LABORATORIO Nº

PROFESOR :

ALUMNOS :

FECHA : 26 DE OCTUBRE

DE 2012

INDICE

Introducción

03

Objetivos

03

I.- SUELOS: ENSAYE DE ATTERBERG

1.- PROCEDIMIENTOS. LIMITE LÍQUIDO. 04 LIMITE PLASTICO. 07

2.- CALCULOS LIMITE LÍQUIDO.

09 LIMITE PLASTICO.

10 INDICE DE PLASTICIDAD.

10

3.- CLASIFICACION DE SUELOS CLASIFICACION USCS.

11 CLASIFICACION AASHTO.

12

HERRAMIENTAS UTILIZADAS PARA REALIZAR EL ENSAYE 13

CONCLUSION. 14BIBLIOGRAFIA. 14

2

INTRODUCCIÓN

En el presente Informe daremos a conocer el método para

medir Límite Líquido, Límite Plástico, e Índice de Plasticidad,

correspondiente al Ensaye de Atterberg, considerando la consistencia de

un suelo que disminuirá o aumentará dependiendo de la cantidad de su

componente líquido.- Una vez disminuida la humedad en el suelo

arcilloso líquido, pasará gradualmente a estado plástico.

Los parámetros a considerar para el Ensaye de Atterberg, se

basan en el método 8.102.3 (LNV 89) de la adaptación de la Norma

chilena 1517/Of. 1979.-

1.3-OBJETIVOS:

1.3.1-Objetivo General

En base a la experiencia de laboratorio se tiene por objeto determinar la clasificación del suelo en función de la granulometría y de los límites de Atteberg.

1.3.2.-Objetivos Específicos

• Determinar el Límite Líquido de una muestra de suelo.

• Determinar el Límite Plástico de una muestra de suelo.

• Calcular el Índice de plasticidad del suelo.

3

• Calcular el Índice de grupo del suelo.

• Clasificar el suelo según el sistema USCS.

• Clasificar el suelo según el sistema AASHTO.

Determinar El Límite Líquido (LL) y Límite Plástico (LP), de acuerdo

al método de Atterberg.

Determinar datos y cálculos, a través de Nº de golpes, pesos en

gramos, porcentaje de humedad y Curva de Fluidez.

MARCO TEÓRICO:

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

concepto de que los suelos finos, presentes en la naturaleza, pueden

encontrarse en diferentes estados, dependiendo del contenido de agua.

Así un suelo se puede encontrar en un estado sólido, semisólido,

plástico, semilíquido y líquido. La arcilla, por ejemplo al agregarle

agua, pasa gradualmente del estado sólido al estado plástico y

finalmente al estado 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, es decir, acepta deformaciones

sin romperse (plasticidad), es decir, la propiedad que presenta los suelos

hasta cierto límite sin romperse.

El método usado para medir estos límites de humedad fue ideado

por Atterberg a principios de siglo a través de dos ensayos que definen

los límites del estado plástico.

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Los límites de Atterberg son propiedades índices de los suelos, con

que se definen la plasticidad y se utilizan en la identificación y

clasificación de un suelo.

 

Definiciones

• Acanalador: Instrumento utilizado para formar la ranura en la muestra para la determinación del límite líquido.

• Arcilla: Tipo de suelo de carácter fino, cuyas partículas son de un tamaño inferior a 0,002 mm.

• Bastoncillo: Forma que se debe adaptar el suelo húmedo para la determinación del límite plástico.

• Cuchara de Casagrande: La cuchara de Casagrande, también llamada copa de Casagrande, es un instrumento de medición utilizado, para determinar el límite líquido de un suelo. Fue inventada por Arthur Casagrande.

• Granulometría: Distribución de los distintos tamaños de partículas en una muestra de suelo.

• Índice de grupo (IG): Se utiliza para evaluar y comparar suelos de una misma clasificación.

• Índice de plasticidad (IP): Corresponde a la diferencia entre el límite líquido y el límite plástico, el cual representa el rango de humedad en el cual el suelo se encuentra en estado plástico.

• Límites de Atterberg: Índices que definen la consistencia del suelo, en función del contenido de agua, a través de la determinación de la humedad. Dichos límites son de contracción, líquido y plástico.

• Límite Líquido (LL o Wl): Se define como el contenido de humedad con el cual una muestra de suelo cohesivo, luego de aplicar 25 golpes en

5

la Cuchara de Casagrande con una frecuencia de 2 golpes por segundo y una altura de caída de 1 cm, produce el cierre, en aproximadamente 1 cm, de una ranura efectuada sobre la muestra de suelo instalada en dicha cuchara.

• Límite Plástico (LP o Wp): Se define como el contenido de agua en porcentaje, con el cual el suelo al ser enrollado en bastoncitos de aproximadamente 3,0 mm de diámetro, se desmorona. El límite plástico es el límite inferior de la etapa plástica del suelo. La prueba es simple y se lleva a cabo enrollando repetidamente a mano sobre una placa de vidrio una masa de suelo de forma elipsoidal.

• Porcentaje Retenido: Fracción de la masa inicial, expresada como porcentaje respecto al total de la masa, que queda retenida en el tamiz analizado.

• Porcentaje que pasa: Fracción de la masa inicial, expresada como porcentaje respecto al total de la masa, que pasa por el tamiz analizado.

• Sistema USCS: Este sistema clasifica a los suelos en dos amplias categorías. De acuerdo con la distribución granulométrica de las partículas del material que pasa el tamiz de 80 mm, el suelo se clasifica como suelo granular si más del 50% es retenido por el tamiz Nº200. En cuyo caso los símbolos de grupo comienzan con un prefijo G (grava) o S (arena). En el caso que el 50% o más del material pase el tamiz Nº200, se trata de suelos finos. En este caso, los símbolos de grupo comienzan con un prefijo M (limo inorgánico), C (arcilla inorgánica) u O (limos y arcillas orgánicas). Otros símbolos empleados en esta clasificación, tienen relación con la graduación del material, W (bien graduado) o P (mal graduado), y con la plasticidad del material fino, L (baja plasticidad, LL < 50) o H (alta plasticidad, LL > 50).

• Sistema ASSTHO: Este sistema divide a los suelos inorgánicos en siete grupos designados por los símbolos del A - 1 al A - 7. Como se consideró que el mejor suelo para ser usado en la subrasante de una carretera es un material bien graduado compuesto principalmente de arena y grava, pero que contenga una pequeña cantidad de arcilla como agente cementante, se le dio el nombre a este material de A - 1. Los suelos restantes se agruparon en orden decreciente de estabilidad y aquellos que presentaran una elevada proporción de materia orgánica se clasifican como A - 8. Cualquier suelo que contenga material fino se identifica, además, por su índice de grupo; cuanto mayor es el índice de grupo, de menor calidad es el suelo.

• Suelo: Corresponde a la sedimentación de partículas sólidas provenientes de la desintegración de las rocas, que puede o no contener

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materia orgánica.

• Suelos Finos: Corresponden a suelos cuyas partículas predominantes son de carácter fino, es decir, de tamaño inferior a 0,074 mm.

•Tamaño máximo absoluto: Abertura del menor tamiz que dejar pasar el 100% de la muestra.

Normas Utilizadas

El procedimiento se desarrolló de acuerdo a las siguientes normas:

- NCh 1517/1. Of79. Mecánica de suelos-Límites de consistencia- Parte 1: Determinación del límite líquido

- NCh 1517/2. Of79. Mecánica de suelos-Límites de consistencia- Parte 2: Determinación del límite plástico

Y con la referencia de los siguientes documentos:

- Manual de carreteras- sección 8.102 Métodos para suelos.- NCh 1515. Of79. Mecánica de suelos. Determinación de la

humedad.

Alcances

7

El procedimiento utilizado para la obtención de los límites de consistencia (líquido y plástico) se aplica a suelos en la cual la muestra pasa por el tamiz de 0,5 mm (~ ASTM Nº 40) para los tamaños de muestra en masa indicados en la NCh 1517/1 y NCh 1517/2 respectivamente.Por último, la determinación del límite líquido se efectúa mediante el método mecánico.

Materiales

o Plato de evaporación.o Espátula.o Aparato de límite líquido.o Acanalador.o Recipientes.o Balanza.o Placa de vidrio esmerilado.

PROCEDIMIENTOS

LIMITE LÍQUIDO

A.- Se extrae muestra de material fino, que sea mayor a 100grs., y

bajo tamiz 0.5mm (Nº 40), según Norma ASTM.- La muestra se posa en

un plato de evaporación de porcelana, y se procede a homogenizar con

una espátula de hoja flexible, normalizada.-

B.- Luego de homogenizada la muestra se procede a colocarla en la

taza de bronce del Aparato de Límite Líquido (Casagrande). Esparciendo

la muestra con la espátula normalizada, en forma horizontal, a la taza de

bronce, y tomando la precaución, de formar un espesor de 10mm en

centro de la taza, retirando los

excedentes y devolviéndolos al plato de

evaporación.-

8

C.- Con el acanalador normalizado, según la norma ASTM, se construye

un surco, por el centro de la taza de bronce.- Cuidando no levantar el

material de la taza y sosteniendo fuertemente el aparato Casagrande.-

D.- Posteriormente con una mano se afirma la base de la máquina

Casagrande, con la superficie y con la otra mano se gira la manivela

levantando y dejándola caer, con una frecuencia de 2 golpes por

segundo aproximadamente. Hasta lograr que la muestra se una, en una

extensión de 10mm, tomando como referencia el ancho de la espátula

normalizada, en forma perpendicular al surco.-

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E.- Retiramos la muestra que se unió en el centro de la taza, que

aproximadamente debe ser 10 grs. del total de la muestra, que se

encuentra en la taza de bronce. El cual se deposita en la capsula de

secado que se encuentra previamente pesada y rotulada con su numero

y peso. El material sobrante se devuelve al plato de evaporación

homogenizándolo con el resto de las muestras.

F.- Junto con anotar el nº de la capsula se debe pesar la muestra

anotando su peso húmedo en gramos y los números de golpes que se

realizaron para que la muestra se una, en una extensión de 10mm.

G.- Luego las cápsulas con las muestras ya pesadas, se colocaron a

secar en un horno a 60º, durante 24 horas. Cumpliendo el tiempo de

horas, son retiradas dejándolas reposar a temperatura ambiente.- Para

ser nuevamente pesadas anotando su peso seco en la tabla de valores.-

10

LIMITE PLÁSTICO

A.- Se extrae muestra de material fino, de aproximadamente de 1cm3 y

bajo tamiz 0.5mm (Nº 40), según Norma ASTM.- La muestra corresponde

al mismo amasado que obtuvo la muestra para límite líquido.-

B.- Luego se amasa en la mano y se hace rodar en la superficie de un

vidrio esmerilado de 20x20cm.-

C.- Se Forman cilindros de 3mm de diámetro, hasta lograr su

disgregación en trozos de 0.5 a 1cm de largo.-

C.- Se depositan los cilindros en cápsulas pesadas y rotuladas con su

respectiva numeración.- Este procedimiento se realiza hasta lograr 2

cápsulas con un peso mínimo de muestra de 20grs., para obtener su

peso húmedo en gramos.-

D.- Luego las cápsulas con las muestras ya pesadas, se colocaron a

secar en un horno a 60º, durante 24 horas. Cumpliendo el tiempo de

horas, son retiradas dejándolas reposar a temperatura ambiente.- Para

ser nuevamente pesadas anotando su peso seco en la tabla de valores.-

11

CÁLCULOS LÍMITE LÍQUIDO

Calcular el límite plástico ( Wp ) como el promedio de las tres determinaciones efectuadas sobre la muestra de ensaye. Dichas determinaciones no deben diferir entre si en mas de 2 puntos. Cuando no se cumpla esta condición se debe repetir todo el ensaye.- Calcular el índice de plasticidad de acuerdo con la formula siguiente:

IP = WL - Wpen que:IP= índice de plasticidad del suelo, %WL = límite liquido del suelo, %; yWP = límite plástico del suelo, %. - Cuando no pueda determinarse uno de los dos límites (WL ó Wp). o la diferencia es negativa, informar el índice de plasticidad como NP (no plástico)- Calcular el índice líquido de acuerdo con la formula siguiente:

IL = (W - WP)/ IP

en que:IL = índice líquido del suelo;W = humedad (natural ) del suelo,%;WP = límite plástico del suelo, %;IP = índice de plasticidad del suelo, %. - Calcular el índice de consistencia de acuerdo con la formula siguiente:

IC = (WL - W) / IPen que:IC = índice de consistencia del suelo;WL = límite líquido del suelo, %;W = humedad (natural) del suelo, %;.IP = índice de plasticidad del suelo, %.

Para el cálculo del Límite Líquido, se tomaron 2 muestras, las cuales se

grafican en las siguiente Tabla de Valores.-

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MUESTRA 01

Peso inicial seco (gr) 842.85

Peso lavado y Seco (gr)

1" 25.400 100.00

3/ 4" 19.000 100.00

1/ 2" 12.500 3.580 99.58

3/ 8" 9.520 2.74 99.25

N° 4 4.750 8.17 98.28

N° 10 2.000 95.53 86.95

N° 20 1.180 228.87 59.79

N° 40 0.420 186.26 37.69

N° 60 0.300 114.96 24.05

N° 100 0.150 83.16 14.19

N° 200 0.070 66.24 6.33

Cazoleta 53.34 0.00

TOTAL 842.85 0.00

0.00% D10 = 0.21

45.00% D30 = 0.7

55.00% D60 = 2

Cu = 9.52

Cc = 1.17

01 02 03 04

13.00 23.00 35.00

21.25 20.10 26.50

31.70 26.90 35.60

30.10 25.90 34.30

1.60 1.00 1.30

8.85 5.80 7.80

18.08% 17.24% 16.67%

01 02 03 04

22.00 29.00 18.00

26.67 27.27 26.67

32.03 33.77 35.39

30.90 32.43 33.71

1.13 1.34 1.68

4.23 5.16 7.04

26.71% 25.97% 23.86%

Mallas

GRAVA

ARENA

FINOS

Pasa la malla N° 200

DESCRIPCION DE LA MUESTRA CASIFICACION DIAMETROS

SUCS SW - SM

6.33% AASHTO A - 3

% que PasaAbertura

(mm)Peso

Retenido (gr)

B. LIMITE PLASTICO

A. LIMITE LIQUIDO2. LIMITE DE CONSISTENCIA (ASTM - D4318)

1. ANALISIS GRANULOMÉTRICO (ASTM C-136 / NTP 400.037)

Contenido de humedad (%)

C = Peso tara + muestra húmedo (gr)

D = Peso tara + muestra seca (gr)

E = Peso del agua (gr)

F = Peso de la muestra seca (gr)

E = Peso del agua (gr)

F = Peso de la muestra seca (gr)

Contenido de humedad (%)

Procedimiento

A = N° de Golpes

B = Peso de la Tara (gr)

Tara N°

A = N° de Golpes

B = Peso de la Tara (gr)

C = Peso tara + muestra húmedo (gr)

D = Peso tara + muestra seca (gr)

ProcedimientoTara N°

NO PRESENTA

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

0.0100.1001.00010.000100.000

% q

ue

pas

a

Abertura (mm)

CURVA GRANULOMETRICA

GRAVA ARENA FINOS

NO PRESENTA

13

MUESTRA 02

14

Peso inicial seco (gr) 881.84

Peso lavado y Seco (gr)

1" 25.400 100.00

3/ 4" 19.000 100.00

1/ 2" 12.500 6.340 99.28

3/ 8" 9.520 2.84 98.96

N° 4 4.750 13.04 97.48

N° 10 2.000 117.24 84.19

N° 20 1.180 180.00 63.77

N° 40 0.420 172.49 44.21

N° 60 0.300 125.36 30.00

N° 100 0.150 97.74 18.91

N° 200 0.070 87.83 8.95

Cazoleta 78.96 0.00

TOTAL 881.84 0.00

0.00% D10 = 0.08

45.00% D30 = 0.3

55.00% D60 = 1

Cu = 12.50

Cc = 1.13

01 02 03 04

13.00 23.00 35.00

21.25 20.10 26.50

31.70 26.90 35.60

30.10 25.90 34.30

1.60 1.00 1.30

8.85 5.80 7.80

18.08% 17.24% 16.67%

01 02 03 04

22.00 29.00 18.00

26.67 27.27 26.67

32.03 33.77 35.39

30.90 32.43 33.71

1.13 1.34 1.68

4.23 5.16 7.04

26.71% 25.97% 23.86%Contenido de humedad (%)

A = N° de Golpes

B = Peso de la Tara (gr)

C = Peso tara + muestra húmedo (gr)

D = Peso tara + muestra seca (gr)

E = Peso del agua (gr)

F = Peso de la muestra seca (gr)

F = Peso de la muestra seca (gr)

Contenido de humedad (%)

B. LIMITE PLASTICO

ProcedimientoTara N°

2. LIMITE DE CONSISTENCIA (ASTM - D4318)

A. LIMITE LIQUIDO

ProcedimientoTara N°

A = N° de Golpes

B = Peso de la Tara (gr)

C = Peso tara + muestra húmedo (gr)

D = Peso tara + muestra seca (gr)

E = Peso del agua (gr)

GRAVA

SUCS SW - SMARENA

FINOS

Pasa la malla N° 200 8.95% AASHTO A - 3

MallasAbertura

(mm)Peso

Retenido (gr)% que Pasa

DESCRIPCION DE LA MUESTRA CASIFICACION DIAMETROS

1. ANALISIS GRANULOMÉTRICO (ASTM C-136 / NTP 400.037)

NO PRESENTA

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

0.0100.1001.00010.000100.000

% q

ue

pas

a

Abertura (mm)

CURVA GRANULOMETRICA

GRAVA ARENA FINOS

NO PRESENTA

15

MUESTRA 03

Peso inicial seco (gr) 811.55

Peso lavado y Seco (gr)

1" 25.400 0.000 100.00

3/ 4" 19.000 0.000 100.00

1/ 2" 12.500 4.670 99.42

3/ 8" 9.520 2.30 99.14

N° 4 4.750 18.54 96.86

N° 10 2.000 131.71 80.63

N° 20 1.180 215.37 54.09

N° 40 0.420 142.61 36.52

N° 60 0.300 88.35 25.63

N° 100 0.150 70.03 17.00

N° 200 0.070 66.73 8.78

Cazoleta 71.24 0.00

TOTAL 811.55 0.00

0.00% D10 = 0.08

45.00% D30 = 0.35

55.00% D60 = 1.45

Cu = 18.13

Cc = 1.06

01 02 03 04

13.00 23.00 35.00

21.25 20.10 26.50

31.70 26.90 35.60

30.10 25.90 34.30

1.60 1.00 1.30

8.85 5.80 7.80

18.08% 17.24% 16.67%

01 02 03 04

22.00 29.00 18.00

26.67 27.27 26.67

32.03 33.77 35.39

30.90 32.43 33.71

1.13 1.34 1.68

4.23 5.16 7.04

26.71% 25.97% 23.86%Contenido de humedad (%)

A = N° de Golpes

B = Peso de la Tara (gr)

C = Peso tara + muestra húmedo (gr)

D = Peso tara + muestra seca (gr)

E = Peso del agua (gr)

F = Peso de la muestra seca (gr)

F = Peso de la muestra seca (gr)

Contenido de humedad (%)

B. LIMITE PLASTICO

ProcedimientoTara N°

2. LIMITE DE CONSISTENCIA (ASTM - D4318)

A. LIMITE LIQUIDO

ProcedimientoTara N°

A = N° de Golpes

B = Peso de la Tara (gr)

C = Peso tara + muestra húmedo (gr)

D = Peso tara + muestra seca (gr)

E = Peso del agua (gr)

GRAVA

SUCS SW-SMARENA

FINOS

% Pasa la malla N° 200 8.78 AASHTO A - 3

MallasAbertura

(mm)Peso

Retenido (gr)% que Pasa

DESCRIPCION DE LA MUESTRA CASIFICACION DIAMETROS

1. ANALISIS GRANULOMÉTRICO (ASTM C-136 / NTP 400.037)

NO PRESENTA

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

0.0100.1001.00010.000100.000

% q

ue

pas

a

Abertura (mm)

CURVA GRANULOMETRICA

GRAVA ARENA FINOS

NO PRESENTA

16

CURVA DE FLUIDEZ

17

NO PRESENTA

CLASIFICACIÓN DE SUELO USCS

ENTONCES…

El suelo es SM

CONCLUSION.Nuestra muestra comprende a un suelo de clasificación SM, lo

que correspondería entonces a un suelo grueso, arenoso limoso.

18

CLASIFICACIÓN DE SUELO AASHTO.

Para esta clasificación utilizaremos la siguiente granulometría:

Tamiz % que pasa en peso

2,0 mm 87%

0,50mm 37.69%

0,08mm 6.33%

19

CONCLUSION.

Nuestra muestra comprende a un suelo de clasificación A-3. Es

un tipo de Arena Fina.

Existen una serie de normativas y procedimientos para realizar los

ensayes y se debe respetar de manera que se obtenga resultados que

reflejen la realidad del suelo estudiado.

Clasificación USCS Suelo SW - SM, Arenas limosas mezclas de arena y

limo mal graduado.

Clasificación AASHTO A-3. Es un tipo de Arena Fina.

20