Suelos para constructores

Clasificación Del Suelo Agua en El Suelo

Para estabecer limite liquido, limite plastico es necesrio saber determinar el % de humedad del suelo:

Ver ensayos de limite liquido, limite plastico, indice de contracción para poder clasificar suelos por el metodo ASTHO y casagrande:

Límite líquido

Esta propiedad se mide en laboratorio mediante un procedimiento normalizado en que una mezcla de suelo y agua, capaz de ser moldeada, se deposita en la Cuchara de Casagrande o Copa de Casagrande, y se golpea consecutivamente contra la base de la máquina, haciendo girar la manivela, hasta que el surco que previamente se ha recortado, se cierre en una longitud de 12 mm (1/2"). Si el número de golpes para que se cierre el surco es 25, la humedad del suelo (razón peso de agua/peso de suelo seco) corresponde al límite líquido. Dado que no siempre es posible que el surco se cierre en la longitud de 12 mm exactamente con 25 golpes, existen dos métodos para determinar el límite líquido: - trazar una gráfica con el número de golpes en coordenadas logarítmicas, contra el contenido de humedad correspondiente, en coordenadas normales, e interpolar para la humedad correspondiente a 25 golpes. La humedad obtenida es el límite líquido. - según el método puntual, multiplicar por un factor (que depende del número de golpes) la humedad obtenida y obtener el límite líquido como el resultado de tal multiplicación.

Límite Plástico: Esta propiedad se mide en laboratorio mediante un procedimiento normalizado pero sencillo consistente en medir el contenido de humedad para el cual no es posible moldear un cilindro de suelo, con un diámetro de 3 mm. Para esto, se realiza una mezcla de agua y suelo, la cual se amasa entre los dedos o entre el dedo índice y una superficie inerte (vidrio), hasta conseguir un cilindro de 3 mm de diámetro. Al llegar a este diámetro, se desarma el cilindro, y vuelve a amasarse hasta lograr nuevamente un cilindro de 3 mm. Esto se realiza consecutivamente hasta que no es posible obtener el cilindro de la dimensión deseada. Con ese contenido de humedad, el suelo se vuelve quebradizo (por pérdida de humedad) o se vuelve pulverulento. Se mide el contenido de humedad, el cual corresponde al límite plástico. Se recomienda realizar este procedimiento al menos 3 veces para disminuir los errores de interpretación o medición.

Determinación del límite de contracción (LC).

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El límite de contracción es un contenido de humedad específico que divide la consistencia sólida de la semisólida del suelo y establece el contenido de humedad máximo que el suelo tolera antes de sufrir cambios en su volumen, este límite será:

LC = w₀ – Dw [1.57]

Donde:

LC = Límite de contracción del suelo.

w₀ = Contenido de humedad del suelo en consistencia líquida.

Dw = Cambio del contenido de humedad durante la contracción.

Puede determinarse el límite de contracción para suelos que tienen un tamaño de partículas que pasan el tamiz Nro. 40, para lo cual la muestra de suelo debe ser humedecida lo suficiente hasta que alcance una consistencia líquida, entonces se procede a determinar el contenido de humedad de una parte de la muestra suelo para ese estado que será: w₀.

La otra parte de la muestra es vaciada en un cilindro cerámico de tal forma que quede completamente lleno del suelo, este cilindro previamente es cubierto con un gel de petróleo (vaselina) para evitar que él suelo se adhiera a él, como se muestra en la Figura 1.37a.

Figura 1.37. Determinación del límite de contracción (Das, 1998).

(a) Muestra de suelo en consistencia líquida. (b) Muestra de suelo sin contenido de humedad.

Se deja secar al aire la muestra en el cilindro cerámico por 6 horas, luego debe completarse el secado del suelo en horno. La Figura 1.37b muestra que como resultado de la pérdida de humedad el suelo quedará reducido en volumen, se determina la masa de suelo para esta condición que será: M_F.

Para determinar el cambio del contenido de humedad primero deben determinarse el volumen inicial del suelo antes de perder humedad y después que ha perdido toda su humedad. El volumen inicial del suelo se determinará vaciando mercurio al cilindro cerámico vacío hasta que esté completamente lleno, conociendo la gravedad específica del mercurio y el peso que ocupa este en el cilindro, se determina el volumen que ocupa este que será: V_i.

Para determinar el volumen final se introduce la muestra seca de suelo en el cilindro lleno de mercurio, la masa del mercurio que es desplazado por el suelo será: M_d.

Entonces el volumen final del suelo (V_F) será:

El cambio de contenido de humedad que experimenta el suelo durante la etapa de contracción, entre el contenido inicial y el contenido en el límite de contracción será:

El límite contracción proporciona indicios de la estructura de las partículas del suelo, puesto que una estructura dispersa suele producir un límite de contracción bajo y una estructura floculante origina un límite de contracción elevado (Whitlow, 1994).

Casagrande sugiere que puede hacerse una estimación del límite de contracción con el gráfico de plasticidad. En la Figura 1.38 se muestra que la línea A y U interceptan en un punto de coordenadas: LL = – 43.5 y LP = – 46.5, determinando el índice de plasticidad y el límite líquido del suelo, estos pueden ser ubicados con un punto A en el gráfico de plasticidad, si se une con una línea el punto A con el punto de intersección de las líneas A y U, el punto que intercepte en el eje del límite líquido corresponderá al límite de contracción.

Figura 1.38. Estimación del límite de contracción con el gráfico de plasticidad (Das, 1998).

Ensayo de contracción unitaria.

En el caso de suelos que tengan muy poco contenido de partículas compuestas de minerales de arcilla, los ensayos de límite plástico y líquido pueden producir resultados no confiables. En tales casos mediante el ensayo de la contracción lineal es posible obtener una aproximación importante del índice de plasticidad, con la ecuación:

IP = 2.13 CL [1.58]

Donde: CL es la contracción lineal del suelo.

El suelo estando en consistencia líquida es vaciado al molde pequeño que se muestra en la Figura 1.39 hasta llenarlo completamente, entonces se deja secar al aire el molde hasta que el suelo se despegue del molde y luego para completar el secado el suelo es secado en horno, de forma similar al ensayo para determinar el límite de contracción

Se mide la longitud de la muestra seca y se determina la contracción lineal que será:

[1.59]

Donde:

IC = Índice de contracción del suelo.

M_s = Peso del suelo seco.

V_F = Volumen final del suelo luego de ser secado.

Índice de contracción (IC).

El índice de contracción es un parámetro utilizado como indicador del cambio de volumen respecto al cambio del contenido de humedad, determinado en base al ensayo del límite de contracción, este índice será: