Concetos y ensayos de limites de concistencia para suelos finos.

1. GEOTECNIA
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2. Consistencia del suelo:
Ya se conocen las propiedades de los minerales de
arcilla. Cuando están presentes en un suelo de grano
fino, el suelo se puede excavar en presencia de algo
de humedad sin que se desmorone. Esta naturaleza
de estabilidad o cohesiva del suelo se debe al agua
adsorbida que rodea a las partículas de arcilla.
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3. La consistencia esta en función del contenido de
humedad.
Existen ensayos muy prácticos para una identificación
rápida, como los aconsejados por el manual de tierra
(reacción al agitado, característica al rompimiento y consistencia cerca del
limite plástico).
Estado seco implica: bajo contenido de humedad.
Estado semisólido: implica contenido de humedad
media.
Estado plástico (o líquido): implica contenido elevado
de humedad.
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4. Por lo tanto; sobre una base arbitraria, dependiendo
del contenido de humedad, la naturaleza del
comportamiento del suelo puede ser dividido en
cuatro estados básicos: sólido, semisólido, plástico
y líquido
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5. El contenido de humedad, expresado en porcentaje, en el que se
lleva a cabo la transición del estado sólido al estado semisólido
se define como el límite de contracción. El contenido de
humedad en el punto de transición del estado semisólido al
estado plástico es el límite plástico, y del estado plástico al
estado líquido es el límite líquido. Estos límites son también
conocidos como límites de Atterberg.
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6. El científico sueco Albert Mauritz Atterberg (1911):
desarrolló un método para describir la consistencia de los suelos de
grano fino con diferentes contenidos de humedad (Indican
contenidos de humedad de la muestra analizada).
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Estado líquido: con las propiedades y apariencia
de suspensión.
Estado semilíquido: con las propiedades de un
fluido viscoso.
Estado plástico: en el que el suelo se comporta
plásticamente, es decir, se puede moldear y
deformar sin exhibir propiedades elásticas,
cambios de volumen o agrietamiento.
Estado semisólido: en el que el suelo tiene la
apariencia de un sólido pero disminuye de
volumen al ser secado.
Estado sólido: en que el volumen del suelo no
varía con el secado.

7. Limite de un fluido viscoso: con el que una mezcla de arcilla y
agua fluye casi como el agua. (fines agrícolas e industrias)
Limite liquido: donde dos secciones de suelo amasado,
puestos en un recipiente cóncavo, apenas se tocan bajo el
impacto de varios golpes secos.
Limite de Adhesión: el cual la arcilla pierde las propiedades
adhesivas y cesa la pegajosidad con otros objetos, como por ej.
hojas metálicas, cuchillas de arado, orugas de tractores, etc.
(fines agrícolas e industrias)
Límite de cohesión: en el cual los granos de suelo cesan de
unirse unos con otros. (fines agrícolas e industrias)
Limite plástico: donde un suelo se desagrega cuando es
enrollado en bastoncitos.
Limite de contracción: en que la pérdida de humedad no causa
perdida de volumen.
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8. Attemberg muere en 1916
Los Límites de Atterberg son Adoptados por la Geotecnia (1919-
1924)
En 1927 Karl Terzaghi sugirió a Arthur Casagrande que diseñara y
construyera un dispositivo mecánico que pudiera eliminar en la
medida de lo posible los errores del operador en la determinación
del límite líquido, allí nació la idea del “Cascador de Casagrande”.
Límite líquido (LL)
Si bien es una medida de la resistencia al corte, su principal función
es para identificación y clasificación de suelo.
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9. Arthur Casagrande (1932):
Definió el limite liquido; arbitrariamente luego de numerosos
ensayos; como el contenido de humedad al cual una masa de suelo
colocada en un recipiente de bronce, separada en dos por la acción
de una herramienta (ranura patrón) y dejada caer desde una altura
de 1cm, sufra después de dejarla caer 25 veces un cierre de la ranura
en una longitud de 12.7mm.
Casagrande desarrolló la carta de plasticidad, que se convirtió en un
componente importante en el Sistema de Clasificación de
Aeropuertos (Airfield Classification System) en 1942 y
posteriormente en el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos
USCS.
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12. Variables que afectan los resultados de la prueba de
limite liquido:
 Espesor
 Velocidad (120 revoluciones/minutos)(2golpes /seg.)
 Limpieza de la superficie
 Material de la base (caucho duro)
 Altura de caída
 Tipo de ranurador
 Experiencia del operador
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13. El suelo a ensayar debe pasar el Tamiz Nº40 (0,42cm)
secado al aire.
Es difícil ajustar el contenido de humedad en el suelo para
satisfacer el cierre requerido de 12.7 mm de la ranura en
la pasta de suelo con 25 golpes. Por lo tanto, al menos se
realizan tres o cuatro pruebas para el mismo suelo con un
contenido variable de humedad para determinar el
número de golpes N, que varía entre 15 y 35, necesario
para lograr el cierre requerido. Se realiza una
representación semi logarítmica (w % en ordenadas y
log de N en abscisas) , se ingresa con N = 25 y se obtiene
el LL(wl).
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14. El arte de la buena “técnica” de laboratorio aconseja ir
aumentando la humedad en forma paulatina.
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15. Metodología de un punto (LL = wl):
Para un resultado rápido se presenta la siguiente formula:
Formula postulada por la U.S. Waterways Experiment Station
(fiable y sobre todo muy barato, aunque algunas normas aun no
reconocen este sistema como válido)
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16. Se usa la misma preparación del suelo del limite liquido.
Se ha establecido arbitrariamente como el contenido de
humedad al cual un bastoncito de suelo conformado
(rolado) a mano de 3mm de diámetro comienza a
resquebrajarse.
Esta prueba es más subjetiva que la del límite líquido y
depende casi exclusivamente de la experiencia del
operador (Se utiliza una barrita metálica de 3mm para
comparación).
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Sirve para la determinación del límite líquido y limite plástico
en suelos de baja y media plasticidad.
Surge por una necesidad de simplificar las metodologías
previas y debe ajustarse a normativas (varia de un país a otro)
(aun no esta muy difundido).

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La idea es preparar la muestra bajo normativa y controlar una
penetración “d” de 20mm, en tres o cuatro muestras (se
independiza de los vicios del operador)

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Es el contenido de humedad para el cual el suelo deja de
contraerse, pero sigue perdiendo humedad (para su
determinación se usa el método práctico con capsula y
mercurio).
El suelo va contrayéndose por la acción de las fuerzas
capilares, las cuales aumentan en la medida que disminuyen
el tamaño de los poros, hasta que se ven contrarrestadas (las
fzas. capilares) con la estructura de suelo. En ese momento el
suelo tiene todos sus poros llenos de agua, por lo tanto hay
que determinar el volumen de poros de la muestra en ese
instante, para calcular el agua que hay en los mismos y así
determinar su humedad o límite de contracción.

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Se coloca el suelo en análisis en una capsula, se pesa húmedo, se
lleva a estufa a peso constante y se determina el volumen de la
muestra en análisis, por rebalse sumergiéndola en mercurio.

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Índice de Plasticidad (PL):
Se define como la diferencia de los valores de límite
líquido y límite plástico obtenidos en los ensayos antes
mencionados.
PL = LL - LP
Actividad de la arcilla (A):
Dado que la propiedad plástica del suelo resulta del agua
adsorbida que rodea las partículas de arcilla, es de esperar
que el tipo de minerales de arcilla y sus cantidades
proporcionales en un suelo afectará los límites líquido y
plástico que dominan expansividad de la arcilla.

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A = PL / % partículas <0,002mm
Baja actividad A≤1 (caolinita)
Mediana actividad 1<A≤4 (illita)
Alta actividad A>4 (montmorillonita)
La actividad se utiliza como un índice para identificar el
potencial de hinchazón de los suelos arcillosos.

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Índice de liquidez (LI):
La consistencia relativa de un suelo cohesivo en estado
natural se define a través del Índice de liquidez, un valor
mayor que 1, al remodelarse…pueden fluir muy fácilmente.
Indirectamente sirve para tener una medida aproximada de la
resistencia del material

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 IRAM 10502/3/68
 BS 1377 (1975), C y D
 Apuntes CEDEX 2006 (disponible Laboratorio UTN)
 Mecánica de Suelos Berry-Reid
 Apuntes de la Universidad Nacional de Córdoba (disponible
Laboratorio UTN)
 Fundamentos de Ingeniería Geotécnica Braja M.Das
 Manual deTierras
 Aplicabilidad del Penetrómetro Cónico Rabat Blazquez
Alvaro. Publicación.
 Obtención del Limite Liquido y Limite Plástico Usando el
penetrómetro de Cono Univ. Católica de Colombia.
Publicación

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PROPÓSITO: Este ensayo de laboratorio se realiza para determinar los límites plástico y líquido de los suelos de
grano fino. El límite líquido (LL) se define arbitrariamente como el contenido de humedad, en por ciento, en el cual
una pasta de suelo, en un cascador estándar y cortado con una herramienta de dimensiones estandarizadas fluyen
juntas en la base de la acanaladura una distancia de 12,7 mm (1/2”) cuando se la somete a 25 golpes del cascador
cayendo desde 10 mm y operado a una velocidad de dos golpes por segundo. El límite plástico (LP) es el contenido
de humedad, en por ciento, al cual el suelo no puede ser amasado en rollitos de 3,2 mm (1/8”) de diámetro sin sufrir
fisuras ni derrumbarse.
NORMAS DE REFERENCIA: ASTM D 4318 - Standard Test Method for Liquid Limit, Plastic Limit, and Plasticity
Index of Soils. ASTM D 4943 - StandardTest Method for Shrinkage Factors of Soils by theWax Method.
IMPORTANCIA DE SU DETERMINACIÓN: El agrónomo sueco Albert Atterberg definió originalmente seis“límites
de consistencia” para clasificar los suelos de grano fino, pero en la práctica corriente de ingeniería se utilizan
comúnmente solo dos de ellos, el límite líquido y el límite plástico. (Un tercer límite llamado límite de contracción,
se utiliza ocasionalmente). Los límites de Atterberg se basan en el contenido de humedad del suelo. El límite
plástico es el contenido de humedad que define donde el suelo cambia del estado semi-sólido al plástico (flexible).
El límite líquido es el contenido de humedad que define donde el suelo cambia de estado plástico a estado viscoso.
El límite de contracción es el contenido de humedad que define donde el suelo no reduce su volumen a pesar de
reducir su humedad. Una gran variedad de las propiedades ingenieriles de los suelos se ha correlacionado con los
límites plástico y líquido, y estos límites de Atterberg se usan también para clasificar los suelos de grano fino de
acuerdo con el Sistema de Clasificación Unificado o el sistemaAASHTO (HRB).
EQUIPAMIENTO: Dispositivo de límite líquido (Cascador de Casagrande), plato de porcelana (evaporador),
herramienta acanalador, cápsulas de humedad, balanza, platos de vidrio, espátula,, horno de secado a 105ºC

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