PROPIEDADES ÍNDICE DE LOS SUELOS.pdf

CAPITULO 3
1.PROPIEDADES ÍNDICE DE LOS
SUELOS

FORMA
RASGOS PARTICULARES
GRANULAR, HOJUELA,AGUJA
TEXTURA
TAMAÑO QUE TIENE LA
PARTICULA
Contenido relativo de partículas de
diferente tamaño en el suelo.
La textura tiene que ver con la
facilidad con que se puede trabajar el
suelo, la cantidad de agua y aire que
retiene y la velocidad con que el agua
penetra en el suelo y lo atraviesa.

FORMA GRANULAR
Donde:
De= Diam. Equivalente de la partícula
L = Longitud de la partícula
V=Volumen de la partícula

HOJUELA Y AGUJA
• La textura de las partículas de minerales de arcilla tienen la forma de hojuelas
o escamas, estas son partículas muy pequeñas con muy poca esfericidad y solo
pueden observarse con microscopios electrónicos.
• Estas partículas son igualmente pequeñas a las anteriores, su textura tiene la
forma de una aguja y generalmente están presentes en depósitos de coral y
rara vez en suelos arcillosos

ESTRUCTURA Y COHESIÓN
• Se define estructura del suelo como al arreglo geométrico de las partículas del
suelo respecto unas de otras. Existen varios factores que influyen en la estructura
de suelo como ser: la textura,tamaño, composición mineralógica de las partículas y
el contenido de agua del suelo.
• La cohesión del suelo se refiere a la capacidad que tienen las partículas del suelo de
permanecer unidas como conjunto,como resultado de la trabazón conjunta o las
microestructuras existentes en el suelo.
• CEMENTACIÓN
• Los sedimentos que son depositados en un lecho con el tiempo van endureciendo
hasta que se forman rocas sedimentarias, este proceso comienza inmediatamente
después que el sedimento es acumulado. El agua que circula por los espacios vacíos
o poros entre las partículas del sedimento acarrea materia mineral que cubre los
granos y actúa como un cemento que las une.A este proceso se lo conoce con el
nombre de cementación y es considerada una forma de cohesión pues une a
partículas de diferentes tamaños

PROPIEDADES DE ESTADO DEL SUELO
• . De acuerdo a la definición de suelo desde el punto de vista ingenieril, se concluye que este
principalmente está compuesto por: materia sólida, líquida y gaseosa, a cada uno de estos componentes
principales se denomina fase del suelo. El comportamiento del suelo depende de la cantidad relativa de
cada una de estas tres fases, ya que estas interactúan entre si.

FASES DEL SUELO
De acuerdo a esta variación de la fase líquida (agua) del suelo, este puede ser clasificado en
tres diferentes estados que son:
• Suelo saturado.- suelo contiene únicamente dos fases: la fase sólida y líquida. Se lo llama
saturado, porque todos los espacios vacíos están llenos de agua.
• Suelo no saturado. - Llamado también húmedo. Posee: la fase sólida, líquida y gaseosa
simultáneamente. Los vacíos están ocupados por aire y agua.
• Suelo seco.- Incluye solo dos fases: la fase sólida y la gaseosa, es decir que el suelo no
contiene agua.
• Suelo no saturado contráctil.- Incluye las tres fases de suelo, además de una cuarta fase
denominada contráctil. Esta cuarta fase es independiente y llega originarse como resultado
de la interfase aire-agua, su problema predominante es su expansión y contracción, por lo
que su estudio entra en otra categoría de la mecánica de suelos.

RELACIONES DE VOLUMEN
• Relaciones de volumen.
• El volumen es la cantidad de espacio físico que un cuerpo ocupa, para las
relaciones de volumen se considerará el volumen de la fase sólida, líquida y
gaseosa. El volumen total (V)
• del elemento de suelo es:
• V =Va +Vw +Vs
• El volumen de vacíos (Vv) que contiene tanto agua como aire, será:
• Vv =Va +Vw

ÍNDICE DE VACÍOS Y POROSIDAD
•

RELACIONES DE PESO
• El peso de un cuerpo (W) se llega a conocer como la masa (m) de ese
cuerpo magnificado por la gravedad (g), entonces:
• W = mg
• Por conveniencia se considerarán las unidades de masa en lugar de las
del peso excepto donde no corresponde, debido a que la masa a
diferencia del peso no es influida por la gravedad.
• Las unidades de está serán expresadas en kg o g dependiendo a su
cantidad.
• Para las relaciones de peso se considerará únicamente la masa de la
fase sólida y líquida, mientras que la masa de la fase gaseosa es
despreciada por ser una cantidad muy pequeña.La masa total (M) de
la masa de suelo será:
M=Mw+Ms

ALGUNOS VALORES DE ÍNDICE DE VACÍOS,
CONTENIDO DE HUMEDAD Y PESO UNITARIO
Índice de vacíos, contenido de humedad y peso unitario seco (Coduto,1999)

MODELO DEL VOLUMEN TOTAL UNITARIO

EJERCICIOS
Una muestra de suelo de 1.21 Kg. tiene un volumen de 600 cm3 y un contenido de humedad de 10.2%.
calcule:
•La densidad ()
•El peso específico húmedo (g)
•El peso específico seco (gd).
DATOS:
MASA MUESTRA = M =1.21 Kg (1210 g)
VOLUMEN MUESTRA = M= 600 cm3
H = w= 10.2%.
𝛾=𝑊/𝑉 g
M
W 
 
V
g
M 

g
w
d


1
g
g

EJERCICIOS
• Un suelo está constituido por 10% de aire, 30% de agua y 60% de partículas de
suelo en volumen.
• Determine: grado de saturación (S), índice de vacíos (e), y porosidad (n)
Datos:
Va = 10 U3 ;VW = 30 U3 ;VS = 60 U3
V
W
V
V
S  
a
W
W
V
V
V
S


Reemplazando valores:
10
30
30


S  75
.
0

S

S
V
V
V
e 
S
W
a
V
V
V
e


60
30
10 

e 667
.
0

e
V
VV
n 
V
V
V W
a
n


100
30
10 

n 40
.
0

n

DISTRIBUCIÓN DE PARTÍCULAS
• De acuerdo al tamaño predominante de partículas que contenga el suelo se
denominan grava, arena, limo, arcilla , así como sus combinaciones.

Grava gruesa 20 a 76
Grava fina o gravilla
4,75 a 20 mm
Arena Gruesa 2 a
4,75 mm
Arena fina 0,075 a 2
mm
Limos 0,002 a 0,075
mm
Arcillas < 0,002mm a
2 u

ANÁLISIS MECÁNICO POR TAMICES
ASTM D-422

ANÁLISIS MECÁNICO POR TAMICES-
SUELOS DE GRANO GRUESO
• Consiste en separar y clasificar por tamaño los granos de
suelos que componen una muestra
• La granulometría por tamizado: confeccionar la curva
granulométrica de una muestra.
• Representa la distribución de los tamaños de las
partículas.
• Para ello se hace pasar una muestra ya sea inalterada o
alterada por tamices o mallas por vía seca con diferentes
aberturas, desde aberturas de 125 mm hasta aberturas de
0,075 mm (tamiz nº200).

EQUIPO NECESARIO
• TAMICES DE MALLA CUADRADA
• BALANZA CON SENSIBILIDAD DE 0,1 g
• HORNO DE SECADO
• BANDEJAS, CEPILLOS Y BROCHAS

PROCEDIMIENTO
• PESO DE LA MUESTRA
• CUARTEO DE LA MUESTRA
• SECADO EN EL HORNO
• LAVADO POR LA MALLA Nº200
• SECADO EN EL HORNO DELA MUESTRA LAVADA
• TAMIZADO DE LA MUESTRA
• PESADO EL MATERIAL RETENIDO EN CADA TAMIZ
• CORRECCIONES Y CALCULOS

CUARTEO
• MEZCLAR LA MUESTRA PARA
OBTENER UNA MUESTRA
UNIFORME
• DIVIDIR LA MUESTRA EN
CUATRO PARTES, SE
TOMAN DOS PARTES
OPUESTAS POR EL
VERTICE

CUARTEO
• TOMAR DOS DE LAS CUATRO
PARTESY MEZCLAR
NUEVAMENTE,DE ESTAR FORMA
REDUCIR LA MUESTRA HASTA
COMPLETAR EL PESO
REQUERIDO, LLEVAR AL HORNO
24 HORAS
TAMAÑO
MAXIMO (mm)
PESO MINIMO
DE LA
MUESTRA (g)
9,5 500
19,0 1000
25,0 2000
37,5 3000
50,0 4000
75,0 5000

LAVADO DE LA MUESTRA
• Antes de tamizar la muestra de suelo,
esta debe ser lavada desmenuzando todos
los terrones que existan y luego ser
secada en horno por 24 horas a 105 ºC.
• Durante el lavado y tamizado se
perderán partículas de suelo esta perdida
no debe superar el 2% de la masa total.

TAMIZADO
• Colocados los tamices en forma
descendente en columna, se vierte la
muestra de suelo en la malla superior.
• Sacudiendo por espacio de 10 a 15
minutos, teniendo cuidado de no perder
material durante el zarandeo.

PESADO
• Luego del tamizado se procede a
pesar el material retenido en cada
tamiz.
• Registrando los datos obtenidos:
• Peso de la muestra secada en
hormo W1, peso de la muestra
lavada y secada al hormo w2 y
Pesos retenido en cada tamiz.

CALCULOS
• % retenido = (W t x 100)/ W1
• Donde:
• Wt = peso retenido en cada tamiz
• W1 = peso de la muestra secada al horno

CÁLCULOS
TAMIZ ABERTURA
(mm)
PESO
RETENIDO
(g)
% PARCIAL
RETENIDO
% ACUMULADO
RETENIDO PASA
3”
2”
1 ½”
1”
¾”
½”
3/8”
¼”
Nº4
Nº10
Nº 20
Nº 30
Nº 40
Nº 60
Nº100
Nº200
pasa

PARÁMETROS DE LA CURVA DE
DISTRIBUCIÓN GRANULOMÉTRICA
El diámetro de la partícula (Di) se refiere al
tamaño del grano o diámetro aparente de una
partícula de suelo y el subíndice que lo acompaña
indica la cantidad de partículas en porcentaje más
pequeñas que esta.
D10 = 2 mm, significa que el 10% de los granos
de la muestra son menores en diámetro que 2
mm. El diámetro D10 es llamado diámetro o
tamaño efectivo del suelo, este al igual que el:
D60, D30, D25 y D75, son tamaños especiales de
las partículas que contiene el suelo para evaluar la
distribución del tamaño de partículas del suelo.

COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD(CU)
• Este parámetro evalúa el grado de similitud en
tamaño de las partículas del suelo, que será:
• Cu=D60/D10
• Un valor grande de este parámetro indica que las
partículas entre D60 y D10 difieren en gran manera
de tamaño, lo que indica des uniformidad en
relación al tamaño.
• Un suelo con una distribución uniforme hará que la
curva de distribución tienda a ser vertical como en
la Figura anterior la curva (c), mientras que la des
uniformidad la hará más horizontal como en la
Figura (b).

COEFICIENTE DE GRADACIÓN(CC)
•

EJERCICIO Nº2
TAMANO ABERTURA mmMASA RETENIDA g % RETENIDO MASA ACUMULADA g % QUE PASA
3” 75 0 0% 100,00%
2” 50 0 0% 100,00%
1 ½” 37,5 0 0% 100,00%
1” 25 0 0% 100,00%
¾” 19 0 0% 100,00%
½” 12,5 0 0% 100,00%
3/8” 9,5 0 0% 100,00%
¼” 6,3 0 0% 100,00%
Nº4 4,75 0 0% 0 100,00%
Nº10 2 21,6 4,80% 21,6 95,20%
Nº 20 0,85 49,5 11,00% 71,1 84,20%
Nº 30 0,6 0 0,00% 71,1 84,20%
Nº 40 0,425 102,6 22,80% 173,7 61,40%
Nº 60 0,25 89,1 19,80% 262,8 41,60%
Nº100 0,15 95,6 21,24% 358,4 20,36%
Nº200 0,075 60,4 13,42% 418,8 6,93%
BANDEJA 31,2 6,93% 450 0,00%
W1 450 100,00%
ACUMULADOS

HALLAR CU Y CC
Determinando D10; Cu y CC
D1= 0,075 %1= 6,93
D2= 0,15 %2= 20,36
D10 = 0,10052109
D1= 0,15 %1= 20,36
D2= 0,25 %2= 41,6
D30 = 0,20424913
D1= 0,25 %1= 41,6
D2= 0,425 %2= 61,4
D60 = 0,41463185
Cu= 4,12482436
Cc= 1,00092277 1,00279518
Suelo uniforme (Los granos con diametros de tamaño uniforme muy proximo) Cc<5
Suelo bien gradado ( Uniformemente distribuido) 5=<Cu=<15 ; 1=<Cc=<3
Suelo mal gradado ( granulometria abierta) Cu> 15
2” 50 0 0% 100,00%
1 ½” 37,5 0 0% 100,00%
1” 25 0 0% 100,00%
¾” 19 0 0% 100,00%
½” 12,5 0 0% 100,00%
3/8” 9,5 0 0% 100,00%
¼” 6,3 0 0% 100,00%
Nº4 4,75 0 0% 0 100,00%
Nº10 2 21,6 4,80% 21,6 95,20%
Nº 20 0,85 49,5 11,00% 71,1 84,20%
Nº 30 0,6 0 0,00% 71,1 84,20%
Nº 40 0,425 102,6 22,80% 173,7 61,40%
Nº 60 0,25 89,1 19,80% 262,8 41,60%
Nº100 0,15 95,6 21,24% 358,4 20,36%
Nº200 0,075 60,4 13,42% 418,8 6,93%
BANDEJA 31,2 6,93% 450 0,00%
W1 450 100,00%
TAMANO ABERTURA mmMASA RETENIDA g % RETENIDO MASA ACUMULADA g % QUE PASA
3” 75 0 0% 100,00%
2” 50 0 0% 100,00%
1 ½” 37,5 0 0% 100,00%
1” 25 0 0% 100,00%
¾” 19 0 0% 100,00%
½” 12,5 0 0% 100,00%
3/8” 9,5 0 0% 100,00%
¼” 6,3 0 0% 100,00%
Nº4 4,75 0 0% 0 100,00%
Nº10 2 21,6 4,80% 21,6 95,20%
Nº 20 0,85 49,5 11,00% 71,1 84,20%
Nº 30 0,6 0 0,00% 71,1 84,20%
Nº 40 0,425 102,6 22,80% 173,7 61,40%
Nº 60 0,25 89,1 19,80% 262,8 41,60%
Nº100 0,15 95,6 21,24% 358,4 20,36%
Nº200 0,075 60,4 13,42% 418,8 6,93%
BANDEJA 31,2 6,93% 450 0,00%
W1 450 100,00%
ACUMULADOS

GRAFICAMOS
0.00%
10.00%
20.00%
30.00%
40.00%
50.00%
60.00%
70.00%
80.00%
90.00%
100.00%
0.01
0.1
1
10
100
%
QUE
PASA
APERTURA DEL TAMIZ EN MM
CURVA GRANULOMETRICA- SUELOS GRUESOS

ANÁLISIS POR HIGRÓMETRO- SUELOS
FINOS
• Los suelos finos están constituidos de partículas
compuestas de fragmentos diminutos de roca,
minerales y minerales de arcilla, con textura
granular y en hojuelas.
• Las partículas tienen un tamaño inferior a 0.075
mm, que corresponden a la categoría del limo y
la arcilla, por lo que toda fracción de suelo que
pasa el tamiz Nro. 200 es considerado como
suelo fino

ANÁLISIS MECÁNICO POR HIDRÓMETRO
• El análisis mecánico por hidrómetro está
basado en el principio de sedimentación de las
partículas del suelo fino en suspensión. Cuando
un suelo fino es dispersado en agua, las
partículas sedimentarán a diferentes
velocidades, dependiendo de su textura, tamaño
y masa, además de la viscosidad del agua. Para
simplificar el análisis, se asume que las
partículas tienen forma esférica de tal manera
que puede utilizarse la ley de Stokes para
describir su comportamiento.
Stokes (1850) desarrolló una ecuación que relaciona
la velocidad de descenso de una partícula esférica en
un fluido con respecto al tamaño de esta, que es:
2
18
s w
v D

 

g g

Donde:
v =Velocidad de descenso de la partícula.
gs = Peso unitario de los sólidos del suelo
gw = Peso unitario del agua.
h = Viscosidad dinámica del fluido.
D = Diámetro de la partícula con forma esférica.

18
s w
v
D
 



g g
18
s w
L
D
t

 


g g
s s w
G g g

 
18
1
s w
L
D
G t

g

 
 
El diámetro de la partícula según la ecuación anterior será:
La velocidad v de está ecuación puede escribirse como:
Donde:
L = Es la distancia que recorre la partícula al sedimentarse.
t = Es el tiempo que tarda en recorrer esa distancia.
Reemplazando:
en esta ecuación y factorizando se tendrá que:
Donde: Gs = Gravedad específica del suelo fino.

CORRECCIONES EN LAS LECTURAS
• Debe tenerse cuidado al manejar las unidades de los
diferentes valores que incluye esta ecuación. El
diámetro de la partícula por ser un valor pequeño
conviene manejarlo en mm, la viscosidad del agua se
mide en g·s/cm2, el peso unitario del agua en g/cm3, la
distancia L que recorre la partícula conviene medirla en
cm y el tiempo de la sedimentación es muy lento por lo
que debe medirse en minutos.

LA GRAVEDAD
ESPECÍFICA Y LA
VISCOSIDAD DEL AGUA
DEPENDEN DE LA
TEMPERATURA, DE
ACUERDO A LA NORMA
ASTM D422 , SE TIENE K
EN FUNCIÓN A LA
TEMPERATURA Y LA
GRAVEDAD ESPECÍFICA

CORRECCIÓN POR DEFLOCULADOR
• Para dispersar las partículas en todo el fluido y acelerar la sedimentación,
(hexametafosfato de sodio).
• La lectura del hidrómetro se realiza del punto que esta en el centro del bulbo
del hidrómetro hasta la medida que marca el nivel superior de agua en la regla
graduada, esta distancia es L.
• Para este valor puede obtenerse de la siguiente expresión:
1 2
1
2
B
V
L L L
A
 
   
 
 

CORRECCIÓN POR DEFLOCULADOR
• Para dispersar las partículas en todo el fluido y acelerar la sedimentación,
(hexametafosfato de sodio).
• La lectura del hidrómetro se realiza del punto que esta en el centro del bulbo
del hidrómetro hasta la medida que marca el nivel superior de agua en la regla
graduada, esta distancia es L.
• Para este valor puede obtenerse de la siguiente expresión:
1 2
1
2
B
V
L L L
A
 
   
 
 
L = Profundidad sumergida del bulbo del hidrómetro.
L1 = Medida de la profundidad sumergida de la parte superior del bulbo.
L2 = Longitud del bulbo (14 cm para hidrómetro ASTM 152H).
VB =Volumen del bulbo del hidrómetro(67 cm3 hidrómetro ASTM 152H).
A = Área de la sección transversal del cilindro (27.8 cm2 =18” x 2.5”).

CORRECCIÓN POR MENISCO
• Para un hidrómetro del tipo ASTM 152H y un cilindro
de sedimentación de 18” x 2.5”, se tendrá que:
• L = L1 + 5.8
• Para obtener el valor de L1 no se toma en cuenta el
menisco que se forma entre la superficie del agua y el
hidrómetro, por lo que la lectura L1 corregida del
menisco será: R.
• Midiendo el valor de R en la regla graduada se determina
la longitud L, que es el valor de la longitud en la
ecuación :
 
30
1
s w
L
D
G t

g

 
 

• Se toman lecturas con el hidrómetro de la densidad del
fluido para diferentes intervalos de tiempo, que por lo
general son: t1 =15 seg, t2 =30 seg, t3=1 min, t4 = 2 min,
t5 = 4 min,... ,t14=24 horas y t15 = 48 horas.
• Con los valores de L y t se obtienen los diversos tamaños
de partículas del suelo fino, para los diferentes intervalos
de tiempo en la ecuación:
L
D K
t
 

CURVA GRANULOMÉTRICA
• Al igual que el análisis mecánico por
tamices se puede trazar la curva de
distribución del tamaño de partículas
para el suelo fino.
• Se determina el porcentaje partículas
que pasan un tamaño de aberturas de
un tamiz imaginario se puede
determinar con la ecuación:
• Donde el valor de a es una corrección para
la gravedad específica, que será:

CURVA GRANULOMÉTRICA
• Temperatura constante durante todo el ensayo, (baño maría).
• Aplicación de los factores de corrección por temperatura y
viscosidad del fluido al valor de R.
• Todos los resultados son registrados ordenadamente en una
tabla al igual que en el caso del suelo de grano grueso.
• Con los valores del tamaño de partículas en milímetros
obtenidos, ubicados en orden inverso en el eje de las abscisas
en escala logarítmica y el porcentaje de las partículas que pasan
un tamiz imaginario ubicada en el eje de las ordenadas, se traza
la curva de distribución del tamaño de.
• En el sector donde se conectan estas dos curvas existe una
ligera discontinuidad que por lo general se debe a las diferentes
texturas de las partículas, esta debe corregirse manualmente
para mantener la continuidad de las dos curvas.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.075
0.1
1
10
75
Tamaño de la partícula (mm)
Porcentaje
que
pasa
(%)
(a)
(b)
(c) (d)
(e)
Curvas de distribución del tamaño de partículas de cinco suelos (Coduto,
1999).
(a) Suelo de grano grueso (grava y arena). (b) Suelo bien gradado con una
amplia variedad de tamaños de partícula. (c) Suelo de grano grueso con una
reducida variedad de tamaños de partícula. (d) Suelo con gradación hueca,
no contiene un cierto rango de tamaños de partícula. (e) Suelo compuesto
de partículas finas (limo y arcilla).

• https://www.youtube.com/watch?v=j4c81JH9fig

CONSISTENCIA DEL SUELO
• La consistencia se define como la firmeza o solidez que presenta la masa de
suelo, esta característica particular del suelo está estrechamente relacionada a
las estructuras que las partículas del suelo forman entre si. Para el caso de
suelos de grano grueso la textura y la forma de ubicación de las partículas
dentro la masa de suelo determina la consistencia, mientras que en los suelos
finos el contenido de humedad define la consistencia ya que el agua contribuye
a la cohesión, debido a las propiedades eléctricas de los minerales de arcilla.
• La consistencia del suelo es la firmeza con que se unen los materiales que lo
componen o la resistencia de los suelos a la deformación y la ruptura.La
consistencia del suelo se mide por muestras de suelo mojado, húmedo y seco.
En los suelos mojados, se expresa como adhesividad y plasticidad, tal como se
define infra. La consistencia del suelo puede estimarse en el campo mediante
ensayos sencillos, o medirse con mayor exactitud en el laboratorio.

DETERMINACIÓN DE LA CONSISTENCIA
DEL SUELO MOJADO EN CAMPO
• La prueba se realiza cuando el suelo está saturado de agua, como por ejemplo,
inmediatamente después de una abundante lluvia.
• En primer lugar, determine la adhesividad, que es la cualidad que tienen los materiales del
suelo de adherirse a otros objetos.
• Después, determine la plasticidad, que es la cualidad por la cual el material cambia
continuamente de forma, pero no de volumen, bajo la acción de una presión constante, y
mantiene dicha forma al desaparecer la presión.

ENSAYO DE CAMPO PARA DETERMINAR
LA ADHESIVIDAD DEL SUELO MOJADO
Presione una pequeña cantidad de suelo mojado entre el pulgar y el índice para comprobar si se adhiere a los dedos.
Después, separe los dedos lentamente. Califique la adhesividad de la manera siguiente:
0 No adherente, si el suelo no se adhiere o prácticamente no queda material adherido a los dedos;
1 Ligeramente adherente, si el suelo comienza a adherirse a ambos dedos, pero al separarlos uno de ellos queda limpio y
no se aprecia estiramiento cuando los dedos comienzan a separarse;
2 Adherente, si el suelo se adhiere a ambos dedos y tiende a estirarse un poco y a partirse y a no separarse de los dedos
3 Muy adherente, si el suelo se adhiere fuertemente a ambos dedos, y cuando ambos se separan se observa un
estiramiento del material.

ENSAYO DE CAMPO PARA DETERMINAR LA
PLASTICIDAD DEL SUELO MOJADO EN CAMPO
• Amase una pequeña cantidad de suelo mojado entre las palmas de las
manos hasta formar una tira larga y redonda parecida a un cordón de unos
3 mm de espesor.
• Califique la plasticidad de la manera siguiente:
0 No plástico, si no se puede formar un cordón;
1 Ligeramente plástico, si se puede formar un cordón, pero se rompe
fácilmente y vuelve a su estado anterior;
2 Plástico, si se puede formar un cordón, pero al romperse y volver a su
estado anterior, no se puede formar nuevamente;
3 Muy plástico, si se puede formar un cordón que no se rompe fácilmente y
cuando se rompe, se puede amasar entre las manos y volver a formarlo
varias veces.

DEL SUELO HÚMEDO EN CAMPO
• El ensayo se realiza cuando el suelo está húmedo pero no mojado, como, por ejemplo,24 horas después de una abundante lluvia.
• Trate de desmenuzar una pequeña cantidad de suelo húmedo, presionándolo entre el pulgar y el índice o apretándolo en la palma de la
mano. Califique la consistencia del suelo húmedo de la manera siguiente:
0 Suelto, si el suelo no tiene coherencia (estructura de grano suelto);
1 Muy friable, si el suelo se desmenuza fácilmente bajo muy ligera presión,pero se une cuando se le comprime nuevamente;
2 Friable, si el suelo se desmenuza fácilmente bajo una presión de ligera a moderada;
3 Firme ,si el suelo se desmenuza bajo una presión moderada, pero se nota resistencia;
4 Muy firme , si el suelo se desmenuza bajo fuerte presión,pero apenas es desmenuzable entre el pulgar y el índice;
5 Extremadamente firme, si el suelo se desmenuza solamente bajo una presión muy fuerte, no se puede desmenuzar entre el pulgar y el
índice, y se debe romper pedazo a pedazo.

DEL SUELO SECO EN CAMPO
• El ensayo se realiza cuando el suelo se ha secado al aire.
• Trate de romper una pequeña cantidad de suelo seco, presionándola entre el pulgar y el
índice o apretándola en la palma de la mano. Califique la consistencia del suelo seco de la
manera siguiente:
• 0 Suelto, si el suelo no tiene coherencia (estructura de grano suelto);
• 1 Blando, si el suelo tiene débil coherencia y friabilidad,se deshace en polvo o granos sueltos
bajo muy ligera presión;
• 2 Ligeramente duro, si el suelo resiste una presión ligera, pero se puede romper fácilmente
entre el pulgar y el índice;
• 3 Duro, si el suelo resiste una presión moderada,apenas se puede romper entre el pulgar y
el índice, pero se puede romper en las manos sin dificultad;
• 4 Muy duro, si el suelo resiste una gran presión,no se puede romper entre el pulgar y el
índice, pero se puede romper en las manos con dificultad;
• 5 Extremadamente duro, si el suelo resiste una presión extrema y no se puede romper en las
manos.

DENSIDAD RELATIVA (DR).
Debido a la variedad de formas que tienen las partículas de
textura granular en suelos de grano grueso, estas pueden
acomodarse de diversas maneras en la masa de suelo, donde
para cada caso variará el índice de vacíos.
Se llama compacidad a la forma de empaquetamiento que
tienen las partículas del suelo dentro su masa lo cual
determinará el índice de vacíos del suelo, este concepto de
compacidad solo será aplicable a suelos con partículas de
textura granular.
Cada suelo tiene una compacidad de tal manera que el índice
de vacíos sea el mínimo, logrando un suelo denso o caso
contrario un suelo suelto que tendrá un índice de vacíos
máximo.

COMPACIDAD
• La compacidad de un suelo es medida con la densidad relativa, que evalúa el
grado de empaquetamiento de las partículas del suelo en situ de acuerdo al
índice de vacíos máximo y mínimo que permita el suelo, está será:

DESCRIPCIÓN DEL SUELO SEGÚN LA
DENSIDAD RELATIVA ( LAMBE, WHITMAN 1969)
Fórmula en función a porosidad y peso unitario seco

LIMITES DE ATTERBERG
• Albert Mauritz Atterberg (1856)
• Nacido en Suecia, a sus 54 años decide estudiar las propiedades
físicas de los suelos, buscando una manera rápida de clasificar
los suelos agrícolas, en 1901 presenta un primer sistema de
clasificación de suelos, establece el tamaño 0,002 mm como
límite entre las arenas y los suelos finos.
• Encontró que la plasticidad era una característica particular de la
arcilla y, como resultado de sus investigaciones llegó a los límites
de consistencia. Estudiando también la identificación de los
minerales específicos que le dan un suelo arcilloso su naturaleza
plástica.
• El trabajo de Atterberg encontró un campo de aplicación muy
alejado del previsto, cuando Karl Terzaghi se dio cuenta del
enorme potencial que tenían los límites de Atterberg en el
estudio geotécnico de los suelos.

RELACIÓN SUELO -AGUA
• La consistencia del suelo está gobernada por la relación
suelo-agua, propiedad índice más importante, por cuanto
involucra:
• resistencia a la ruptura,
• resistencia a la penetración,
• plasticidad, firmeza y dureza al ser remoldeado y,
• comportamiento bajo esfuerzos de compresión.
• El resultado de la medición de la consistencia del suelo en
términos de su grado de humedad, brinda una gran
cantidad de información respecto de las características de
resistencia y comportamiento del material, su mineralogía
y posición en un grupo de clasificación técnica.

ESTADOS DE CONSISTENCIA
• Los estados de consistencia, en función del cambio de su contenido de humedad son: sólido,
semisólido, plástico y líquido.
• Estos cambios se dan cuando la humedad en la masa de suelo varía.

VOLUMEN
A
B
C
D
LL
LP
LC (SL)
SÓLIDO SEMI-
SÓLIDO
PLÁSTICO
LÍQUIDO
IP=LL-LP
D=0,075mm
Suelo fino
Pasa tamiz Nª200
Deformación
sin
rebote
plástico,
desmoronamiento,
grietas
o
cambio
de
volumen
No
se
puede
moldear
sin
agrietarse
No
pierde
volumen,ni
humedad
IC=LP-LC

LIQUIDEZ
• Se llama liquidez al estado líquido que
presenta el suelo cuando el contenido de
humedad supera al límite líquido. En este
estado la fuerza de atracción que actúa
entre las partículas compuestas de
minerales de arcilla disminuye, debido a la
gruesa capa de agua que se forma en la
superficie de estas por la abundante
cantidad de moléculas de agua.

INDICE DE LIQUIDEZ
• Este índice evalúa el grado de consistencia líquida o liquidez que presenta el
suelo en situ, que será:
•
• Donde:
• IL = Índice de liquidez.
• w = Contenido de humedad del suelo en situ.
• LL = Límite líquido del suelo.
• LP = Límite plástico del suelo.

PLASTICIDAD
• La plasticidad es una propiedad característica de los
suelos finos, donde el contenido de humedad del suelo
está comprendido entre el límite líquido y plástico. En
este estado el suelo permite ser moldeado de manera
similar a la masa o la plastilina, debido a que el contenido
de humedad del suelo contiene la cantidad ideal de
moléculas de agua para que la fuerza de atracción entre
las partículas compuestas de minerales de arcilla sea la
mayor.
Determinación del límite plástico
(a) Realizando el rollito. (b) Rollitos de suelo empezando a
fragmentarse.

INDICE DE
PLASTICIDAD
• Con el índice de plasticidad puede
evaluarse el grado de amasado que
permite el suelo mientras se
encuentre en su consistencia plástica,
este índice se define como:
• IP = LL - LP
La línea A separa las arcillas inorgánicas de los limos inorgánicos
IP = 0.73 (LL – 20)
La línea U es aproximadamente el límite superior de la relación del índice de plasticidad y el límite líquido
para cualquier tipo de suelo conocido
IP = 0.9 (LL – 8)
La información que provee el gráfico de plasticidad es de gran valor para clasificar los suelos finos y poder
identificarlos con facilidad.

CONTRACCION
• Un suelo fino que contenga en su
mayor parte partículas compuestas de
minerales de arcilla variará de volumen
de acuerdo a su contenido de
humedad, por lo tanto a medida que
aumente el contenido de humedad
también proporcionalmente
aumentará su volumen,

ÍNDICE DE CONTRACCIÓN
• El índice de contracción es un parámetro utilizado como indicador del cambio
de volumen respecto al cambio del contenido de humedad, determinado en
base al ensayo del límite de contracción, este índice será:
•
• Donde:
• IC = Índice de contracción del suelo.
• Ms = Peso del suelo seco.
• VF =Volumen final del suelo luego de ser secado.

ÍNDICE DE CONSISTENCIA
• Con el índice de consistencia puede evaluarse la consistencia actual que presenta el suelo en base al límite líquido,
índice de plasticidad y el contenido de humedad actual que presente el suelo, que es:
• Donde:
• CI = Índice de consistencia del suelo.
• w = Contenido de humedad actual del suelo.
• LL = Límite líquido.
• IP = Índice de plasticidad.
Valores característicos de los límites de Atterberg para algunos minerales de arcilla
comúnmente encontrados en los suelos finos
(Mitchel 1976).

LABORATORIO
• https://www.youtube.com/watch?v=iNGY7hXAlek
• https://www.youtube.com/watch?v=Pfsu6mvSMaA

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