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SUELOS CLASE 4 - LIMITES DE CONSISTENCIA.pdf

  1. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS LIMITES DE CONSISTENCIA DOCENTE: ING. ALFREDO CURO GOMEZ ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
  2. 1. LIMITES DE CONSISTENCIA O LÍMITES DE ATTERBERG INGENIERÍA CIVIL – LABORATORIO DE SUELOS Los límites de Atterberg o también llamados límites de consistencia se basan en el concepto de que los suelos finos (< 0.075mm), pueden encontrarse en diferentes estados, dependiendo de su propia naturaleza y la cantidad de agua que contengan. Sólido Semi-sólido Plástico Líquido H2O H2O H2O
  3. Sólido Semi- sólido Plástico Líquido INGENIERÍA CIVIL – LABORATORIO DE SUELOS Volumen Contenido de humedad % 0 Límite Líquido Límite Plástico Límite de Contracción Volumen Constante LL LP IP LL : Límite Líquido LP : Límite Plástico IP : Índice de plasticidad IP = LL - LP LC
  4. INGENIERÍA CIVIL – LABORATORIO DE SUELOS 1. Límite Líquido El límite líquido es el contenido de humedad en el cual el suelo DEJA de comportarse como líquido y empieza a comportarse como un material plástico. 1.1. Materiales a. Balanza de 0.01 gr de precisión. b. Copa o cuchara de Casagrande. c. Ranurador o acanalador. d. Tamiz #40 + tapa y fondo. e. Bowls metálicos. f. Horno (40° C). g. Mortero con pilón. h. Espátula Casagrande. i. Taras de humedad. j. Piceta y bureta graduada Copa Casagrande Espátula Casagrande Esquema de la copa de Casagrande
  5. INGENIERÍA CIVIL – LABORATORIO DE SUELOS 1.2. Procedimiento (preparación de la muestra). 1. El material debe secarse al horno o estufa a un máximo de 40°C. 2. El material a utilizar debe desmenuzarse y no contener aglomeración de partículas. 3. Se tamiza el material por el tamiz #40 (existe una variante del ensayo por el tamiz #200) hasta obtener una cantidad de aproximadamente 200 gr. 4. Se mezcla con agua el suelo hasta que adquiera una consistencia de pasta espesa y suave, se cubre con un paño o papel húmedo al menos una hora para que la humedad se uniformice.
  6. INGENIERÍA CIVIL – LABORATORIO DE SUELOS (Determinación del límite líquido) 1. Se vuelve a mezclar una vez mas la muestra con la espátula. 2. Se coloca en la copa de Casagrande previamente calibrada (1cm de caída de copa) material suficiente para llenarla aproximadamente un tercio del total, formando un casquete esférico de aproximadamente 1 cm de altura. 3. Se sostiene la cuchara y pasa el ranurador por el medio del casquete en dirección del operador, teniendo en cuenta que el bisel esté del lado del operador y cuidando la perpendicularidad del ranurador y la superficie de la cuchara.
  7. INGENIERÍA CIVIL – LABORATORIO DE SUELOS 5. Deben poder conseguirse 3 muestras en las cuales se hayan empleado un numero de golpes dentro de los siguientes rangos: a. Entre 25 y 35 golpes b. Entre 20 y 30 golpes c. Entre 15 y 25 golpes. Nota. Para el rango (b.) no se aceptarán muestras en las que se hayan utilizado 25 golpes. 4. Se coloca la copa nuevamente en el equipo y se procede a darle vuelta a la manivela a razón de dos golpes por segundo, hasta que se aprecie que las dos partes de la muestra se hayan unido 12.5 mm (1/2 pulg.). 12.5 mm
  8. INGENIERÍA CIVIL – LABORATORIO DE SUELOS 7. En caso de obtener un numero de golpes que esté fuera del rango antes mencionado se repiten los pasos del 1 al 4 hasta obtener al menos un punto por cada rango de golpes, siempre añadiendo agua a la pasta y no muestra seca, es decir se parte del punto con mayor numero de golpes y se va añadiendo agua gradualmente hasta que la muestra entre en el primer rango (25 – 35) golpes. 6. Una vez que la muestra se encuentre en uno de los rangos anteriormente mencionados se toma una muestra (10 gr aprox.) con la espátula procedente del centro del casquete esférico inicial, es decir de la zona donde se juntaron las dos partes de la muestra.
  9. INGENIERÍA CIVIL – LABORATORIO DE SUELOS Cálculo del límite líquido LL LL LL LP LP HOJA DE DATOS CV - P3 - 2 Peso de la tara + muestra húmeda (gr) Peso de la tara + muestra seca (gr) Peso de la tara (gr) Peso del agua (gr) Porcentaje de humedad (%) Muestra N° Tipo de ensayo Numero de tara Número de golpes 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 10 GRAFICA DE LIMITE LIQUIDO 1. Se llena los datos de la hoja de recolección de datos con los pesos correspondientes y se calcula el contenido de humedad de cada tara. 2. Se ubican los puntos en la gráfica de límite líquido y se grafica una línea de tendencia con los puntos. 3. Finalmente se obtiene el valor de contenido de humedad que corresponde a una muestra de 25 golpes en la copa de Casagrande, este valor de humedad será el límite líquido.
  10. INGENIERÍA CIVIL – LABORATORIO DE SUELOS EJEMPLO LL LL LL LP LP T-08 T-40 T-03 35 28 17 38.5 41.5 46.5 36 38 40.1 14.5 16 17.5 2.5 3.5 6.4 11.63 15.91 28.32 HOJA DE DATOS CV - P3 - 2 Peso de la tara + muestra húmeda (gr) Peso de la tara + muestra seca (gr) Peso de la tara (gr) Peso del agua (gr) Porcentaje de humedad (%) Muestra N° Tipo de ensayo Numero de tara Número de golpes
  11. INGENIERÍA CIVIL – LABORATORIO DE SUELOS 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 10 GRAFICA DE LIMITE LIQUIDO 10 20 30 40 50 25 19.70 LL = 19.70 % CONTENIDO DE HUMEDAD (%) NUMERO DE GOLPES
  12. INGENIERÍA CIVIL – LABORATORIO DE SUELOS 2. Límite Plástico El límite plástico es el contenido de humedad en el cual el suelo DEJA de comportarse como un material plástico y empieza a comportarse como un material semi sólido. 1.1. Materiales a. Balanza de 0.01 gr de precisión. b. Vidrio esmerilado c. Varilla de calibración d. Tamiz #40 + tapa y fondo. e. Bowls metálicos. f. Horno (40° C). g. Mortero con pilón. h. Espátula Casagrande. i. Taras de humedad. j. Piceta y bureta graduada
  13. INGENIERÍA CIVIL – LABORATORIO DE SUELOS 2.2. Procedimiento 1. Se toma una porción de material al contenido de humedad al que se obtuvo el límite líquido y se hace rodar sobre el vidrio esmerilado. 3. El límite plástico se alcanza cuando los bastoncillos (rollos) se empiezan a resquebrajar al llegar al diámetro antes mencionado. Nota : Se utilizará el material preparado para el ensayo de límite líquido anteriormente. 2. Se forman rollos de aproximadamente 3.17 mm de diámetro, para ello se utiliza el calibrador de espesor y se comparan los diámetros. Nota: Si al alcanzar los 3.17 mm de diámetro los bastoncillos no llegan a resquebrajarse, se vuelve a juntar el material y se amasa repitiendo los pasos del 1 al 3, la muestra irá perdiendo gradualmente humedad hasta llegar al estado deseado.
  14. INGENIERÍA CIVIL – LABORATORIO DE SUELOS 4. Una vez que se llega al estado deseado se toman inmediatamente los bastoncillos y se colocan en las taras para su cálculo del contenido de humedad, la masa mínima por tará será de 10 gr de bastoncillos y al menos deberá tenerse dos taras para el ensayo. Cálculo del Límite Plástico Se utiliza la misma hoja de toma de datos que la que se utilizo para Límite Líquido, para el calculo del Límite Plástico bastará con obtener el promedio de los contenidos de humedad de todas las muestras que se obtuvieron para este ensayo. Cálculo del Índice de Plasticidad El calculo del índice de plasticidad se obtiene al restar del Límite Líquido el valor del límite Plástico, es decir: LL : Límite Líquido LP : Límite Plástico IP : Índice de plasticidad IP = LL - LP
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