Indice

Introdución

Limite de consistencia de atterberg

Normas que rigue el Limite de consistencia o

Limite de Atterberg.

Limite luqido

Limite plástico

Limite Contracion

Indice Plastico

Sistema de Clasificacion Unificada de los Suelos

(SUCS)

Sistema de Clasificacion De los Suelos ASSTHO

Clasificacion de los suelos FAA

Introducción

Este trabajo que les voy a presentar a continuación es

sobre una investigación de los Limites de Consistencia

para la clasificación de suelos y las normas que se

encargan de marcar las pautas para cada uno de los

diferentes métodos de estudio de suelos entre estas

normas tenemos la Astm y AASHTO.

Limites de consisten de

Atterberg

Los límites de Atterberg o límites de consistencia.

son los contenidos de humedad en los puntos de

transición de un estado al otro, también podemos decir

que son propiedades índices de los suelos, con que se

definen la plasticidad y se utilizan en la identificación y

clasificación de un suelo.

Se utilizan para caracterizar el comportamiento de los

suelos finos. Se basan en el concepto de que los suelos

finos, presentes en la naturaleza, pueden encontrarse en

diferentes estados , un suelo se encuentra en estado

sólido, cuando está seco. Al agregársele agua poco a

poco va pasando sucesivamente a los estados de

semisólido, plástico, y finalmente líquido.

El contenido de agua con que se produce el cambio de

estado varía de un suelo a otro y en mecánica de suelos

interesa fundamentalmente conocer el rango de

humedades, para el cual el suelo presenta un

comportamiento plástico.

Plasticidad es la propiedad que tienen algunos suelos de

deformarse sin agrietarse, ni producir rebote elástico.

Los suelos plásticos cambian su consistencia al variar su

contenido de agua. De ahí que se puedan determinar sus

estados de consistencia al variar si se conoce las

fronteras entre ellas. Los estados de consistencia de una

masa de suelo plástico en función del cambio de

humedad son sólidos, semisólido, líquido y plástico.

Para calcular los limites de Atterberg el suelo se tamiza

por la malla Nº40 y la poción retenida es descartada.

La frontera convencional entre los estados semisólido y

plástico se llama límite plástico, que se determina

alternativamente presionando y enrollando una pequeña

porción de suelo plástico hasta un diámetro al cual el

pequeño cilindro se desmorona, y no puede continuar

siendo presionado ni enrollado. El contenido de agua a

que se encuentra se anota como límite plástico.

La frontera entre el estado sólido y semisólido se llama

límite de contracción y a la frontera entre el límite

plástico y líquido se llama límite líquido y es el contenido

de agua que se requiere adicionar a una pequeña

cantidad de suelo que se colocará en una copa estándar,

y ranurará con un dispositivo de dimensiones también

estándar, sometido a 25 golpes por caída de 10 mm de la

copa a razón de 2 golpes/s, en un aparato estándar para

limite líquido

Estados de consistencia:

Límites de plasticidad

Para medir la plasticidad de las arcillas se han

desarrollado varios criterios de los cuales se menciona el

desarrollado por Atterberg, el cual dijo en primer lugar

que la plasticidad no es una propiedad permanente de las

arcillas, sino circunstancial y dependiente de su

contenido de agua. Una arcilla muy seca puede tener la

consistencia de un ladrillo, con plasticidad nula, y esa

misma, con gran contenido de agua, puede presentar las

propiedades de un lodo semilíquido o, inclusive, las de

una suspensión líquida. Entre ambos extremos, existe un

intervalo del contenido de agua en que la arcilla se

comporta plásticamente. En segundo lugar, Atterberg

hizo ver que la plasticidad de un suelo exige, para ser

expresada en forma conveniente, la utilización de dos

parámetros en lugar de uno.

Según su contenido de agua en forma decreciente, un

suelo susceptible de ser plástico puede estar en

cualquiera de los siguientes estados de consistencia,

definido por Atterberg.

1.- Estado líquido, con las propiedades y apariencias de

una suspensión.

2.-Estado Semilíquido, con las propiedades de un fluido

viscoso.

3.-Estado Plástico, en que el suelo se comporta

plásticamente.

4.-Estado semi sólido, en el que el suelo tiene la

apariencia de un sólido, pero aún disminuye de volumen

al estar sujeto a secado.

5. Selección para la determinación de los límites de

plasticidad.

Los ensayos se realizan en el laboratorio y miden la cohesión del

terreno y su contenido de humedad, para ello se forman

pequeños cilindros de 3mm de espesor con el suelo. Siguiendo

estos procedimientos se definen tres límites:

1. Límite líquido: Cuando el suelo pasa de un estado

semilíquido a un estado plástico y puede moldearse. Para la

determinación de este límite se utiliza la cuchara de

Casagrande.

2. Límite plástico: Cuando el suelo pasa de un estado plástico

a un estado semisólido y se rompe.

3. Límite de retracción o contracción: Cuando el suelo pasa

de un estado semisólido a un estado sólido y deja de

contraerse al perder humedad.

Normas que rigue el Limite de

consistencia o Limite de Atterberg.

Limite liquido

Normas : ASTM D4318-00 - AASHTO T89-68

el limite líquido se determina sabiendo que el suelo

remoldado tiene una pequeña resistencia al corte (aprox.

0.02 kg/cm2) de tal modo que la muestra de suelo

remoldado necesita de 25 golpes para cerrar en ½

pulgada dos secciones de una pasta de suelo de

dimensiones especificadas más adelante.

Aparatos

Dispositivo de limite plástico.- también llamado Copas de

Casa Grande, es un dispositivo mecánico consistente de una copa

de bronce suspendida de un soporte una base de caucho duro.

Acanalador.- Es una herramienta hecha de plástico o metal no

corrosible.

Balanza.- con una aproximación de 0.01 gr.

Contenedor para almacenaje.- Para almacenar el espécimen

de suelo preparado y prevenir la pérdida de humedad. Es

adecuado un plato de porcelana, vidrio o plástico de 11.4 cm. (4

½”) de diámetro.

Placa de vidrio pulido.- Una placa de vidrio pulido cuadrada

de 30 cm. de lado con 1cm de espesor para enrollar los hilos de

limite plástico.

Espátula.- Con hoja flexible y dimensiones aproximadas de 2

cm. (¾”), de ancho y 10 a 13 cm de longitud.

Frasco de lavado, o contenedor similar para añadir

cantidades controladas de agua al suelo y lavar los finos de las

partículas gruesas.

Varilla de 3.2 mm de diámetro para realizar comparaciones

frecuentes con el hilo de suelos.

Estufa

Procedimiento:

Separar y secar la cápsula de la máquina de Casagrande,

asegurándose que ella se encuentre perfectamente limpia y

seca antes del ensayo,

Colocar entre 50 y 70 g de suelo en la cápsula, alisando la

superficie a una altura de 1 cm con la espátula, cuidando de

no dejar burbujas de aire en la masa de suelo,

Usando el acanalador separar el suelo en dos mitades según

el eje de simetría de la cápsula; para una arcilla, el surco se

puede hacer de una vez; los limos pueden exigir 2 o 3

pasadas suaves antes de completarlo,

Colocar la cápsula en su posición para el ensayo,

Girar la manivela de manera uniforme a una velocidad de

dos revoluciones/seg; continuar hasta que el surco se cierre

en ½” de longitud; anotar el número de golpes, cuando éste

sea inferior a 40,

Revolver el suelo de la cápsula con la espátula y repetir las

operaciones (3) a (5), hasta que la diferencia entre los

números de golpes para dos ensayos sucesivos no sea

superior a 1 (para suelos especiales se pueden aceptar

mayores diferencias); una diferencia mayor revela, por lo

general, una falta de uniformidad en el contenido de

humedad,

Tomar una muestra de aproximadamente 5 g de suelo en la

zona donde se cerró el surco y pesarla de inmediato para

obtener su contenido de humedad,

Vaciar el suelo en la cápsula agregando un poco de agua y

revolver el material con la espátula; repetir etapas (1) a (7),

Repetir etapas (1) a (8), 3 a 4 veces, hasta llegar a un

número de golpes de 15 a 20.

Limite Plastico

Normas: ASTM D-4318, AASHTO T-90

El límite plástico es el contenido de humedad para el cual el suelo

se fractura al ser amasado en bastoncitos de diámetro 1/8” (3

mm) cuando de hace rodar una pequeña masa de suelo entre la

palma de la mano y una superficie lisa.

Aparatos· Espátula, de hoja flexible, de unos 75 a 100 mm (3" – 4”) de

longitud por 20 mm (3/4") de ancho.

· Recipiente para Almacenaje, de 115 mm (4 ½”) de diámetro.

· Balanza, con aproximación a 0.1 g.

· Horno o Estufa, termostáticamente controlado regulable a 110 ±

5 °C (230 ± 9 °F).

· Tamiz, de 426 μm (N° 40).

· Agua destilada.

· Vidrios de reloj, o recipientes adecuados para determinación de

humedades.

· Superficie de rodadura. Comúnmente se utiliza un vidrio grueso

esmerilado.

Procedimientos:· Se moldea la mitad de la muestra en forma de elipsoide y, a

continuación, se rueda con los dedos de la mano sobre una

superficie lisa, con la presión estrictamente necesaria para formar

cilindros.

· Si antes de llegar el cilindro a un diámetro de unos 3.2 mm

(1/8") no se ha desmoronado, se vuelve a hacer una elipsoide y a

repetir el proceso, cuantas veces sea necesario, hasta que se

desmorone aproximadamente con dicho diámetro.

· El desmoronamiento puede manifestarse de modo distinto, en

los diversos tipos de suelo:

· En suelos muy plásticos, el cilindro queda dividido en trozos de

unos 6 mm de longitud, mientras que en suelos plásticos los

trozos son más pequeños.

· La porción así obtenida se

coloca en vidrios de reloj o pesa-filtros tarados, se continúa el

proceso hasta reunir unos 6 g de suelo y se determina la

humedad de acuerdo a la guía de Determinación del contenido de

humedad.

· Se repite, con la otra mitad de la masa, el proceso indicado.

Indice De Plasticidad

Se puede definir el índice de plasticidad de un suelo como la diferencia entre su límite líquido y su límite plástico.

I.P.= L.L. – L.P.

Donde:L.L. = Límite Líquido

P.L. = Límite Plástico

Limite De Contracción

Normas: AASHTO T92-68 -ASTM D427-61

El límite de contracción es un porcentaje de humedad del suelo, de tal manera que luego de secado al horno no reduce su volumen.

Los suelos susceptibles de sufrir grandes cambios de volumen cuando se someten a cambios en su contenido de humedad, son problemáticos, si se usan para rellenos en carreteras o en ferrocarril, o si se utilizan para la fundación de elementos estructurales. Los cambios de volumen pueden motivar ondulaciones en las carreteras y grietas en las estructuras debido a que los cambios de volumen usualmente no son uniformes.

Los límites líquido y plástico pueden utilizarse para predecir la presencia potencial de problemas en suelos debido a su capacidad de cambio de volumen. Sin embargo, para obtener una indicación cuantitativa, de cuánto cambio de humedad puede presentarse antes de que se presente un apreciable cambio volumétrico, y obtener, si dicho cambio volumétrico ocurre, una indicación de la cantidad de ese cambio, es necesario hacer un ensayo del límite de contracción.

La práctica se comienza con un volumen de suelo en condición de saturación completa, preferiblemente (pero no absolutamente necesario) a un contenido de humedad cercano o superior al límite líquido. El suelo entonces se deja secar. Durante el secado se supone que bajo cierto valor límite de contenido de humedad, cualquier pérdida de humedad en el proceso está acompañada por una disminución en el volumen global de la muestra.

A partir de éste valor límite en el contenido de humedad, no es posible producir cambios adicionales en el volumen del suelo por pérdida adicional de agua de poros. Este valor inferior limitante en el contenido de humedad se denomina límite de contracción.

Lo anterior significa físicamente, que no se causará ningún volumen adicional por cambios subsecuentes en la humedad. Por encima del límite de contracción todos los cambios de humedad producen cambios de volumen en el suelo, éste cambio de volumen se puede expresar en términos de relación de vacíos y el contenido de humedad.

La relación de contracción da una indicación de cuánto cambio de volumen puede presentarse por cambios de la humedad de los suelos. La relación de contracción se

define como la relación del cambio de volumen del espécimen o muestra de suelo como un porcentaje de su volumen seco al cambio correspondiente en humedad por encima del límite de contracción expresado como un porcentaje del suelo seco obtenido luego de ser secado al horno.

Procedimiento:

1. Se toma alrededor de 40 gramos de suelo de material representativo, del utilizado para las prácticas de limite liquido y plástico, que pase a través del tamiz N° 40, y mezclarlo cuidadosamente con agua común hasta lograr una pasta cremosa que puede colocarse dentro del recipiente de contracción sin dejar ningún vació.

2. La consistencia del suelo debería obtenerse utilizando un contenido de humedad cercano o algo superior al límite liquido del suelo.

3. Recubrir ligeramente el interior de la capsula o recipiente de contracción (ya sea de porcelana o de metal, con vaselina de petróleo, grasa de silicona para prevenir que el suelo se adhiera al recipiente y/o se

formen grietas durante el secado. Pese el recipiente y registre su peso.

4. Llenar el recipiente en tres capas colocando aproximadamente 1/3 de la cantidad de suelo seco necesaria para llenar el recipiente cada vez y darles golpes suaves sobre una base firme hasta que el suelo fluya dentro del recipiente y se note la ausencia total de burbujas de aire. Repetir la misma operación con la segunda y tercera capa. Al terminar se debe enrasar cuidadosamente el suelo dentro del recipiente utilizando una espátula de tamaño mediano, y a continuación pesar el recipiente con el suelo húmedo.

5. Secar al aire del laboratorio la galleta hasta que la superficie cambie a un color muy claro (del orden de 6 a 8 horas). A continuación introduzca la muestra en un horno y mantenga la temperatura constante entre 105 y 110°C hasta obtener un peso constante.

6. Saque a continuación el recipiente con el suelo seco del horno y obtenga el peso de recipiente más suelo seco. El secado al aire de la muestra reduce la posibilidad de la formación de grande grietas de contracción en el suelo debido a la rápida perdida de humedad y evita por otra parte la pérdida de suelo dentro del horno debido a la posibilidad de “ebullición” del suelo.

Sistema de Clasificacion Unificada de los

Suelos (SUCS)

Este sistema fue propuesto por Arturo Casagrande como una

modificación y adaptación más general a su sistema de

clasificación propuesto en el año 1942 para aeropuerto s. Esta

clasificación divide los suelos en: Suelos de grano grueso. Suelos

de grano fino. Suelos orgánicos.

Los suelos de granos grueso y fino se distinguen mediante el

tamizado del material por el tamiz No. 200. Los suelos gruesos

corresponden a los retenidos en dicho tamiz y los finos a los que

lo pasan, de esta forma se considera que un suelo es grueso si

más del 50% de las partículas del mismo son retenidas en el

tamiz No. 200 y fino si mas del 50% de sus partículas son

menores que dicho tamiz. Los suelos se designan por símbolos de

grupo. El símbolo de cada grupo consta de un prefijo y un sufijo.

Los prefijos son las iníciales de los nombres en ingles de los seis

principales tipos de suelos (grava, arena, limo, arcilla, suelos

orgánicos de grano fino y turbas), mientras que los sufijos indican

subdivisiones en dichos grupos. Suelos gruesos. Se dividen en

gravas y arena, y se separan con el tamiz No. 4, de manera que

un suelo pertenece al grupo de grava si más del 50% retiene el

tamiz No. 4 y pertenecerá al grupo arena en caso contrario.

Suelos finos. El sistema unificado considera los suelos finos

divididos entre grupos: limos inorgánicos (M), arcillas inorgánicas

© y limos y arcillas orgánicas (O). Cada uno de estos suelos se

subdivide a su vez según su límite liquido, en dos grupos cuya

frontera es Ll = 50%. Si el límite líquido del suelo es menor de 50

se añade al símbolo general la letra L (low compresibility). Si es

mayor de 50 se añade la letra H (hig compresibility).

Obteniéndose de este modo los siguientes tipos de suelos: ML:

Limos Inorgánicos de baja compresibilidad. OL: Limos y arcillas

orgánicas. CL: Arcillas inorgánicas de baja compresibilidad. CH.

Arcillas inorgánicas de alta compresibilidad. MH: Limos

inorgánicos de alta compresibilidad. OH: arcillas y limos orgánicas

de alta compresibilidad.

Sistema Clasificacion de los

suelos ASTM D 2487

Clasificación de suelos Criterios para la asignación de símbolos

de grupo y nombre de grupo con el uso de ensayes de laboratorio

Cu ≥ 4 y 1 ≤ Cc ≤ 3 Cu < 4 y 1> Cc > 3 IP7 o arriba de la línea

“A” en la carta de plasticidad Cumple los criterios para GW y GM

Cumple los criterios para GW y GC Cumple los criterios para GP y

GM Cumple los criterios para GP y GC Cu ≥ 6 y 1 ≤ Cc ≤ 3 Cu < 6

y 1> Cc > 3 IP7 o arriba de la línea “A” en la carta de plasticidad

Cumple los criterios para SW y SM Cumple los criterios para SW y

SC Cumple los criterios para SP y SM Cumple los criterios para SP

y SC IP>7 y se grafica en la carta de plasticidad arriba de la línea

“A” IP

Sistema de Clasificacion De los Suelos

ASSTHO

Los suelos se clasifican en siete grupos, basándose en la

composición granulométrica, en el límite líquido y en el índice de

plasticidad de un suelo. La evaluación de cada grupo, se hace por

medio de su “Índice de Grupo”, el cual es calculado mediante una

formula empírica.

Esta clasificación divide los suelos en dos clases: una formada por

suelos granulares y otra por suelos de granulometría fina, limo-

arcillosos. A continuación, se indicara cada una de las clases con

sus grupos y subgrupos.

Suelos Granulares:

Son aquellos que tienen 35%, o menos, del material fino que pasa

el tamiz N° 200 (0.075 mm). Estos suelos forman los grupos A-1,

A-2 y A-3.

Grupo A-1: Comprende las mezclas bien graduadas, compuestas

de fragmentos de piedra grava, arena y material ligante poco

plástico. Se incluyen también aquellas mezclas bien graduadas

que no tienen material ligante.

Subgrupo A-1a: Comprenden aquellos materiales formados

predominantemente por piedra o grava, con o sin material ligante

bien graduado.

Subgrupo A-1b: Comprende aquellos materiales formados

predominantemente por arena gruesa y con, o sin, material

ligante bien graduado.

Grupo A-2 : Incluye una gran variedad de material granular que

contiene menos del 35% de material fino.

Subgrupo A-2-4 y A-2-5: Pertenecen a estos subgrupos

aquellos materiales cuyo contenido de material fino es igual o

menor del 355 y cuya fracción que pasa el tamiz N°40 tiene las

mismas características de los suelos A-4 y A-5, respectivamente.

Estos grupos incluyen aquellos suelos gravosos y arenosos (arena

gruesa), que tengan un contenido de limo, o índices de grupo, en

exceso a los indicados para el grupo A-1. Asimismo, incluyen

aquellas arenas, finas con un contenido de limo no plástico en

exceso al indicado para el grupo A-3.

Subgrupo A-2-6 y A-2-7: Los materiales de estos subgrupos son

semejantes a los anteriores, pero la fracción del tamiz que pasa el

tamiz N°40 tiene las mismas características de los suelos A-6 y A-

7, respectivamente.

Grupo A-3: En este grupo se hallan incluidas las arenas finas, de

playa y aquellas con poca cantidad de limo que no tengan

plasticidad. Este grupo incluye, además, las arenas de río que

contengan poca grava y arena gruesa.

Suelos Finos Limo Arcillosos

Contienen más del 35% del material fino que pasa el tamiz

N°200.

Estos suelos constituyen los grupos A-4, a-5,A-6 y A-7.

Grupo A-4: Pertenecen a este grupo los suelos limosos y poco o

nada plásticos, que tienen un 75% o mas del material fino que

pasa el tamiz N°200. Además se incluyen en este grupo las

mezclas de limo con grava y arena hasta en un 64%.

Grupo A-5: Los suelos comprendidos en este grupo son

semejantes a los del anterior, pero contienen material micáceo o

diatomáceo. Son elásticos y tienen u limite líquido elevado.

Grupo A-6: El material típico de este grupo es la arcilla plástica,

por lo menos el 355 de estos suelos debe pasar el tamiz numero

200 peor se incluyen también las mezclas arcillo-arenosas cuyo

porcentaje de arena y grava sea inferior al 64%.

Estos materiales presentan, generalmente, grandes cambios de

volumen entre los estados seco y húmedo.

Grupo A-7: Los suelos de este grupo son semejantes a los del A-

6, pero son plasticos. Sus limites líquidos son elevados

Subgrupo A-7-5: Incluye aquellos materiales cuyos indices de

plasticidad no son muy altos con respecto a sus limites liquidos.

Subgrupo A-7-6: Comprende aquellos suelos cuyos indices d

eplasticidad son muy elevados con respectoa sus limites liquidos

y que ademas experimentan cambios d evolumen muy grandes

entre sus estados seco y humedo.

Clasificacion de los suelos

FAA

Los nombres, así como las características de los diferentes suelos,

sugeridos por la FAA, se hallan indicados en el cuadro siguiente:

Según esta nomenclatura se designa como:

Arena gruesa: El materia que pasa el Tamiz N°10 y queda

retenido en el tamiz N°60, siendo las partículas de un tamaño

comprendido entre 2mm a 0,25 milímetros.

Arena fina: El material que pasa el tamiz N°60 y queda retenido

en el tamiz N°270. El tamaño de sus partículas esta comprendido

entre 0.25 mm y 0.05 milímetros.

Limo: el material que pasa el tamiz N° 270 y cuyas partículas

están comprendidas entre 0.05 mm y 0.005 milímetros.

Arcilla: El material que pasa el tamiz N° 270, y cuyas partículas

son menores de 0.005

Milímetros.

Conclusión

Este trabajo que acabamos de ver pude entender

clasificación de suelos mediante el limite atterberg

y los procedimientos en el laboratorio de cada uno

de los ensayos explicados en este trabajo de

investigación.

Bibliografia

Mecánica de Suelos / Juárez Badillo

Fundamentos de Ingeniería Geotécnica / Braja M. Das

Wikipedia

www.ingenieriacivil.com

Copernic

Monografias.com