INFORME N° 04-LÍMITES DE ATTERBERG

8/18/2019 INFORME N° 04-LÍMITES DE ATTERBERG

1/19

Laboratorio N° 04

_____________________________________________________________________________

“Año de la diversificación productiva y el fortalecimiento de laeducación”

Curso:

Mecánica de Suelos I

Tema:

Límites de Atterberg

Docente:

Ing. Manuel Chunga Purizaca

Turno:

Mañana

Semestre:

V

Alumnos:

Echearría !amírez" Carlos Ale#andro Sánchez $uamán" %ngel Lachira Es&inoza" 'uenaentura !amos !uiz" Martín Alonso Carhualloclla Pongo" !ichard Manuel

Piura ( Per)

*+,-


2/19

Laboratorio N° 04

_____________________________________________________________________________

Introducción

Los límites de Atterberg o tambin llamados límites de consistencia se basan en el

conce&to de /ue los suelos 0inos" &resentes en la naturaleza" &ueden encontrarse endi0erentes estados" de&endiendo de su &ro&ia naturaleza 1 la cantidad de agua /uecontengan. Así" un suelo se &uede encontrar en un estado s2lido" semis2lido" &lástico 1lí/uido o iscoso 3er 4ig.,5. La arcilla" &or e#em&lo" si está seca se encuentra mu1suelta o en terrones" añadiendo agua ad/uiere una consistencia similar a una &asta" 1añadiendo más agua ad/uiere una consistencia 0luida.

L. Retracción L. Plástico L. Líquido

S2lido Semi S2lido Plástico Lí/uido

+ 67 ,++ 67

Fig.1. Límites de Atterberg

El contenido de agua con /ue se &roduce el cambio entre estados aría de un suelo aotro 1 en mecánica de suelos interesa 0undamentalmente conocer el rango dehumedades &ara el cual el suelo &resenta un com&ortamiento &lástico" es decir" ace&tade0ormaciones sin rom&erse 3&lasticidad5. Se trata de la &ro&iedad /ue &resentan lossuelos hasta cierto límite.El mtodo usado &ara medir estos límites de humedad 0ue ideado &or el cientí0ico sueco

Albert Atterberg en el año ,8,,. Los límites de Atterberg son &ro&iedades" alores dehumedad de los suelos /ue se utilizan en la identi0icaci2n 1 clasi0icaci2n de un suelo.

En la actualidad" los límites de Atterberg son las determinaciones /ue con másasiduidad se &ractican en los laboratorios de Mecánica del Suelo. Su utilidad deria de/ue" gracias a la e9&eriencia acumulada en miles de determinaciones" es su0icienteconocer sus alores &ara &oderse dar una idea bastante clara del ti&o de suelo 1 sus&ro&iedades. Como" &or otra &arte" se trata de determinaciones sencillas 1 rá&idas"&ermiten una &ronta identi0icaci2n de los suelos 1 la selecci2n adecuada de muestrastí&icas &ara ser sometidas a ensa1os más com&licados.Los límites de Atterberg &ertenecen" #unto al análisis granulomtrico" al ti&o de ensa1osde identi0icaci2n. Pero" si el análisis granulomtrico nos &ermite conocer la magnitudcuantitatia de la 0racci2n 0ina" los límites de Atterberg nos indican su calidad"com&letando así el conocimiento del suelo. 4recuentemente se utilizan los límitesdirectamente en las es&eci0icaciones &ara controlar los suelos a utilizar en terra&lenes.El índice de plasticidad " /ue indica la magnitud del interalo de humedades en el cual elsuelo &osee consistencia &lástica" 1 el índice de liquidez " /ue indica la &ro9imidad delsuelo natural al límite lí/uido" son características es&ecialmente )tiles del suelo.

:ndice de &lasticidad;

IP < 6L ( 6P

=onde;


3/19

Laboratorio N° 04

_____________________________________________________________________________

6L < Límite lí/uido6P< Límite &lástico

1. !"etivos:

1.1 Objetivo General:

=eterminar los >Límites de Atterberg? en una muestra de arcilla 1 determinar el:ndice de Plasticidad 3IP5 de la misma.

1.2 Objetivos Especíicos:

=eterminar el límite lí/uido de la muestra con el E/ui&o Casagrande.

=eterminar el Límite &lástico de la muestra.


4/19

Laboratorio N° 04

_____________________________________________________________________________

#. $undamento Teórico

2.1 Plasticidad:

En Mecánica de Suelos &uede de0inirse la &lasticidad como la &ro&iedad de unmaterial &or la cual es ca&az de so&ortar de0ormaciones rá&idas" sin reboteelástico" sin ariaci2n olumtrica a&reciable 1 sin desmoronarse ni agrietarse.Con esta de0inici2n se logra circunscribir la &ro&iedad a las arcillas en ciertascircunstancias" seg)n se erá más adelante.Los e9&erimentos realizados &or Atterberg. @erzaghi 1 oldschmidt hanreelado /ue la &lasticidad de los suelos se debe a la carga elctrica de las

&artículas laminares" /ue generan cam&os" /ue act)an como condensadores ein0lu1en en las molculas bi&olares del agua seg)n 1aB en los suelos &lásticos"el es&esor de estas ca&as de agua s2lida 1 iscosas in0luidas es grande" 1 sue0ecto en la interacci2n de las &artículas de suelo determinan su &lasticidad. Siesta hi&2tesis" desarrollada sobre todo &or oldschmidt" 0uera correcta" otroslí/uidos bi&olares mezclados con &olo de arcilla deberían de &roducir suelos&lásticos" mientras /ue loe lí/uidos mono&olares generarían suelos e9entos detal &ro&iedadB oldschmidt demostr2 /ue tales hechos se reelaban claramenteen el laboratorio. @ambin se io /ue las &artículas e/uidimensionales" de&e/ueña relaci2n área a olumen 1" &or lo tanto" la escasa actiidad elctrica

su&er0icial" nunca constitu1en suelos &lástico" inde&endientemente de sutamaño 1 otros 0actores 3e9&erimentos de Atterberg5.

2.2 Estados de consistencia.

Para medir la &lasticidad de las arcillas se han desarrollado arios criterios" delos cuales uno solo" el debido a Atterberg" se mencionará en lo /ue sigue. Atterberg hizo er /ue" en &rimer lugar" la &lasticidad no era una &ro&iedad&ermanente de las arcillas" sino circunstancial 1 de &endiente de su contenido

de agua. na arcilla mu1 seca &uede tener la consistencia de un ladrillo" con&lasticidad nula" 1 esa misma" con gran contenido de agua" &uede &resentar las&ro&iedades de un lodo semilí/uido o" inclusie" las de una sus&ensi2n lí/uida.Entre ambos e9tremos" e9iste un interalo del contenido de agua en /ue Laarcilla se com&orta &lásticamente. En segundo lugar" Atterberg hizo er /ue la&lasticidad de un suelo e9ige" &ara ser e9&resada en 0orma coneniente" Iautilizaci2n de dos &arámetros en lugar de uno solo" como hasta su &oca sehabía creídoB además" señal2 esos &arámetros 1 un modo tentatio" ho1&er0eccionado" de aluarlos. Seg)n su contenido de agua en ordendecreciente" un suelo susce&tible de ser &lástico &uede estar en cual/uiera de

los siguientes estados de consistencia" de0inidos &or Atterberg.


5/19

Laboratorio N° 04

_____________________________________________________________________________

Estado lí/uido" con las &ro&iedades 1 a&ariencia de una sus&ensi2n. Estado semilí/uido" con las &ro&iedades de un 0luido iscoso. Estado &lástico" en /ue el suelo se com&orta &lásticamente. Estado semis2lido" en el /ue el suelo tiene la a&ariencia de un s2lido"

&ero aun disminu1e de olumen al estar su#eto a secado. Estado s2lido" en /ue el olumen del suelo no aría con el secado.

Los anteriores estados son 0ases generales &or las /ue &asa el suelo al Drsesecando 1 no e9isten criterios estrictos &ara distinguir sus 0ronteras. Elestablecimiento de stas ha de hacerse en 0orma &uramente conencional. Atterberg estableci2 las &rimeras conenciones &ara ello" ba#o el nombregeneral de 3límites de consistencia.5

La 0rontera conencional entre los estados semilí/uido 1 &lástico 0ue llamada&or Atterberg limite lí/uido" nombre /ue ho1 se consera. Atterberg lo de0ini2en trminos de una cierta tcnica de Laboratorio /ue consistía en colocar elsuelo remoldeado en un ca&sula" 0ormando en l una ranura" seg)n se muestra

en la 0ig. VIF" 1 en hacer cerrar la ranura gol&eando secamente la cá&sulacontra una su&er0icie duraB el suelo tenía el contenido de agua corres&ondienteal límite lí/uido" seg)n Atterberg" cuando los bordes in0eriores de la ranura setocaban" sin mezclarse" alcabo de un cierto n)mero de gol&es.

EI &rocedimiento descrito result2 su0iciente &ara Atterberg" /ue mane#aba unlaboratorio cu1o &ersonal estaba entrenado &or l mismo. Sin embargo" es denotar /ue muchos detalles de la &rueba /uedan sin es&eci0icar 1 Ia e9&erienciademuestra /ue esos detalles son de trascendencia en los resultados de Iamisma.

La 0rontera conencional entre los estados &lástico 1 semis2lido 0ue llamada&or Atterberg limite &lástico 1 de0inida tambin en trminos de unamani&ulaci2n de laboratorio. Atterberg rolaba un 0ragmento de suelo hastaconertirlo en un cilindro de es&esor no es&eci0icadoB el agrietamiento 1desmoronamiento del rollito" en un cierto momento" indicaba /ue se habíaalcanzado el límite &lástico 1 el contenido de agua en tal momento era la0rontera deseada. A esta &rueba se le &uede señalar el mismo inconenienteindicado &ara la de limite lí/uido" en lo /ue se re0iere a su realizaci2n en otroslaboratorios di0erentes del de Atterberg.

A las 0ronteras anteriores" /ue de0inen el interalo &lástico del suelo se les hallamado límites de &lasticidad.


6/19

Laboratorio N° 04

_____________________________________________________________________________

Atterberg consideraba /ue la &lasticidad del suelo /uedaba determinada &or ellímite lí/uido 1 &or La cantidad má9ima de una cierta arena" /ue &odía ser agregada al suelo" estando ste con el contenido de agua corres&ondiente allímite lí/uido" sin /ue &erdiera &or com&leto su &lasticidad. Además encontr2/ue la di0erencia entre los alores de los límites de &lasticidad" llamada Díndice&lástico" se relacionaba 0ácilmente con la cantidad de arena añadida" siendo demás 0ácil determinaci2n" &or lo /ue sugiri2 su uso" en lugar de la arena" comosegundo &arámetro &ara de0inir la &lasticidad.

IP


7/19

Laboratorio N° 04

_____________________________________________________________________________

%. Instrumentos y &ateriales:

!.1 "nstru#entos

Instrumentos 'recisión

E/ui&o Casagrande

'alanza , gr

Estu0a +.,K

@amiz H+

4ig. * 'alanza Analítica 4ig. F E/ui&o Casagrande


8/19


9/19

Laboratorio N° 04

_____________________________________________________________________________

4ig" Muestra de Arcilla 4ig. N !anurador


10/19

Laboratorio N° 04

_____________________________________________________________________________

4ig. @amiz JKH+ 4ig. 8 Cá&sula


11/19

Laboratorio N° 04

_____________________________________________________________________________

4ig. ,+ 'ande#a Metálica 4ig. ,* Piceta

(. 'rocedimientos

%.1 Lí#ite Líquido:

• Se &as2 la muestra de arcilla &or la malla JK H+ &ara se&arar los grumose9istentes.

• Se debi2 secar la muestra en la estu0a" &ero en nuestro caso" esta 1aestaba seca.

• Se cuarte2 la muestra" &ara así homogenizarla 1 de esa 0orma o&timizar los resultados.

• Se semisatur2 la muestra" hasta /ue esta est semiseca" es im&ortanterecalcar /ue &ara este &rocedimiento" es coneniente diidir la muestraen dos 1 saturar una &arte más /ue la otra &ara así &oder hacer rea#ustes de niel de saturaci2n de la muestra en caso de ser necesario.

• Se ech2 la muestra semisaturada en la co&a Casagrande hasta llenar a&ro9imadamente los FOH de su totalidad.

• Se realiz2 una abertura de F mm en el centro de la muestra con elranurador.


12/19

Laboratorio N° 04

_____________________________________________________________________________

• Se encendi2 el e/ui&o Casagrande 1 se contabilizaron el n)mero degol&es hasta /ue la abertura de la muestra se cierre &arcialmente.

• En caso de /ue el n)mero de gol&es no llegue a ubicarse en el interaloestimado" se tiene /ue rea#ustar la humedad de la muestra" mezclando

con un &oco de muestra más seca en caso de /ue el n)mero de gol&essu&ere el interalo" o mezclándose con un &oco de muestra mássaturada cuando el n)mero de gol&es no alcance el interalo.

• Cuando se logr2 /ue el n)mero de gol&es /uede en el interalodeseado" se retir2 la muestra de la co&a del e/ui&o 1 se de&osit2 en unacá&sula" no sin antes haber tarado la misma.

• Se &rocedi2 a &esar la muestra h)meda sin descontar el &eso de la tarade la cá&sula.

• Se introdu#o la muestra al horno &ara así secarla" luego de *H horas sesac2 la muestra seca 1 &rocedimos a &esarla sin descontar la tara.

•

Se tom2 el &eso de la muestra seca sin descontar el &eso de la tara dela cá&sula.• Se realiz2 el mismo &rocedimiento &ara obtener las muestras en los

otros F interalos necesarios &ara obtener el límite lí/uido.• Se calcul2 el &orcenta#e de humedad de cada muestra obtenida &or

cada &unto de los H interalos.• Se realiz2 una grá0ica de los datos teniendo al >J)mero de gol&es? en

las abscisas 1 el >Porcenta#e de humedad? en las ordenadas" dichagrá0ica en escala logarítmica.

• Se determin2 el límite lí/uido haciendo un &romedio entre los

&orcenta#es de humedad obtenidos en los H &untos analizados de lamuestra.

Observación: Como obseraci2n cabe resaltar /ue el límite lí/uido tambinse determina como la ordenada 3&orcenta#e de humedad5 corres&ondiente aun J)mero de gol&es de *- 3abscisas5.

4ig. ,F Muestra de Arcilla Semi Saturada siendo colocada en la >Co&a Casagrande?

%.2 Lí#ite Plástico

• Se 0ormaron rollitos de un diámetro de Fmm rolando la muestra sobreuna su&er0icie &lana.


13/19

Laboratorio N° 04

_____________________________________________________________________________

• Cuando estos rollitos llegaron a F mm se doblaron 1 &resionaron"0ormando una &astilla /ue uele a rolarse hasta /ue ocurra eldesmoronamiento 1 agrietamiento.

• En ese momento se determin2 el contenido de humedad /ue es el límite

&lástico.• El &rocedimiento se hizo * eces" &ara luego tener un límite &lástico&romedio.

4ig. ,H !olado de muestra &ara 0ormar rollos de F mm de diámetro

%.! &ndice de Plasticidad

Se calcul2 el :ndice de &lasticidad de la di0erencia del límite lí/uido 1 límite&lástico

IP=¿− LP

=2nde;

IP< :ndice de &lasticidad

LL< Límite Lí/uido

LP< Límite Plástico.


14/19

Laboratorio N° 04

_____________________________________________________________________________

). C*lculos

'.1 Lí#ite Líquido

1( Punto:

JK de ol&es < ,F

PM$ @ < H gr PMS @ < HH.*+ gr

@ara < * gr

Humedad=( PMH +T )−( PMS+T )

( PMS+T )−Tara x 100

Humedad=48−44.2044.2−28

x100=23.46

2( Punto:

JK de ol&es < **

PM$ @ < H gr

PMS @ < H*.F !

@ara < * gr


( PMS+T )−Tara

x 100

Humedad=46−42.8342.83−28

x100=21.38

!( Punto:

JK de ol&es < *NPM$ @ < HH gr


15/19

Laboratorio N° 04

_____________________________________________________________________________

PMS @ < H,.-H gr

@ara < * gr


( PMS

+T

)−Tara

x 100

Humedad=44−41.5441.54−28

x100=18.17

%( Punto:

JK de ol&es < FH

PM$ @ < H* gr PMS @ < F8.*F gr

@ara < * gr



Humedad=42−39.23

39.23−28 x100=24.67

'.2 Lí#ite Plástico

1( $uestra

PM$ @ < FF gr

PMS @ < F*.FN@ara < * gr



Humedad=33−32.3732.37−28

x100=14.42

2( $uestra:


16/19

Laboratorio N° 04

_____________________________________________________________________________

PM$ @ < FF gr

PMS @ < F*.8 gr

@ara < * gr

Humedad=( PMH +T )−( PMS+T )( PMS+T )−Tara

x 100

Humedad=33−32.932.9−28

x100=2.04

+. ,esultados

'.1 Lí#ite Líquido

- de/olpes

C*psula '&0 T 23r4

'&S T 23r4

Tara23r4

5 0umedad

,F C,* H HH.*+ * *F.H** C,H H H*.F * *,.F*N C,F HH H,.-H * ,.,N

FH C,, H* F8.*F * *H.N67&IT8 679ID 254 #1.;#

=2nde;

PM$ @; Peso de Muestra $)meda tara

PMS @; Peso de Muestra Seca tara

Fig. 15 – Gráfica donde se observan las proecciones de todos los puntos


17/19

Laboratorio N° 04

_____________________________________________________________________________

Fig. 1! – Gráfica donde se observan solo las proecciones del 1" #" punto

).# 6.#%

'.! &ndice Plástico

IP=¿− LP

IP=¿− LP

IP=21.92−8.23

IP=13.69


18/19

Laboratorio N° 04

_____________________________________________________________________________

+. Conclusiones

• El límite lí/uido es de .*F7" &or lo /ue el ti&o de suelo analizado seconsidera como una arcilla de ba#a com&resibilidad 3C$5" las /ue

contienen un límite lí/uido menor al -+7.

• Se conclu12 /ue el índice de &lasticidad de la muestra analizada es de,F.87" &or lo tanto esta arcilla es medianamente e9&ansia.

• En la 0igura ,- se obsera la grá0ica en donde se &ro1ectaron todos los&untos" la cual no concuerda con la grá0ica establecida &ara el límitelí/uido" es &or eso /ue en la 0igura , se obsera la grá0ica solo con *&untos; el ,K 1 FK" obserando en esta gran similitud con la establecida.

?. ,ecomendaciones:

• Se recomienda &asar la muestra &or la malla JK F+" &ero en caso de nocontar con esta" se &uede usar la malla JK H+.

• =iidir la muestra en dos &artes en la bande#a donde será semisaturada1 humedecer una &arte más /ue la otra" &ara así mezclar ambas encaso de /ue no se llegue al n)mero de &untos estimado.


19/19

Laboratorio N° 04

_____________________________________________________________________________

>. ,eferencias

• $%ecánica de &uelos 'omo 1( Fundamentos de la %ecánica de &uelos)

*" +dic. ( Q. 'obadillo 1 !. !odriguez ( Editorial Limusa 3*+,+5.

• $Fundamentos de ,ngeniería Geot-cnica) ( 'ra#a M. =as ( Cali0ornia.

Documents

INFORME N° 04-LÍMITES DE ATTERBERG