Limites

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Facultad de Ingeniería
Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil
Asignatura:
MECANICA DE SUELOS I
Asignación:
CONSISTENCIA DEL SUELO
Alumnos: ALVA HUACCHA, Luis Alberto
ARMAS GIL.Junior Holyfield
MEJIA AZAÑERO, Jorge Antonio
VASQUEZ GOICOCHEA, Alex Yonel
VERA SANCHEZ, Wilmer
Docente:
M.Cs. Ing. RAUL VALERA GUERRA.
Ciclo: Grupo:
V. A-1.

INGENIERIA CIVIL
MECANICA DE SUELOS I 1
I.- INTRODUCCION
Los Límites de Atterberg son mundialmente utilizados en la clasificación de suelos finos.
Encontrar relaciones entre estos límites y las propiedades del suelo ha sido materia de
investigación durante muchos años. Terzaghi & Peck (1967) sugirieron la proporción directa
entre LL y la compresibilidad del suelo. Sherard (1953) reportó un comportamiento similar
mientras investigaba los efectos de las propiedades índices en el comportamiento de presas
de tierra. Whyte (1982) sugirió un método basado en la extrusión para la determinación de
LP y encontró que la relación de resistencia en LP comparada con la relación de resistencia
en LL es de aproximadamente 70. Una vez realizado el análisis granulométrico el cual nos
permite estudiar el tamaño de estas partículas y medir la importancia que tendrán según la
fracción de suelo que representen (gruesos, gravas, arenas, limos y arcillas). Si bien un
análisis granulométrico es suficiente para gravas y arenas, cuando se trata de arcillas y
limos, turbas y margas se debe completar el estudio con ensayos que definan la plasticidad
del material.
Algunos suelos cambian de consistencia en función al contenido de humedad. En el suelo
se definen cuatro estados: solido, semisólido, plástico y líquido. El límite entre esos estados
se denominan límites de Consistencia y son: Limite de Contracción (LC, Ws), Limite Plástico
(LP, Wp) y Limite Liquido (LL, Wl). Solo determinaremos el L. Plástico, y el L. Liquido, debido
a que el L. Contracción, es un ensayo más complicado y puede ser toxico debido a que
involucra mercurio.

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II.-OBJETIVOS:
 Determinar experimentalmente los límites de Atterberg.
 Conocer el uso de los equipos principales para determinar los límites de
Atterberg.
 Interpretar gráficamente los límites de Atterberg.
III.-MARCO TEÓRICO:
Terzaghi & Peck (1967) sugirieron la proporción directa entre LL y la compresibilidad del
suelo. Sherard (1953) reportó un comportamiento similar mientras investigaba los efectos
de las propiedades índices en el comportamiento de presas de tierra. Whyte (1982) sugirió
un método basado en la extrusión para la determinación de LP y encontró que la relación
de resistencia en LP comparada con la relación de resistencia en LL es de
aproximadamente 70. Según Skempton & Northy (1953) ésta relación es de
aproximadamente 100. Una colección comprensiva de ecuaciones relacionando los índices
de compresibilidad y la plasticidad del suelo fue reportada por Bowles (1996). Estas
relaciones pueden ser útiles en la orientación de las primeras etapas de un estudio de
factibilidad previas a la ejecución de la exploración del suelo y ensayos de su resistencia.
LL para minerales de arcilla puede varias desde 50 para la caolinita a 60 para la ilita y hasta
700 para la montmorillonita. la caolinita e ilita exhiben LP medio de 25 a 35, mientras la
montmorillonita puede tener LP de 100 (en Soil Mechanics Basic Concepts and Engineering
Application. Aysen, A. 2002).
LP es altamente influenciado por el contenido orgánico del suelo ya que elevan su valor sin
aumentar LL, por esto suelos con alto contenido orgánico presentan IP bajo y LL elevado.
LL y LP dependen de la cantidad y tipo de arcilla en el suelo. IP depende solo de la cantidad
de arcilla (de allí la relación de Skempton para definir la actividad de la arcilla, basada en
IP).
Índices obtenidos a partir de los Límites de Atterberg

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INDICE DEFINICION CORRELACION
De Plasticidad IP = LL - LP Resistencia, compresibilidad,
compactabilidad, etc.
De Liquidez Compresibilidad, resistencia del
suelo y estado de esfuerzos.
De Contracción IC = LP - LC Potencial de contracción.
Actividad de las
Arcillas
Potencial de expansión y otros.
Índice de Plasticidad IP
Atterberg definió el índice de plasticidad para describir el rango de contenido de humedad
natural sobre el cual el suelo era plástico. El índice de plasticidad IP, es por tanto
numéricamente igual a la diferencia entre el límite líquido y el límite plástico:
IP = LL - LP
El índice de plasticidad es útil en la clasificación ingenieril de suelos de grano fino y muchas
propiedades de ingeniería se han correlacionado de forma empírica con este. Un suelo con
un IP = 2 tiene una gama muy estrecha de plasticidad, por el contrario, un suelo con un IP
= 30 tiene características plásticas muy elevadas.
En general, los suelos arcillosos, resbaladizos, que pueden remodelarse con facilidad y
laminarse en tiras largas, tienen un IP elevado y son materiales inadecuados como base de
carreteras.
En la siguiente tabla se presenta la calificación del rango de plasticidad del suelo de acuerdo
con el valor de IP.
PLASTICIDAD DESCRIPCION DEL
SUELO
RANGO IP
NULA Limo 0 - 3
BAJA Limo con trazas de arcilla 4 - 15
MEDIA Limo arcilloso
Arcilla limosa
Arcillas y limos orgánicos
16 - 30
ALTA Arcilla limosa
Arcilla
> 31
Las arcillas varían mucho en sus características físicas y químicas. Debido a las partículas
extremadamente finas, es difícil investigar a profundidad sus propiedades, pero algunas de
estas propiedades se pueden expresar en términos de plasticidad utilizando pruebas
estándar.

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Tanto LL como IP se ven afectados por la cantidad de arcilla, y el tipo de minerales de arcilla
presentes.
Un LL e IP altos indican un suelo hidrófilo y por lo tanto más susceptible a los cambios en
el contenido de humedad, que puede conducir a agrietamientos.
IL COMPORTAMIENTO DEL SUELO
< 0.0
Demostrará fractura rígida al ser sometido a corte, porque el contenido natural
de humedad wn es menor que el límite plástico LP. En este caso el suelo estará
en estado sólido a semi sólido.
0.0 -
1.0
Como un plástico. Rango que comprende la mayoría de las arcillas en estado
natural.
> 1.0
Será esencialmente un líquido muy viscoso cuando se somete a corte, porque
el contenido natural de humedad wn es mayor que el límite líquido LL. Tales
suelos pueden ser extremadamente sensibles al colapso de la estructura del
suelo. Mientras no sean alterados de manera alguna pueden ser relativamente
fuertes, pero si por alguna razón son sometidos a corte (remoldeo) y la estructura
del suelo colapsa, entonces literalmente pueden fluir como un líquido viscoso.
Hay depósitos de arcillas ultra sensibles (licuables o rápidas) en Canadá oriental
y Escandinavia.
IL: indica en suelos plásticos la historia de esfuerzos a que ha estado sometido el suelo.
IL: cercano a 0 - Suelo pre consolidado (suelo que ha soportado presiones efectivas
mayores a las encontradas al momento de la prueba por los estratos en estado natural).
Por ejemplo, suelos que en superficie han estado sometidos a la acción de la erosión
(remoción de estratos superficiales).
IL: cercano a 1 - Suelo normalmente consolidado (suelo que nunca ha estado sometido a
presiones efectivas mayores que las encontradas al momento de la prueba en estado
natural). En estos suelos wn cercana a LL.
IL: cercano a 0.20 indica que el suelo siendo altamente plástico tendrá poca o nula
expansión.
IL = 1, el suelo remoldeado se encuentra en el límite líquido LL y posee una resistencia al
corte no drenada de aproximadamente 2 kPa.
IL = 0, el suelo remoldeado se encuentra en su límite plástico LP y posee una resistencia
al corte no drenada de aproximadamente 200 kPa.
Un depósito natural de suelo con w(%) > LL, tendrá un IL > 1.0. En estado inalterado, estos
suelos pueden parecer estables, pero un impacto súbito puede conducirlos al estado
líquido. Este tipo de suelos se denomina arcillas sensibles o sensitivas.

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Actividad de las Arcillas
La plasticidad se atribuye a la deformación de la capa de agua adsorbida alrededor de las
partículas de mineral de arcilla. Por lo tanto, el grado de plasticidad que presenta un suelo
está relacionado con el tipo y cantidad de minerales arcillosos presentes. Como guía,
entonces, el agua absorbida por un suelo brinda algún estimativo de la cantidad de arcilla
presente en dicho suelo. En 1953, Skempton definió la actividad A de una arcilla como:
Donde la fracción de arcilla usualmente se toma como el porcentaje en peso del suelo
menor de 2 mm.
Según el grado de actividad, las arcillas se clasifican así:
ACTIVIDAD CLASIFICACION TIPO DE ARCILLA POTENCIAL DE
CAMBIO DE VOLUMEN
A < 0.75 Inactivas CAOLINITA BAJO
0.75 < A < 1.25 Normales ILITA MEDIO
A > 1.25 Activas MONTMORILLONITA (A
> 7.0)
ALTO
LÍMITE LÍQUIDO (LL):
Para determinar el límite líquido se utiliza un dispositivo denominado Copa de Casagrande,
que consiste en una copa de bronce y una base de hule duro. La copa de bronce se deja
caer sobre la base por una leva operada por una manivela.
Se determina conociendo 4 ó 5 contenidos de agua diferentes en su vecindad, con los
correspondientes números de golpes y trazando la curva de Contenido de agua versus
Número de golpes. Para graficar esta curva se usa papel semi-logarítmico con los
contenidos de agua o humedad en escala aritmética o natural y el número de golpes en
escala logarítmica.
La ordenada de esa curva correspondiente a la abscisa de 25 golpes es el contenido de
agua en porcentaje correspondiente al límite líquido.
Casagrande, concluyó que cada golpe corresponde a una resistencia cortante del suelo de
aproximadamente 1gr/cm3
(=0.1Kn/m2
). Entonces, el LL de un suelo de grano fino da el
contenido de agua para el cual la resistencia cortante del suelo es aproximadamente de
25gr/cm3
(=2.5Kn/m2
).

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Fig.01. Copa de Casagrande
LÍMITE PLÁSTICO (LP):
Se define como el contenido de agua, en porcentaje, con el cual el suelo, al ser enrollado
en rollitos de 3.2mm (1/2’’
) de diámetro, se desmorona. El límite plástico es el límite inferior
de la etapa plástica del suelo. Su valor se lo calculará como el promedio del Nº de
humedades registradas, lo recomendado es de tres veces.
ÍNDICE DE PLASTICIDAD (IP):
El margen de contenido de humedad en el cual el suelo se comporta plásticamente. Se
define como la diferencia entre el límite líquido y el límite plástico.
𝑰𝑷 = 𝑳𝑳 − 𝑳𝑷
IV.- DESARROLLLO DE LA PRÁCTICA.
CONSISTENCIA DEL SUELO:
Aquí daremos el procedimiento para realizar la prueba del límite líquido y el límite plástico:
LÍMITE LÍQUIDO (LL):
EQUIPO NECEESARIO:
 Suelo tamizado por el tamiz n° 40.
 Mortero.
 Gotero.

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 Horno.
 Balanza.
 Taras.
 La muestra de suelo no debe de estar secado al horno, sino tiene que ser
un suelo secado a la intemperie.
PROCEDIMIENTO:
 Primero batimos en el mortero una muestra representativa de suelo y
agua que pasó la malla Nº 40 hasta convertirlo moldeable.
 Luego, calibramos la copa de Casagrande y colocamos la pasta sobre ella
con la espátula enrasamos a nivel la pasta.
 A continuación, se hace una ranura en el centro de la pasta de suelo,
usando el acanalador o ranurador.
 Luego, giramos la manivela levantando y dejando caer la copa con una
frecuencia de dos golpes por segundo, desde una altura de 1cm varias
veces hasta que las dos partes de la pasta de suelo se unan y anotamos
el número de golpes.
 Luego tomamos una porción de la pasta del centro de la copa colocándolo
en una tara y lo pesamos; luego colocamos a la estufa a 105 𝑜
𝐶 ± 5 𝑜
𝐶
durante 24 horas y finalmente pesamos la muestra seca, previamente
lavamos y secamos la copa y el ranurador para volver hacer el mismo
procedimiento unas cuatro veces o más, ya que lo recomendado es de 4
a 5 veces.
Fig. 02.-Copa de
Casagrande

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Fig. 03.- acanalador
Datos limite líquido
LÍMITE PLÁSTICO (LP):
EQUIPO NECESARIO:
 Muestra de suelo previamente tamizado.
 Agua destilada.

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 Mortero.
PROCEDIMIENTO:
 Primero batimos en el mortero una muestra representativa de suelo que pasó la
malla Nº 40,
 Luego agregamos la suficiente cantidad de agua hasta convertirlo moldeable.
 luego colocamos sobre un vidrio una pequeña porción de la pasta de suelo,
amasamos la pasta entre las manos y luego hacemos rodar con la palma de la mano
hasta conformar un cilindro elíptico solo con el peso de la mano.
 cuando el cilindro alcance un diámetro de aproximadamente 3 mm, doblamos,
amasamos nuevamente y volvemos a conformar el cilindro; repetimos la operación
hasta que el cilindro se disgregue o desmorone al llegar a un diámetro de
aproximadamente 3 mm y no podamos reamasarlo ni reconstruirlo.
 seguidamente lo pesamos y colocamos a la estufa a 105 𝑜
𝐶 ± 5 𝑜
𝐶 durante 24 horas
y finalmente pesamos la muestra seca. Así vamos haciendo el mismo procedimiento
unas dos veces o más, ya que lo recomendado es de 3 veces.
Fig.04 Forma de amasar la muestra de suelo
Datos obtenidos para el límite Plástico:
CÁLCULO DEL CONTENIDO DE HUMEDAD O CONTENIDO DE AGUA:

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MECANICA DE SUELOS I
1
0
V.- RECOMENDACIONES
 La temperatura recomendada para realizar los ensayos es de preferencia
la ambiente que oscila entre los 21O
C, temperaturas más o menos
inferiores o superiores a este valor inducen error en los datos tomados
para la determinación del límite líquido y plástico.
 El tamizado de la muestra es un factor muy importante para realizar el
ensayo por lo que se debe realizar de la manera más adecuada.
 Al momento de realizar el ensayo para el límite plástico se debe ten
Cuidado al momento de hacer los rollitos pues deben de tener un
diámetro aproximado al requerido para este ensayo que es de los 3mm.
VI.- CONCLUSIONES
VII.- BIBLIOGRAFIA
 “FUNDAMENTOS DE MECÁNICA DE SUELOS”, Juárez Badillo.
 http://geotecnia-sor.blogspot.com/2010/11/consistencia-del-suelo-limites-
de_2498.html
 http://trabsuelos.blogspot.com/p/limites-de-atterberg.html
 http://www3.ucn.cl/FacultadesInstitutos/laboratorio/mecanica4.htm
VI.- PANEL FOTOGRAFICO

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