,

Límite plástico, e índice de plasticidad de suelos.

MTC E 111 – 2000Determinación del límite liquido de los

suelos

III. PROTOCOLO DE SEGURIDAD: La realización del ensayo de límite líquido se debe llevar a cabo con el EPP adecuado para el laboratorio, para proteger la muestra de la contaminación externa y protegernos a nosotros mismos de posibles incidentes. A continuación se hará mención del equipo requerido:

3.1 Protección ocularSe usaron gafas de seguridad con protectores laterales para evitar el ingreso del polvo y objetos volantes a la vista.

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(Figura 1 Lentes de seguridad)

3.2 Protección de las manos: Se protegieron las manos con guantes para evitar el contacto con la muestra y la pérdida de material fino en el transcurso de la realización del ensayo.

3.3 Protección de la vestimenta:Se protegió la ropa con el guardapolvo, imprescindible en la realización de este tipo de ensayos.

IV. MARCO TEÓRICO

4.1 Plasticidad es la propiedad que tienen algunos suelos de deformarse sin agrietarse, ni producir rebote elástico.

Los suelos plásticos cambian su consistencia al variar su contenido de agua. De ahí que se puedan determinar sus estados de consistencia al variar si se conoce las fronteras entre ellas. Los estados de consistencia de una masa de suelo plástico en función del cambio de humedad son sólidos, semisólido, líquido y plástico. Estos cambios se dan cuando la humedad en las masas de suelo varía. Para definir las fronteras en esos estados se han realizado muchas investigaciones, siendo las más conocidas las de Terzaghi y Attergerg.

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(Figura 2 Guantes de seguridad)

(Figura 3 Guardapolvo)

Para calcular los límites de Atterberg el suelo se tamiza por la malla Nº40 y la poción retenida es descartada.

La frontera convencional entre los estados semisólido y plástico se llama límite plástico, que se determina alternativamente presionando y enrollando una pequeña porción de suelo plástico hasta un diámetro al cual el pequeño cilindro se desmorona, y no puede continuar siendo presionado ni enrollado. El contenido de agua a que se encuentra se anota como límite plástico.

La frontera entre el estado sólido y semisólido se llama límite de contracción y a la frontera entre el límite plástico y líquido se llama límite líquido En los granos gruesos de los suelos, las fuerzas de gravitación predomina fuertemente sobre cualquiera otra fuerza; por ello, todas las partículas gruesas tienen un comportamiento similar.

En los suelos de granos muy finos, sin embargo fuerzas de otros tipos ejercen acción importantísima; ello es debido a que en estos granos, la relación de área a volumen alcanza valores de consideración y fuerzas electromagnéticas desarrolladas en la superficie de los compuestos minerales cobran significación. En general, se estima que esta actividad en la superficie de la partícula individual es fundamental para tamaños menores que dos micras (0,002 mm)

4.2 Relación entre las fases sólidas y liquidas en una arcilla

Durante mucho tiempo se creyó que los minerales de las arcillas eran de naturaleza amorfa, pero todas las investigaciones de detalle realizadas hasta ahora han demostrado, que son cristalinos y altamente estructurados.

Existen suelos que al ser remoldeados, cambiando su contenido de agua, si es necesario, adoptan una consistencia característica que se ha denominado plástica. Estos suelos han sido llamados arcillas originalmente por los hombres dedicados a la cerámica; la palabra pasó a la mecánica de suelos, en épocas más recientes, con idénticos significados. La plasticidad es en este sentido, una propiedad tan evidente que ha servido de antaño para clasificar suelos en forma puramente descriptiva. Pronto se reconoció que existía una relación específica entre la plasticidad y las propiedades fisico - químicas determinantes del comportamiento mecánico de las arcillas. Las investigaciones han probado que la plasticidad de un suelo es debida a su contenido de partículas más finas de forma laminar ya que esta ejerce una influencia importante en la compresibilidad del suelo, mientras que el pequeño tamaño propio de esas partículas hace que la permeabilidad del conjunto sea muy baja.

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Otras ramas de la ingeniería han desarrollado otra interpretación del concepto de plasticidad, como es el caso del esfuerzo-deformación de los materiales.

Al tratar de definir en términos simples la plasticidad de un suelo, no resulta suficiente decir que un suelo plástico puede deformarse y remoldearse sin agrietamiento, pues una arena fina y húmeda tiene esas características cuando la deformación se produce lentamente y, sin embargo, no es plástica en un sentido más amplio de la palabra; hay entre el comportamiento de la arcilla y el de la arena en cuestión una importante diferencia: el volumen de la arcilla permanece constante durante la deformación, mientras que el de la arena varía; además, la arena se desmorona en deformación rápida.

Por lo tanto, en mecánica de suelos podemos definir la plasticidad como la propiedad de un material por la cual es capaz de soportar deformaciones rápidas, sin rebote elástico, sin variación volumétrica apreciable y sin desmoronarse ni agrietarse.

4.3 Estados de consistencia. Límites de plasticidad

Para medir la plasticidad de las arcillas se han desarrollado varios criterios de los cuales se menciona el desarrollado por Atterberg, el cual dijo en primer lugar que la plasticidad no es una propiedad permanente de las arcillas, sino circunstancial y dependiente de su contenido de agua. Una arcilla muy seca puede tener la consistencia de un ladrillo, con plasticidad nula, y esa misma, con gran contenido de agua, puede presentar las propiedades de un lodo semilíquido o, inclusive, las de una suspensión líquida. Entre ambos extremos, existe un intervalo del contenido de agua en que la arcilla se comporta plásticamente. En segundo lugar, Atterberg hizo ver que la plasticidad de un suelo exige, para ser expresada en forma conveniente, la utilización de dos parámetros en lugar de uno.

Según su contenido de agua en forma decreciente, un suelo susceptible de ser plástico puede estar en cualquiera de los siguientes estados de consistencia, definido por Atterberg.

4.3.1 - Estado líquido, con las propiedades y apariencias de una suspensión.

4.3.2 -Estado Semilíquido, con las propiedades de un fluido viscoso.

4.3.3 -Estado Plástico, en que el suelo se comporta plásticamente.

4.3.4 -Estado semi sólido, en el que el suelo tiene la apariencia de un sólido, pero aún disminuye de volumen al estar sujeto a secado.

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4.4 Selección para la determinación de los límites de plasticidadEs importante que las muestras seleccionadas para determinar los límites sean lo más homogéneas que se pueda lograr. En este sentido, ha de tenerse en cuenta, que el aspecto de una arcilla inalterada es muy engañoso; a simple vista puede no presentar la menor indicación de estratificación, ni cambio de color y ello .No obstante, su contenido natural de humedad puede variar grandemente en diferentes zonas de la misma muestra extraída del terreno, con correspondientes variaciones apreciables en los límites líquidos.

V. EQUIPOS ,HERRAMIENTAS Y MATERIALES

Nombre Imagen Descripción

Cápsulas

Recipientes de menor tamaño a las taras, indispensables para depositar

las muestras de suelos y la determinación de su humedad.

TAMIZES Tamiz N° 40, según el MTC para la realización de este ensayo.

RECIPIENTE Útil para la homogenización y saturación del material.

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BALANZA

Se usa para calcular el peso necesario de la mezcla para este

ensayo.

VIDRIO ESMERILADO

 Presenta una cara aspera y otra lisa,nos sirvió como base para formar los cilindros hechos con el material saturado

VI. PROCEDIMIENTO

LÍMITE PLÁSTICO

La Preparación de los cilindros a partir de muestra saturada(250g. aproximadamente, pasante de la malla N° 40)

Tomamos una pequeña cantidad de suelo saturado para hacer una barra o cilindro de 3mm de espesor, dando la forma con la palma de la mano o con la parte palmar del dedo índice hasta cumplir con el tamaño indicado (10 cm aproximadamente). Se deberá realizar sobre el panel de vidrio.

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(Figura 9 Elaboración de cilindros o “fideos”)

Se elaboró de 7 a 8 barras del tamaño indicado. luego se partió en la mitad, la parte izquierda a la tara y la otra mitad la separamos.

A continuación se realiza una vez más el proceso para una segunda muestra de suelo de forma cilíndrica.

Después se pesó los segmentos de suelo y se introdujo al horno a 110±5°C para obtener el peso de suelo seco.

El límite plástico se obtendrá a partir de un promedio de los contenidos de humedad de las 2 muestras contenidas en las capsulas o taras.

Los datos obtenidos nos sirvieron para hallar el contenido de humedad y posteriormente usarlo en los cálculos del límite plástico e índice de plasticidad.

VII. CÁLCULOS Y RESULTADOS

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(Figura 10 La muestra se colocó al horno)

Determinación Límite plástico

Tara + suelo húmedo 18,2 g 18,2 g

Tara + suelo seco 16,46 g 16,43 g

Peso de la tara 7,1 g 7 g

Peso del agua 1,74 g 1,77 g

Peso del suelo seco 9,36 g 9,43 g

Contenido de humedad (%) 18,59 18,77

Promedio 18,68

Índice de plasticidad (IP)IP = LL-LPIP = 32,7 -18,68 = 14,02

VIII. INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

IX. CONCLUSIONES

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Índice de plasticidad

Resultado Interpretación

IP 14,02 Suelo con mediano índice de plasticidad

X. BIBLIOGRAFÍAS

NORMAS TÉCNICAS http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/em-2000/seccion-01/mtc111.pdf

LIBROS REFERENTES Mecánica de Suelos – Juárez Badillo

Mecánica de suelos (1993) - Peter L. Berry- David Raid. Clasificación y descripción de los suelos utilizados en ingeniería-. Primera edición- Colombia.

Mecánica de Suelo y Cimentaciones -. Crespo Villalaz, Carlos. Sexta edición. Limusa. México. 2008.

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