PRACTICA Nº 6 LÍMITES DE CONSISTENCIA. OBJETIVO: determinar los límites de consistencia y los estados de consistencia de una masa de suelo.

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1 RÁCTICA Nº 6 ÍMITES DE CONSISTENCIA. RACTICA Nº 6 ÍMITES DE CONSISTENCIA OBJETIVO: determiar los límites de cosistecia y los estados de cosistecia de ua masa de suelo. AICACIÓN: Se aplica a partículas pasates por el tamiz Nº 40 que icluye las areas fias, limos y arcillas. os límites de cosistecia permite idetificar y clasificar u suelo; así como tambié da iformació respecto a las propiedades cohesivas de u suelo y la catidad de agua capilar que puede reteer. lasticidad: Es la propiedad que tiee alguos suelos de deformarse si agrietarse, i producir rebote elástico. Cosistecia: Es el grado de cohesió de las partículas de u suelo y su resistecia a aquellas fuerzas exteriores que tiede a deformar o destruir su estructura. Atterberg (1911) propoe los siguietes estados de cosistecia: Estado Semi- líquido: E este estado de humedad el suelo o ofrece resistecia a soportar cargas o esfuerzos. Estado lástico: El suelo ofrece u rago de valores de resistecia, depediedo de la humedad, co la característica del material a o 1

2 RÁCTICA Nº 6 ÍMITES DE CONSISTENCIA. agrietarse, co capacidad de moldearse y cambiar de forma (acepta deformacioes). Estado Semi- sólido: El suelo ofrece alta capacidad a soportar cargas co la característica que se cotrae cuado pierde humedad. El material se agrieta y o se puede moldear, se desmoroa y pierde plasticidad. Estado sólido: Alta resistecia a soportar cargas, el suelo puede perder humedad si dismiució del volume por secado. Además, defiió la frotera de los cuatro estados de cosistecia e térmios de límites : ímite líquido (% o %): Es la frotera etre los estados semi-líquido y plástico. Coteido de humedad a partir del cual el suelo arcilloso ofrece ua ula o baja resistecia. ímite lástico (%p o %p): Frotera etre los estados plástico y semisólido. Coteido de humedad por debajo del cual el suelo pierde su plasticidad. ímite de cotracció (%c o %c): Frotera etre los estados sólidos y semi-sólido. Coteido de humedad por debajo del cual el suelo pierde humedad si cambiar de volume. a represetació gráfica de los estados se hace de la siguiete maera: 2

3 RÁCTICA Nº 6 ÍMITES DE CONSISTENCIA. Estado Estado Estado Estado Semi- líquido lástico Semi-sólido Sólido % (mayor) % Campo %p % C lástico ímite íquido Ídice plástico I = %-% ímite lástico Ídice Cotracció Ic = %p-%c ímite Cotracció % (meor) a humedad del suelo (%) es e codició saturada. DETERMINACIÓN EN E ABORATORIO DE OS ÍMITES DE CONSISTENCIA: Materiales: Muestra de material pasate por el tamiz Nº 40. (areas fias, limos y arcillas). a muestra debe estar humedecida por aproximadamete 12 horas ÍMITE ÍQUIDO (% o %): Coteido de humedad de u suelo, para el cual dos seccioes de ua misma muestra separadas por ua raura de dimesioes stadard, alcaza apeas a tocarse, si uirse, al someterla al impacto de 25 golpes bie defiidos e el aparato de A. Casagrade. a copa de casa grade cosiste e ua copa de broce o lató y ua base de hule duro, a copa se deja caer sobre la base por ua leva operadora por ua maivela. ara la prueba del límite líquido se coloca la muestra de suelo e la copa. Se corta ua raura e el cetro de la muestra, usado el raurador. uego co la leva operadora por la maivela, se levata la copa y se deja caer desde ua altura de 10mm a u ritmo de 2 golpes por segudo. El coteido de agua, e porcetaje requerido 3

4 RÁCTICA Nº 6 ÍMITES DE CONSISTENCIA. para cerrar ua distacia de 12,7 mm a lo largo del fodo de la raura a los 25 golpes se defie como límite líquido. Casagrade (1932) cocluyó que cada golpe e la copa de casagrade, correspode a ua resistecia cortate del suelo de aproximadamete 1gr/cm 2 (0,1kN/m 2 ). or cosiguiete, el límite líquido de u suelo fio, da el coteido de agua para el cual la resistecia cortate del suelo es aproximadamete de 25gr/cm 2 (2,5kN/m 2 ). 8mm 27º 11mm 2mm Copa de Casa Grade. 50mm Raurador. 11mm 8mm 2mm Muestra de suelo ates de la prueba. 12,7mm Muestra de suelo después de la prueba. 4

5 RÁCTICA Nº 6 ÍMITES DE CONSISTENCIA. Se determia el límite líquido realizado el esayo de 3 a 5 veces para diferetes coteidos de humedad. El umero de golpes debe ecotrarse etre el rago de 15ª 35 golpes. uego se costruye la curva de fluidez, coteido de humedad (%) e escala atural, vs. el úmero de golpe a escala logarítmica y, etrado a la gráfica co 25 golpes se determia el limite líquido %. % % 25 Numero de golpes ÍMITE ÁSTICO (% o %): Es el míimo coteido de quedad que permite amasar u suelo e cilidros de 3 milímetros de diámetro si que se rompa o desmoroe. 3mm 3mm Muestra de suelo que se amasa hasta formar cilidros de 3mm de espesor. Muestra de suelo agrietada El límite plástico se determia realizado de 2 a 3 veces el esayo a la muestra a estudiar, halládose el coteido de humedad promedio: 5

6 RÁCTICA Nº 6 ÍMITES DE CONSISTENCIA. % p = % = % 1 + % 2 + % 3 3 a plasticidad es ua característica de los suelos cohesivos que les permite sufrir deformacioes cosiderables de corte si romperse, si presetar agrietamieto e la superficie, si rebote elástico y si sufrir cambios de volume apreciables. a importacia práctica, es debido a que la maipulació del suelo y e la ejecució de obras de tierra, e el estado plástico es más fácil. a excavació del material se realiza co el meor trabajo. ÍMITE DE CONTRACCIÓN (%C o %C): Es el coteido de humedad para el cual cesa la dismiució del volume de la masa de suelo, aú cuado el coteido de agua cotiué dismiuyedo (evaporádose). a masa de suelo se cotrae coforme se pierde gradualmete el agua del suelo. Co pérdida cotiua de agua se alcaza ua etapa de equilibrio e la que más pérdida de agua coducirá a que o halla cambio de volume. El coteido de agua, e porcetaje, bajo el cual el cambio de volume de la masa del suelo cesa, se defie como limite de cotracció. Vi Volume de suelo. (V) Semi-íquido Vf lástico Sólido Semi-Sólido ímite de Cotracció ímite lástico ímite íquido i Coteido de humedad (%) 6

7 RÁCTICA Nº 6 ÍMITES DE CONSISTENCIA. a muestra de suelo se coloca e ua capsula de dimesioes y peso coocido. Se da uos golpecitos sobre la mesa para sacar todos los vacíos que se itroduce al colocar la muestra, luego se deja secar a temperatura ambiete por u lapso de 6 días, por ultimo se itroduce e el horo y se seca la muestra, determiádose el peso fial y el volume fial de la muestra. Seis días de secado atural Al horo Cápsula co muestra de volume (Vmi) y peso coocido (m). Se cooce el peso seco de la muestra (s) y el volume fial de la muestra (Vmf) V mi Agua Sólidos mi wi s Agua Sólidos V= V mf Vacíos Sólidos s Codició iicial de la muestra. imite de cosistecia Codició fial de la muestra. El límite de cotracció se determia por medio de: % c = 100 S Como: = = = i i V γ ( mi s ) V γ Y la variació de volume de agua es: V = V mi V mf or lo tato: 7

8 ( ) ( V V ) mi s mi mf γ % c = % c = 100 S RÁCTICA Nº 6 ÍMITES DE CONSISTENCIA. Ídice de lasticidad: Es la diferecia etre el límite líquido y el límite plástico. I = % % Aquellos suelos que o posee límite plástico o tiee plasticidad (N) como por ejemplo la area. El ídice de plasticidad de u suelo es ua medida de su capacidad de desarrollar cohesió. Mietras mayor sea la plasticidad, valores más elevados podrá alcazar la cohesió del suelo. Ídice de Cotracció: Es la diferecia etre los límites plásticos y de cotracció. I = % % C C Ídice de iquidez (o fluidez): Es la relació agua - plasticidad. I = Dode: = Coteido de humedad atural del suelo. Si, I = 0 (suelo co alta resistecia). a cosistecia del = suelo es semi-dura. Si, I < 0 (suelo co muy alta resistecia). a cosistecia < del suelo es dura a muy dura. Si, I > 1 (suelo co resistecia ula). a cosistecia del > suelo es fluida. 8

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