Limites de consistencia de suelos. (practica)






De interes: Limites de consistencia de suelos. (practica).

 

LIMITES DE CONSISTENCIA Objetivo:

Determinar los Límites: Líquido, Plástico y de Contracción por el Método P.R.A. (Public

Road Administration), también obtener la prueba de Contracción lineal; esta última tiene aplicación en los estudio de materiales que se utilizan en las capas del pavimento.

El Límite líquido y el Límite plástico se emplean para clasificar un suelo, de acuerdo a su plasticidad.

Definiciones:

Límite Líquido (LL).- Es la frontera comprendida entre los estados Semi-liquido y Plástico, definiéndose como el contenido de humedad que requiere un suelo previamente remoldeado, en el que al darle una forma trapecial sus taludes fallen simultáneamente, cerrándose la ranura longitudinalmente 13mm., sin resbalar sus apoyos, al sufrir el impacto

de 25 golpes consecutivos, con una frecuencia de 2 golpes por segundo, en la Copa de

Casagrande, teniendo una altura de caída de 1 cm.

El Límite Liquido, se define también como el contenido de humedad que requiere un suelo para presentar una resistencia al esfuerzo cortante de aproximadamente 25 gr/cm2, independientemente de su mineralogía.

Límite Plástico (LP).-Es la frontera comprendida entre el estado plástico y semi-sólido. Se define como el contenido de humedad que posee un cilindro de material en estudio de 11 cms. de longitud y 3.2 mm. de diámetro (formado al girarlo o rolarlo con la palma de la mano sobre una superficie lisa ) al presentar agrietamientos en su estructura.

Límite de Contracción (LC).-Es la denominación que recibe arbitrariamente el material que

se encuentra entre los estados semi-sólido y sólido, quedando definido su valor con el contenido de humedad que tiene el suelo, en el cual tras un secado posterior ya no provoca disminución de volumen.

Equipo y material que se utiliza:

o Copa de Casagrande

o Ranurador laminar o ranurador curvo

o Cápsula de porcelana

o Espátula

o Charolas de aluminio o vidrio de reloj

o Malla No. 40

o Horno con temperatura constante de 105º.C

o Balanza con aproximación de 0.01 gr.

o Molde para Contracción lineal

o Calibrador con Vernier

o Placa de vidrio

o Alambre con un diámetro de 3.2 mm.

o Pizeta

o Franela

o Agua

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clip_image001REALIZADO POR

ING. ABRAHAM POLANCO RODRÍGUEZ

clip_image002Prácticas de Laboratorio de Mecánica de Suelos I

o Papel absorbente

Procedimiento:

1. El suelo debe ser cribado por la malla No. 40, el cual se vacía en una cápsula de porcelana y debe humedecerse 24 hrs. antes de estas determinaciones.

2. Se pesan las charolas de aluminio (4 para el LL y 2 para el LP)

3. Para el Límite Líquido, el suelo es mezclado en la cápsula de porcelana, hasta que se vea una mezcla manejable, se coloca en la Copa de Casagrande, distribuyendo el material del centro hacia los extremos, de tal manera que en el centro quede una una superficie a nivel.

4. Se hace una ranura en la parte media del suelo, utilizando el ranurador, de tal forma que este vaya perpendicular a la Copa de Casagrande.

5. Se procede a darle los golpes en la Copa, con una frecuencia de 2 golpes por segundo, hasta que los taludes del material se unan en una longitud de 13 mm., los golpes son contados y son registrados en la columna de Número de golpes.

Debe tratarse de que esta condición, antes descrita se cumpla entre 4 y 40 golpes, para que la prueba se tome como bien ejecutada; se recomienda que esta condición se logre una vez en cada uno de los siguientes intervalos de golpes:

Una vez entre 30 y 40 golpes,

Otra

entre 20 y 30

Otra

entre 10 y 20

Otra entre 4 y 10

Lo anterior es recomendado con el fin de que los puntos obtenidos al graficar, el número de golpes contra contenido de agua, estos queden separados unos de otros y se pueda definir con mayor claridad la Curva de Fluidez.

En cada una de estos ensayes se toman muestra del centro de la Copa, las cuales son pesadas y se anotan en el registro como: tara + suelo húmedo.

6. Estas muestras son introducidas al horno para determinar el contenido de humedad en cada ensaye.

7. Cuando el suelo tenga la humedad correspondiente al LL (ensaye en el intervalo de 20

a 30 golpes), se llena el molde rectangular, en 3 capas, dándole los suficientes golpes a cada capa contra la mesa, con el fin de extraerle el aire atrapado, después el molde se enrasa, se limpia exteriormente con una franela húmeda y finalmente se pesa, anotándolo como: Peso del molde + suelo húmedo; con lo descrito en este paso se realíza la prueba de Límite de contracción por el método P.R.A. y la prueba de Contracción lineal.

Para la determinación del Límite Plástico (LP):

1. De la muestra menos húmeda, pero que sea moldeable, se hace primeramente una esfera de 1.5 cms. aproximadamente.

2. Se gira o se rola con la palma de la mano, sobre la placa de vidrio, tratando de hacer un cilindro alargado y con un diámetro de 3.2 mm. (se utilizará un alambre para comparar).

3. Si este cilindro presenta agrietamientos múltiples, se dice que el suelo presenta el Límite plástico, donde se obtendrán muestras de suelo, se someterán al secado para determinar el contenido de agua, el cual equivale al LP.

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clip_image001[1]REALIZADO POR

ING. ABRAHAM POLANCO RODRÍGUEZ

clip_image002[1]Prácticas de Laboratorio de Mecánica de Suelos I

4. En caso de no cumplirse la anterior condición, el suelo se hará de nuevo una esfera

y se repetirá el proceso hasta que se cumpla lo especificado.

Cálculos:

Para el Límite Líquido, las muestras son sacadas del horno, se dejan enfriar y se pesan, se registran en la columna de: tara + suelo seco.

Con estos datos se obtiene el contenido de agua en los 4 ensayes, se grafican:

Número de golpes contra contenido de agua, obteniéndose 4 puntos, por los cuales se traza una línea recta por los puntos o parte intermedia de ellos, a esta recta se le llama Curva de Fluidez; en 25 golpes, subimos e interceptamos la Curva de Fluidez y de ahí con la horizontal, leemos ese contenido de humedad, la que corresponderá al Límite Líquido.

Para el Límite Plástico, se procede a obtener el contenido de agua correspondiente, estos 2 contenidos de agua se promediarán siempre y cuando no haya una diferencia mayor a 2 puntos porcentuales, en caso contrario se tendrá que repetir esta prueba. El promedio antes descrito, se reportará como el resultado de Límite Plástico.

Para obtener el Índice Plástico (Ip) = LL – LP

Para el Límite de Contracción por el método P.R.A. – El suelo es sacado del horno, se pesa y

se obtienen los volúmenes inicial y final, utilizando para ello un calibrador con Vernier y se llena el siguiente registro:

Peso del molde + suelo húmedo = grs. Peso del molde + suelo seco = grs. Peso del molde = grs.

Peso del suelo húmedo (W1) = grs.

Peso del suelo seco (Ws) = grs. Volumen del suelo húmedo (V1) = cm3

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Volumen del suelo seco (V ) = cm3

Peso específico del agua

(gw ) = 1gr/cm3

Fórmula:

LC =

W 1 - Ws - (V1 - V2 )gw X 100

Ws

Para la Contracción Lineal, en este caso, se determina el porcentaje que se contrajo el

suelo al secarse, con respecto a su dimensión mas grande, involucrando los siguientes datos:

Longitud inicial (Li) = cm

Longitud final (Lf) = cm

Contracción al secado (Li-Lf) = cm

Fórmula: CL =

Li - Lf

X 100

Li