Tema ensayo-de-suelos

UNIVERSIDAD NACIONAL DE BARRANCA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
MECANICA DE SUELOS I
TEMA:
- ANALISIS GRANULOMETRICO DE SUELOS POR TAMIZADO
- LIMITE LIQUIDO DE LOS SUELOS
- LIMITE PLASTICO E INDICE DE PLASTICIDAD
DOCENTE:
TAMAYO
INTEGRANTES:
- MAYHUAY YALE, YERLY SHARON
- NOEL CORNELIO, STHER
- OSORIO HEREDIA, DANTE
- REQUIZ SULOAGA, LUZ
ENSAYOS EN LABORATORIO

INTRODUCCIÓN
En el siguiente informe de laboratorio de la clase de mecánica de suelos I vamos
a hablar y tratar de explicar unos de los temas importantes en los suelos y es el
análisis Granulometría que lo que trata de explicar un poco es cómo podemos
medir el tamaño de las diferentes partículas, granos y rocas de los diferentes
suelos que a nuestro punto de vista es muy importante conocer y aprender
cuidadosamente con los instrumentos necesarios para poder analizar los
diferentes suelos y tener un buena medida del tamaño de las piedras, granos,
arena, etc. Que a la vez estos constituyen un árido o polvo. Y también la
Granulometría es uno de los temas que como futuros ingenieros necesitamos
conocer a la perfección ya que vamos a oír y aplicar en la vida real en los
diferentes proyectos así que es muy importante la granulometría y a través de
este informe vamos a conocer más de este análisis.
El siguiente tema a tratar es la determinación del límite liquido de los suelos, el
presente trabajo indicaremos las cantidades del material, los instrumentos
utilizados, y en que consiste este tipo de ensayo, lo mismo será con la
determinación de Limite plástico e índice de plasticidad.
Cabe resaltar que el informe; tiene como objetivo el análisis general de afirmado;
donde la muestra ha sido extraída de la cantera.

CAPITULO I
ANALISIS GRANULOMÉTRICO
DE SUELOS POR TAMIZADO
Este capítulo con tiene toda información con respecto al análisis
granulométrico.
1.1.OBJETIVOS:
1.1.1. OBJETIVO GENERAL:
Determinar la distribución de tamaños de las partículas componentes del
suelo seco retenido en cada malla.
1.1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
Determinar mediante el tamizado la graduación que existe en el afirmado.
Trazar la curva de los tamices; separados.
Evaluar y analizar los datos obtenidos en el análisis granulométrico.

1.2. MARCO TEÓRICO:
1.2.1. ANTECEDENTES:
Al inicio de la investigación de las propiedades de los suelos se creyó que las
propiedades mecánicas dependían directamente de la distribución de las
partículas constituyentes según sus tamaños; por ello era preocupación especial
de los ingenieros la búsqueda de métodos adecuados para obtener tal
distribución. Con suficiente experiencia, es posible deducir las propiedades
mecánicas de los suelos a partir de su distribución granulométrica o descripción
por tamaños.
Solamente en suelos gruesos, cuya granulometría puede determinarse por
mallas, la distribución por tamaños puede revelar algo de lo referente a las
propiedades físicas del material, los suelos gruesos bien gradados, o sea con
amplia gama de tamaños, tienen comportamiento ingenieril más favorable, en lo
que atañe a algunas propiedades importantes, que los suelos de granulometría
muy uniforme.
En este informe se ven las principales consideraciones que se deben tener
presentes al momento de realizar un análisis granulométrico, o granulometría,
en muestras de suelo.
Además, el análisis granulométrico se busca determinar qué tamaños de
partículas están presentes en el suelo y en qué proporción. Para la fracción
gruesa, gravas y arenas es adecuado el tamizado vía seca.
El “tamaño” determinado en este caso no corresponde a ninguna medida de la
partícula, sólo se establece si la partícula pasa o queda retenida en un tamiz de
abertura cuadrada normalizada. Existen diversos métodos para la
caracterización granulométrica de una muestra de suelos, sin embargo, en el
curso estudiamos únicamente el método de tamizado para gruesos y el de
hidrómetro para finos. Ensayo por tamizado como su nombre lo indica, consiste
en hacer pasar una muestra de suelo seco por un arreglo de tamices organizados
de mayor a menor tamaño de abertura de tal forma que van quedando retenidos
en cada uno las partículas con un diámetro menor a la abertura del tamiz anterior

y mayor al del tamiz en el que están retenidas. De esta forma es posible
determinar el porcentaje de masa de cada uno de los tamaños de
grano.
1.2.2. DEFINICIONES:
1.2.2.1. ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO:
Es la determinación de los tamaños de las partículas de una cantidad de muestra
de suelo, y aunque no es de utilidad por sí solo, se emplea junto con otras
propiedades del suelo para clasificarlo, a la vez que nos auxilia para la
realización de otros ensayos. En suelos granulares nos da una idead de su
permeabilidad y en general de su comportamiento ingenieril, no así en suelos
cohesivos donde este comportamiento depende de la historia geológica del
suelo.
 El análisis granulométrico puede expresarse de dos formas:
Analítica: Mediante tablas que muestran el tamaño de la partícula contra
el porcentaje desuelo menor a ese tamaño (porcentaje respecto al peso
total).
Gráfica: Mediante una curva dibujada en papel semi-logaritmo a partir de
puntos cuya abscisa en escala logarítmica es el tamaño del grano y cuya
ordenada en escala natural es el porcentaje de suelo menor que ese
tamaño (porcentaje respecto al peso total).A esta graficase le denomina
Curva granulométrica.
 Al realizar el análisis granulométrico distinguimos en las partículas
cuatro rangos de tamaños:
1. Grava: constituida por partículas cuyo tamaño es mayor que 4.76mm
2. Arena: constituida por partículas menores que 4.76mm y mayores que
0.074mm.
3. Limo: constituida por partículas menores que 0.074mm y mayores que
0.002mm.
4. Arcilla: constituida por partículas menores que 0.002mm

En el análisis granulométrico se emplean generalmente dos métodos
para determinar el tamaño delos granos de los suelos:
 Método mecánico.
 Método del hidrómetro.
1.2.2.2. ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO MECÁNICO POR TAMIZADO
Es el análisis granulométrico que emplea tamices para la separación en tamaños
de las partículas del suelo. Debido a las limitaciones del método su uso se hace
restringido a partículas mayores que 0.074mm. Al material menos que ese
tamaño se le aplica el método del hidrómetro.
1.2.2.3. CLASIFICACIÓN GRANULOMÉTRICA
Es la medición y graduación que se lleva a cabo de los granos de una formación
sedimentaria, de los materiales sedimentarios, así como de los suelos, con fines
de análisis, tanto de su origen como de sus propiedades mecánicas, y el cálculo
de la abundancia de los correspondientes a cada uno de los tamaños previstos
por una escala granulométrica.
El tamaño de un grano, clasto o partícula, no siempre fácil de determinar cuando
son irregulares, se suele definir como el diámetro de una esfera de su mismo
volumen, y se expresa en milímetros. En los cantos de mayor tamaño se suele
hacer la media de las tres medidas ortogonales máximas, aunque no se corten
en el mismo punto.
El método de determinación granulométrico más sencillo es hacer pasar las
partículas por una serie de mallas de distintos anchos de entramado que actúen
como filtros de los granos que se llama comúnmente columna de tamices. Pero
para una medición más exacta se utiliza un granulómetro láser, cuyo rayo difracta
en las partículas para poder determinar su tamaño.
1.2.2.4. TAMIZ
Es el instrumento empleado en la separación del suelo por tamices, está formado
por un marco metálico y alambres que se cruzan ortogonalmente formando

aberturas cuadradas. Los tamices del ASTM son designados por medio
de pulgadas por lado; un tamiz 2’’ es aquel cuya abertura mide dos
pulgadas por lado; un tamiz No 4 s aquel que tiene cuatro alambres y cuatro
aberturas por pulgadas lineal.
1.2.2.5. LIMITACIÓN DEL ANÁLISIS MECÁNICO
 No provee información de la forma del grano ni de la estructura de las
partículas.
 Se miden partículas irregulares con mallas de forma regular.
 Las partículas de menor tamaño tienden a adherirse a las de mayor
tamaño.
 El número de tamices es limitado mientras las partículas tienen números
de tamaños ilimitados.
 Tiene algún significado cuando se realiza a muestras representativas de
suelo.
1.2.2.6. MUESTREO
La muestra de arena/ tierra (en este caso afirmado) fue proporcionada por
personal del laboratorio de la unidad académica de ingeniería.
1.2.2.7. ENSAYO TAMIZADO
Para realizar el ensayo tamizado se utiliza una serie de tamices con diferentes
diámetros que son ensamblados en una columna.
En la parte superior, donde se encuentra el tamiz de mayor diámetro, se agrega
el material original (suelo o sedimento mezclado) y la columna de tamices se
somete a vibración y movimientos rotatorios intensos en una máquina especial.
Luego de algunos minutos, se retiran los tamices y se desensamblan, tomando
por separado los pesos de material retenido en cada uno de ellos y que, en su
suma, deben corresponder al peso total del material que inicialmente se colocó
en la columna de tamices.

1.2.2.8. CURVA GRANULOMÉTRICA
La curva granulométrica de un suelo es una representación gráfica de los
resultados obtenidos en un laboratorio cuando se analiza la estructura del suelo
desde el punto de vista del tamaño de las partículas que lo forman.
1.2.2.9. GRANULOMETRÍA DE LOS AGREGADOS FINOS
Depende del tipo de trabajo, de la riqueza de la mezcla, y el tamaño máximo del
agregado grueso. En mezclas más pobres, o cuando se emplean agregados
gruesos de tamaño pequeño, la granulometría que más se aproxime al
porcentaje máximo que pasa por cada criba resulta lo más conveniente para
lograr una buena trabajabilidad. Entre más uniforme sea la granulometría, mayor
será la economía. Estas especificaciones permiten que los porcentajes mínimos
en peso del material que pasa las mallas de 0.30mm (No. 50) y de 15mm (No.
100) sean reducidos a 15% y 0%. Para representar gráficamente la distribución
de los diversos tamaños de partículas que contiene una muestra de un material,
hará falta seguir un proceso de ensayo granulométrico por cedazos.

Nuestro primer paso será la selección de la muestra a ensayar, luego
de determinado su peso, se coloca en su totalidad, seca, en la malla
más gruesa de nuestra batería de tamices y al vibrar el conjunto de mallas,
conseguiremos que cada corpúsculo se quede en la malla de tamaño menor al
de su diámetro.
Esta vibración se logra mediante un aparato accionado por una manivela, o bien
mediante el vibrador mecánico y se continuará hasta lograr que no quede en
ninguna malla una partícula de diámetro menor a la de la abertura
correspondiente. En cada tamiz, tendremos, pues, la cantidad de elementos
cuyo tamaño sea inmediatamente superior al del cedazo correspondiente.
1.2.2.10. GRANULOMETRÍA DEL AGREGADO GRUESO.
Los requisitos de granulometría del agregado grueso de las normas ASTM C 33
(AASHTO M 80), COVENIN 277, IRAM 1531, NCh163, NMX-C-111, NTC 174,
NTP400.037 y UNIT 102.permiten límites amplios en la granulometría y una gran
variedad de tamaños granulométricos. La granulometría del agregado grueso
con un determinado tamaño máximo puede variar moderadamente dentro de un
rango, sin que afecte apreciablemente las demandas de cemento y agua de la
mezcla, si las proporciones del agregado fino, con relación a la cantidad total de
agregados, producen un concreto con buena trabajabilidad. Como estas
variaciones son difíciles de predecir, frecuentemente es más económico
mantener la uniformidad de la producción y el manejo del agregado grueso, para
que se reduzcan las variaciones de la granulometría.

1.2.2.11. FORMULARIO
Peso real = peso acumulado – peso tara.
% RETENIDO PARCIAL = (peso real x 100)/(peso de la muestra)
% QUE PASA = 100% - % RETENIDO PARCIAL
1.2.3. MATERIALES; EQUIPOS Y HERRAMIENTAS PARA ANÁLISIS
GRANULOMÉTRICO:
 JUEGO DE TAMICES.
Es el instrumento empleado en la separación del suelo por tamaños, está
formado por un marco metálico de alambre, con abertura cuadrada y tensados.
Cuando no se cuente con tamices de aberturas nominales en mm, los tamaños
nominales de los tamices pueden ser los correspondientes a ASTM. Los tamices
del ASTM son designados por medio de pulgadas y números.
En nuestro ensayo utilizamos los siguientes: 1 ½’’, ¾’’, 3/8’’, 4’’, 10’’, 30’’, 40’’,
50’’, 60’’, 100’’, 200’’.

 VIBRADOR DE TAMIZ
Es un instrumento electrónico empleado para lograr un mejor tamizado
en nuestro ensayo. El equipo cuenta con un sistema que produce en el tamiz
un zarandeo de rotación de izquierda a derecha y viceversa, con un golpe
sacudidor que actúa en el producto a tamizar elevándolo y evitando el ‘’golpe
martillo’’, tan ruidoso en otros sistemas. El movimiento vibratorio se obtiene
gracias a la acción del vibrador neumático a esfera rotante. La idea de este
equipo no es clasificar producto por tamaño de partículas, sino separar las
impurezas normales que puedan contener la materia prima o producto a
trabajar.
 BALANZA CON SENSIBILIDAD DE 0.1 G PARA PESAR MATERIAL
La balanza electrónica es un instrumento que sirve para medir el peso de los
materiales a trabajar en kilogramos o gramos, o según lo requieran.
La elección de la balanza más adecuada dependerá de la práctica a
desarrollar, sin embargo, en nuestro caso la más usada son las balanzas de
laboratorio con visualizador LCD, función cuenta piezas, bandejas de acero
inoxidable y cuenta con un nivel de burbuja incorporado para nivelar la
balanza exactamente. Entonces estas balanzas son llamadas ‘’BALANZAS
DE PRECISIÓN’’.

 PALA (LAMPA).
Es una herramienta para cavar, recoger y trasladar materiales, en especial
blandos o pastosos como arena o tierra, que consiste en una pieza plana de
metal, madera o plástico, rectangular o trapezoidal, con los cantos más o
menos redondeados, y normalmente algo cóncava, que está sujeta a un
mango largo. Esta herramienta lo utilizaremos para realizar el respectivo
CUARTEO del material, ya que debemos tener una mezcla homogénea y para
eso realizamos combinaciones con la ‘’pala’’ o (lampa).

 CONTENEDORES DE MUESTRA
En nuestro ensayo utilizamos recipientes de plástico porque el material
con el cual trabajamos, no hace ningún daño o no afecta al recipiente ya que
no sufre alteraciones químicas considerables.
El tipo de contenedor que deberá utilizar para almacenar y transportar las
muestras viene determinado por las propiedades físicas y químicas del
material y por los requisitos de almacenamiento y transporte. El contenedor
utilizado para el envasado de las muestras recogidas deberá poseer las
características que se enumeran a continuación:
 No debe verse afectado por la muestra (es especialmente importante en
el caso de muestras de sustancias químicas, productos derivados del
petróleo, disolventes o productos alimenticios, que pueden ser ácidos,
etc.);
 Debe garantizar el mantenimiento de la calidad (integridad) de las
muestras;
 Debe tener la solidez suficiente para soportar el transporte y el
almacenamiento.
 SUELO DE AFIRMADO.
Capa compactada de material granular natural o procesado con gradación
especifica que soporta directamente las cargas y esfuerzos del tránsito. Debe
poseer la cantidad apropiada de material fino cohesivo que permita mantener
aglutinadas las partículas. Funciona como superficie de rodadura en
carreteras y trochas carrozables.

TIPOS:
TIPO 1: AFIRMADO SUELTO. Corresponde a un material natural o grava
seleccionada por zarandeo, con índice de plasticidad9-12, para caminos de
tránsito vehicular pequeño menores a 50 vehículos al día.
TIPO 2: AFIRMADO NETO. Corresponde a un material natural o grava
seleccionada por zarandeo, con índice de plasticidad9-12, para caminos con
tránsito vehicular pequeño y moderado, 51-100 vehículos al día.
TIPO 3: AFIRMADO PESADO. Corresponde a un material granular natural o
grava seleccionada por zarandeo, con índice de plasticidad 9-12, para
caminos de tránsito vehicular regular y pesado, 101 -200 vehículos al día.
TIPO 4: AFIRMADO PROCESADO. Corresponde a un material granular o
grava seleccionada por chancado o trituración y zarandeada cuando el
material natural tenga aristas, con índice de plasticidad 9-12, para caminos
de tránsito vehicular de cargamento y transporte, también para tránsito
vehicular concurrente de 200 a más vehículos por día.
USOS RECOMENDADOS: El afirmado es usado en la construcción de vías
de circulación carrozables.

PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR EL ANÁLISIS
GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO:
Secar el material si este estuviera húmedo, puede ser al aire libre o al horno
a una temperatura de 110 C°.
Realizar el cuarteo para determinar la cantidad de material a usar, para
nuestro después del cuarteo se tomó 3 kilos de afirmado, para realizar
nuestro tamizado.
Luego se procederá a realizar el lavado, con la ayuda de la malla N° 200.
Después del lavado se colocara al horno por 24 horas, a una temperatura
de 110 C°.
El material sacado del horno se le pesara, esto nos ayudara a ver las
impurezas que hay en el suelo a trabajar.
Una vez el material sea sacado del horno se procederá a colocar los
tamices de la siguiente manera: 3”, 2”, 1 1/2”, 1”, 3/4”, 3/8”, 4 N°, 10 N°, 20
N°, 30 N°,40 N°,60 N°,80 N°,100 N°,200 N°, “FONDO O BASE”.
Luego se procederá a echar el material sacado del horno, para luego
colocarlo en el vibrador de tamiz, por el tiempo de 5 minutos.(ensayo ideal
pero en la realidad tuvimos que realizarlo manualmente)(ver anexo).
Unas vez se haya sacado del “vibrador de tamiz”, se empezará a pesar el
contenido de cada malla, teniendo en cuenta el orden con que se colocó.
Para terminar se realizaran los cálculos para determinar cuánto es el
porcentaje que pasa por cada malla.

CAPITULO II
LIMITE LIQUIDO DE LOS
SUELOS
Este capítulo con tiene toda información con respecto a la determinación
del límite liquidode los suelos.
2.1.OBJETIVOS:
 El límite de un suelo es el contenido de humedad expresado en porcentaje
del suelo secado en el horno, cuando este se halla en el límite entre el estado
plástico y el estado liquido

2.2. MARCO TEÓRICO:
2.2.1. ANTECEDENTES:
A principios de 1900 Albert Mauritz Atterberg desarrollo un método para describir
la consistencia de los suelos con contenido de agua variables. Por lo tanto,
Atterberg, en función al conocimiento de humedad los clasifica en cuatro estados
básicos denominados: solido, semisólido, plástico y líquido como se muestra en
la figura:
Los trabajos realizados por Atterberg y Casagrande referentes a la plasticidad
hacen ver que, en primer lugar, la plasticidad no es una propiedad general de los
suelos; los suelos gruesos no la exhiben en ninguna circunstancia. En segundo
lugar, que en los suelos finos no es una propiedad permanente, sino
circunstancial y dependiente de su contenido de agua. Una arcilla o un limo
susceptibles de ser plásticos pueden tener la consisten de un ladrillo, cuando
están muy secos; con un gran contenido de agua, puede presentar las
propiedades de un lodo semilíquido o inclusive, las de una suspensión liquida.
Entre ambos extremos existe un intervalo de contenido de agua en el que esos
suelos se comportan plásticamente.
2.2.2. DEFINICIONES:
2.2.2.1. LOS LÍMITES DE ATTERBERG
Atterberg definió los siguientes estados de consistencia según el contenido de
agua en orden decreciente, para un suelo susceptible de ser plástico:
 Estado líquido, con las propiedades y apariencia de suspensión.
 Estado semilíquido, con las propiedades de un fluido viscoso.
Solido Semi-sólido Plástico Liquido
Contenidode
agua creciente

 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.
A partir de los diferentes estados, Atterberg definió varios límites de consistencia
o comportamiento, que se constituyen en las primeras convenciones para su
designación y desarrolló pruebas sencillas de laboratorio para determinarlos:
 Límite superior de flujo viscoso.
 Límite líquido - límite inferior de flujo viscoso.
 Límite de endurecimiento - la arcilla pierde su adherencia a una placa
metálica.
 Límite de cohesión - los granos dejan de ser coherentes entre sí.
 Límite plástico - límite inferior del estado plástico.
 Límite de contracción - límite inferior de cambio de volumen.
Para diferenciar los estados de consistencia antes descritos, Atterberg estableció
límites que establecían la diferenciación, los cuales son:
El mayor límite de un fluido viscoso, con el que una mezcla de arcilla y agua fluye
casi como el agua.
 El menor límite de un fluido viscoso, el “límite líquido”, donde dos
secciones de suelo amasado, puestos en un recipiente cóncavo, apenas
se tocan bajo el impacto de varios golpes secos.
 El “límite de pegajosidad” en el cual la arcilla pierde las propiedades
adhesivas y cesa la pegajosidad con otros objetos, como por ejemplo
hojas metálicas, cuchillas de arado, orugas de tractores, etc.

 El “límite de cohesión”, en el cual los granos de suelo cesan de
unirse unos con otros.
 El menor límite del estado plástico, o “límite plástico”, donde un suelo se
desagrega cuando es enrrollado en bastoncitos.
 El menor límite de cambio de volumen o “límite de contracción”, en que la
pérdida de humedad no causa perdida de volumen.
Atterberg llamó a la frontera entre los estados semilíquido y plástico, Límite
Líquido, que definió en términos de cierta técnica de laboratorio que consistía en
colocar el suelo remoldeado en una cápsula formando en él una ranura, según
se muestra en la figura a continuación, y en hacer cerrar la ranura golpeando
secamente la cápsula contra una superficie dura; el suelo tenía el contenido de
agua correspondiente al límite líquido, según Atterberg, cuando los bordes
inferiores de la ranura se tocaban, sin mezclarse al cabo de un cierto número de
golpes.
Determinación del Límite Líquido según Atterberg
Según Atterberg, el Índice de Plasticidad, corresponde a un rango de contenido
de humedad en el cual el suelo es plástico y fue el primero en sugerir que éste
podía ser útil en la clasificación de suelos.

Clasificación de Suelos de Atterberg
Atterberg consideró que la cantidad de arena que podía ser agregada en el límite
líquido sin causar en el suelo la perdida completa de la plasticidad, era una
medida de la plasticidad de un suelo. Encontró que la diferencia entre el límite
líquido (ωl) y el límite plástico (ωp), denominado índice de plasticidad (IP),
representaba una medida satisfactoria del grado de plasticidad de un suelo
relacionándolo con la arena incorporada. Luego sugirió que estos dos límites (ωl
y ωp) servían de base en la clasificación de los suelos plásticos.
Acorde al valor del índice de plasticidad, distinguió los siguientes materiales:
Suelos friables o desmenuzables (IP < 1)
Suelos débilmente plásticos (1 < IP < 7)
Suelos medianamente plásticos (7 < IP < 15)
Suelos altamente plásticos (IP > 15)
En la siguiente figura se presenta la carta de plasticidad derivada de los
experimentos de Atterberg en 1911:
Carta de Plasticidad de Atterberg (1911)

El Límite de Adhesión, fue definido por Atterberg como el contenido de
agua con el que la arcilla pierde sus propiedades de adherencia con
una hoja metálica, por ejemplo, una espátula. Esta prueba es muy importante en
la agricultura, por cuanto permite determinar el grado de trabajabilidad de la
maquinaria sobre el terreno.
El Límite de Cohesión, fue definido como el contenido de agua con el que los
grumos de arcilla ya no se adhieren entre sí.
Clasificación de Suelos de Atterberg (1914)
Cuchara de Atterberg (1942). Museo Virtual de la Ciencia

Para entender el significado del ensayo mediante el dispositivo
desarrollado por Casagrande, se puede decir que para golpes secos,
la resistencia al corte dinámica de los taludes de la ranura se agota, generándose
una estructura de flujo que produce el deslizamiento (ver la siguiente figura).
Deslizamiento del Suelo en la Prueba de Límite Líquido
La fuerza resistente a la deformación puede considerarse como la resistencia al
corte de un suelo. La resistencia al corte de todos los suelos en el límite líquido
es constante y tiene un valor aproximado de 2,2 kPa.
Carta de Plasticidad de Casagrande (1942)

Carta de Plasticidad de Casagrande utilizada en el Sistema de
Aeropuertos
En la carta de plasticidad utilizada en el Sistema de Aeropuestos en 1948 (en
Mecánica de Suelos Tomo I. E. Juárez Badillo y A. Rico Rodríguez), Casagrande
definió los siguientes tipos de suelo, que en la actualidad ya no son utilizados:
 SC: Arena con excelente cementante arcilloso o de otra categoría, en tal
proporción que el material prácticamente carece de contracción y
expansión.
 SF: Arenas con finos que no califican como SC.
En el laboratorio se determina por el mínimo contenido de agua que hace que
una pasta de arcilla bien mezclada, fluya por peso propio en un tubo estándar de
11 mm de diámetro, tras 1 minuto de reposo.
En la práctica actual de la ingeniería geotécnica y en la mecánica de suelos,
usualmente se utiliza el límite líquido (LL o wL), el límite plástico (LP o wP) y
eventualmente el límite de contracción (SL o wS). Los límites de endurecimiento
y cohesión son más útiles en la industria cerámica y agricultura.
En conclusión, los límites de Atterberg son aquellos contenidos de agua en los
cuales el comportamiento del suelo se modifica. A medida que el contenido de
agua aumenta, el estado del suelo cambia de sólido rígido a sólido plástico y
luego a un líquido viscoso.

En la siguiente figura se presentan los diferentes estados y la respuesta
generalizada del material (curvas esfuerzo - deformación).
Continuo de Humedad de Varios Estados del Suelo y Respuesta
General Esfuerzo-Deformación
Consistencia, Límites de Atterberg: Limite Líquido, Plástico, de Retracción.
Consistencia significa grado de firmeza y en los suelos coherentes varía desde
un estado sólido cuando están secos a un estado líquido viscoso cuando su
contenido de agua aumenta considerablemente. Los límites de Atterberg no son
estrictamente a solutos, sino fronteras aproximadas para la clasificación de los
suelos cohesivos y resultan muy útiles en la mecánica de suelos para poder
identificar las arcillas según su consistencia y comportamiento. De esta forma se
puede predecir su capacidad portante frente a las cargas, sus propiedades de
consolidación y compactación y sus posibles asentamientos y expansiones.

LIMITE LIQUIDO (LL)
Es el contenido de humedad para el cual el suelo pasa del estado liquido al
p1stico. El ensayo que permite determinar el Limite Liquido consiste en colocar
diferentes muestras de suelo, con humedad variable, en un recipiente o taza
met1ica accionada por medio de una manivela, que la levanta y deja caer
bruscamente repetidas veces, sobre una base de madera dura, como muestra la
figura 1.6 a).
2.2.3. DATOS GENERALES DEL MATERIAL USADO:
Se usó el material del proceso de análisis granulométrico.
2.2.4. MATERIALES ; EQUIPOS Y HERRAMIENTAS PARA LIMITE
LIQUIDO DE LOS SUELOS
 MÁQUINA CASAGRANDE.
La cuchara de Casagrande, también llamada copa de Casagrande, es
un instrumento de medición utilizado en geotecnia e ingeniería civil, para
determinar el límite líquido de una muestra de terreno.

El instrumento está compuesto de un casquete esférico de metal, fijado
en el borde a un
dispositivo que mediante la
operación de una manivela produce
la elevación del casquete y su
subsecuente caída, produciendo
así un choque controlado contra
una base de caucho duro. El terreno
mezclado uniformemente con agua
es colocado en la parte del
casquete metálico opuesta al punto
fijo y se le da forma con una plantilla
que deja en el centro una ranura
uniforme. A cada vuelta de la manivela se produce un golpe en el casquete, que
tiende a hacer deslizar el suelo ya húmedo juntando los bordes de la ranura.
 ESPÁTULA.
Instrumento para diversos usos que consiste en una paleta pequeña formada
por una lámina de metal con una hoja flexible de aproximadamente 75mm de
largo y 20mm de ancho y los bordes afilados y un mango largo; se usa en
albañilería para rascar y limpiar superficies o para extender masa, en pintura
para mezclar o aplicar los colores, en nuestro caso lo usaremos para mezclar
y colocar correctamente la muestra en la ‘’Casagrande’’

 CAPSULA DE PORCELANA.
La capsula de porcelana es un pequeño
contenedor semiesférico con un pico en
su costado. Este es utilizado para
evaporar el exceso de solvente en una
muestra. Las Capsulas de
Porcelana existen en diferentes tamaños
y formas, abarcando capacidades desde
los 10 ml hasta los 100 ml. En nuestro
ensayo lo utilizamos para realizar la
mezcla de nuestro material con agua.
 RECIPIENTES DE ALUMINIO

Las muestras deben ser llevadas
al horno en recipientes adecuados
resistentes al calor y previamente
marcadas, estos recipientes deben tener
capacidad suficiente para almacenar lo
que se va a secar. No utilizar elementos
de plástico, vidrio no refractario,
elementos o sustancias combustibles.
 ESTUFA DE SECADO.
La estufa de secado se emplea para esterilizar o secar el material utilizado
en los exámenes o pruebas que se realiza en el laboratorio y que proviene
de la sección de lavado, para
posteriormente enviarlo luego de ser
usado en el procedimiento, se
identifica también con el nombre de
HORNO DE SECADO.
La estufa de secado deben fijarse a
una temperatura entre 105° C y
110°C y sus termostatos no deben
ser manipulados sin autorización del instructor, pues toman un tiempo
considerable en estabilizarlos y ajustarlos nuevamente a la temperatura
requerida. En los ensayos de mecánica de suelos es esencial mantener esta
temperatura en particular.
Las muestras horneadas deben ser removidos del horno por la persona
encargada a más tardar 24 horas después de haberlas colocada allí, para
luego determinar su peso después del secado.

PROCEDIMIENTO PARA HALLAR EL LIMITE LÍQUIDO
Tómese una muestra que pese 150 – 200 g de una porción de material
completamente mezclado que pase el tamiz N° 40.
Colóquese la muestra de suelo en la vasija de porcelana y mézclese
completamente con 15 a 20 ml de agua destilada, agitándola, amasándola
y tajándola con una espátula en forma alternada y repetida. Realizar más
adiciones de agua en incrementos de 1 a 3 ml. Mézclese completamente
cada incremento de agua con el suelo como se ha descrito previamente,
antes de cualquier nueva adición.
Algunos suelos son lentos para absorber agua, por lo cual es posible que
se adicionen los incrementos de agua tan rápidamente que se obtenga un
límite líquido falso. Esto puede evitarse mezclando más y durante un mayor
tiempo, (1 hora aproximadamente).
Cuando haya sido mezclada suficiente agua completamente con el suelo y
la consistencia producida requiera de 30 a 35 golpes de la cazuela de
bronce para que se ocasione el cierre, colóquese una porción de la mezcla
en la cazuela sobre el sitio en que ésta reposa en la base, y comprímasela
hacia abajo, extiéndase el suelo hasta obtener la posición mostrada en la
teoría (con tan pocas pasadas de la espátula como sea posible), teniendo
cuidado de evitar la inclusión de burbujas de aire dentro de la masa.
Nivélese el suelo con la espátula y al mismo tiempo emparéjeselo hasta
conseguir una profundidad de 1 cm en el punto de espesor máximo.
Regrésese el exceso de suelo a la Vasija de porcelana.
Divídase el suelo en la taza de bronce por pasadas firmes del acanalador
a lo largo del diámetro y a través de la línea central de la masa del suelo de
modo que se forme una ranura limpia y de dimensiones apropiadas. Para
evitar rasgaduras en los lados de la ranura o escurrimientos de la pasta del
suelo a la cazuela de bronce, se permite hacer hasta 6 pasadas de adelante
hacia atrás o de atrás hacia adelante, contando cada recorrido como una
pasada; con cada pasada el acanalador debe penetrar un poco más
profundo hasta que la última pasada de atrás hacia adelante limpie el fondo

de la cazuela. Hágase una ranura con el menor número de pasadas
posible.
Elévese y golpéese la taza de bronce girando la manija F, a una velocidad
de 1,9 a 2,1 golpes por segundo, hasta que las dos mitades de la pasta
de suelo se pongan en contacto en el fondo de la ranura, a lo largo de una
distancia de cerca de 13 mm (0.5"). Anótese el número de golpes
requeridos para cerrar la ranura.
En lugar de fluir sobre la superficie de la taza algunos suelos tienden a
deslizarse. Cuando esto ocurra, deberá a agregarse más agua a la
muestra y mezclarse de nuevo, se hará la ranura con el acanalador y se
repetirá el Punto anterior; si el suelo sigue deslizándose sobre la taza de
bronce a un número de golpes inferior a 25, no es aplicable este ensayo y
deberá indicarse que el límite líquido no se puede determinar.
Sáquese una tajada de suelo aproximadamente del ancho de la espátula,
tomándola de uno y otro lado y en ángulo recto con la ranura e incluyendo
la porción de ésta en la cual se hizo contacto, y colóquese en un
recipiente adecuado.
Transfiérase el suelo sobrante en la taza de bronce a la cápsula de
porcelana. Lávese y séquese la taza de bronce y el ranurador y ármese
de nuevo el aparato del límite líquido para repetir el ensayo.
Repítase la operación anterior por lo menos en dos ensayos adicionales,
con el suelo restante en la vasija de porcelana, al que se le ha agregado
agua suficiente para ponerlo en un estado de mayor fluidez. El objeto de
este procedimiento es obtener muestras de tal consistencia que al menos
una de las determinaciones del número de golpes requeridos para cerrar
la ranura del suelo se halle en cada uno de los siguientes intervalos: 25-
35; 20-30; 15-25. De esta manera, el alcance de las 3 determinaciones
debe ser de 10 golpes.
Por último se tomara las muestras y se colocara al horno para realizar los
cálculos necesarios para determinar el límite líquido.

CAPITULO III
LIMITE PLASTICO E INDICE DE
PLASTICIDAD
Este capítulo con tiene toda información con respecto a la determinación
del límite plástico e índice de plasticidad.
2.3.OBJETIVOS:
 Es la determinación en el laboratorio del límite plástico de un suelo y el
cálculo del índice de plasticidad (I.P) si se conoce el limite liquido (LL) del
mismo suelo. Se denomina limite plástico a la humedad más baja con la que
pueden formarse barritas de suelo de unos 3,2 mm de diámetro, rodando dicho
suelo entre la palma de la mano y una superficie lisa (vidrio esmerilado), sin
que dichas barritas se desmoronen.

3.3. Marco teórico
LIMITE PLASTICO (LP)
El Limite Plástico de un suelo es el contenido de humedad para el cual se cambia
del estado plástico al semisólido. En el estado plástico el suelo es fácilmente
moldeable, mientras que en el semisólido se deforma agrietándose. El Limite
Plástico queda definido cuando el suelo contiene justo la humedad necesaria
para que al amasar manualmente bastoncitos cilíndricos de 0,3 cm de diámetro,
éstos no se resquebrajan.
La prueba para determinar el Limite Plástico consiste en ir probando diferentes
porcentajes de humedad en el suelo, e ir amasando los bastoncitos, hasta que
esto suceda. El Límite - Plástico está controlado por el contenido de arcillas a los
que no permitan realizar esta prueba, no tienen Limite Plástico y se designan
suelos no plásticos. Esto ocurre con algunos limos y arenas.
Cuando un suelo posee Limite Plástico, significa que está formado
principalmente por ardua o arcilla limosa y el contenido de humedad en ellos
determina la magnitud de su capacidad - portante, la cual crece rápidamente a
medida que la cantidad de agua disminuye, y viceversa. Por ello, dependiendo
del régimen de lluvias, la capacidad portante de los suelos con Limite Plástico
varia a lo largo del año en ciertas regiones del mundo, por lo cual se deben tomar
precauciones acerca de los datos suministrados en ingeniería de suelos.
La Tabla 1.6 a continuación da los valores de los Limites Liquido, Plástico y de
retracci6n para los minerales arcillosos, así como el Índice de Plasticidad. Los
límites de Atterberg resultan muy útiles en la identificación de los suelos
arcillosos, a los fines de usarlos como relleno compactado, o en los métodos
semiempiricos de estabilidad de taludes. Estos límites sin embargo - no dan
información acerca de la textura de las partículas o del grado de alteración que
hayan sufrido las uniones de los granos en relación al suelo natural, las cuales
pueden destruirse al manipular las muestras para la determinación de los

diferentes límites. Por ello los resultados que se obtienen según los
limites de Atterberg son siempre aproximados.
LIMITE DE RETRACCION (LR)
Este límite queda determinado por la minima cantidad de agua necesaria para -
llenar solamente los poros de una muestra de suelo seco. A este límite
corresponde el menor volumen de la masa de suelo. El Límite de Retracción se
conoce también como Limite de Contracción, y determina la frontera entre el
estado semisólido y el sólido. Ver sección 2.7.
Cuando se alcanza el Límite de Retracción, el volumen de la muestra no
disminuye, aún cuando se reduzca el contenido de humedad. La prueba para
obtener el Limite de Retracción consiste en colocar una muestra de suelo
húmedo dentro de un cilindro poco profundo, de volumen conocido, al que luego
se le extrae el aire y se seca en horno a 110ºC hasta que u peso sea constante.
A continuación se procede a sumergir’ el suelo seco en mercurio, verificando el
volumen desplazado.

La reducción del volumen en la muestra permite determinar el Límite
de Retracción LR del suelo, el cual se obtiene según la relación:
siendo WN el contenido normal de humedad en el suelo que se analiza, en
porcentaje, con relación aquel del suelo secado en horno; V el volumen del suelo
húmedo, en cm^3 V el volumen del suelo secado en el horno, en cm ,y W0 el
peso del suelo secado en horno, en gramos.
El principal componente de un suelo, cuya influencia resulta determinante en la
magnitud del Limite de retracción es la arcilla, ev1dencindose una disminución
del mismo a medida que el contenido de arcilla aumenta. En las arenas, el Límite
de Retracción se halla muy próximo al Limite Liquido, y en suelos de arena
arcillosa, dependiendo del contenido de arcilla y de limo, el Límite de Retracción
puede ser del orden del 12 al 20%.
En las arcillas, el Limite de Retracción alcanza generalmente valores entre el
5yel 10%. En estos suelos la capacidad portante se incrementa medida que
disminuye el porcentaje de humedad.
Por el contrario, en las arenas confinadas, la capacidad portante es general -
mente alta, aún con porcentajes considerables de agua contenida.
INDICE DE PLASTICIDAD
El índice de plasticidad (IP) es el rango de humedades en el que el suelo tiene
un comportamiento plástico. Por definición, es la diferencia entre el Límite
líquido y el Límite plástico
IP = LL – LP
Un Índice de plasticidad bajo, como por ejemplo del 5%, significa que un pequeño
incremento en el con tenido de humedad del suelo, lo transforma de semisólido
a la condición de líquido, es decir resulta muy sensible a los cambios de
humedad. Por el contrario, un índice de plasticidad alto, como por ejemplo del

20%, indica que para que un suelo pase del estado semisólido al
líquido, se le debe agregar gran cantidad de agua.
En suelos no plásticos, no es posible determinar el Índice de plasticidad. El día
grama de plasticidad indicada en la figura 1.7, según los Límites de Atterberg,
permite diferenciar - el índice de plasticidad de limos y arcillas, en función del
Limite Liquido LI. y del contenido normal de humedad WN.
El Índice de plasticidad define el campo plástico de un suelo y representa el
porcentaje de humedad que deben tener las arcillas para conservarse en estado
plástico. Este valor permite determinar los parámetros de asentamiento de un
suelo y su expansividad potencial.
2.3.2. MATERIALES ; EQUIPOS Y HERRAMIENTAS PARA LIMITE
PLASTICO E INDICE PLASTICIDAD
 ESPATULA
 RECIPIENTE DE ALMACENAJE
 BALANZA CON APROXIMACIÓN A 0.1 G.
 ESTUFA (110 +- 5°C)
 TAMIZ (N°40)

 AGUA DESTILADA
El agua destilada es aquella sustancia cuya composición se basa en la
unidad de moléculas de H2O y ha sido purificada o limpiada
mediante destilación.
 VIDRIOS DE RELOJ
El vidrio de reloj o cristal de reloj es una lámina de vidrio en forma
circular cóncava-convexa. Se llama así
por su parecido con el vidrio de los
antiguos relojes de bolsillo. Se utiliza en
química para evaporar líquidos, pesar
productos sólidos, como cubierta de
vasos de precipitados, y para contener
sustancias parcialmente corrosivas. Es
de tamaño medio y muy delicado.
Su utilidad más frecuente es para pesar muestras sólidas; aunque
también es utilizado para pesar muestras húmedas después de hacer la
filtración, es decir, después de haber filtrado el líquido y quedar solo la
muestra sólida.

 SUPERFICIE DE RODADURA
Comúnmente se utiliza un vidrio grueso esmerilado

PROCEDIMIENTOS PARA PODER DETERMINAR EL LIMITE
PLÁSTICO
Si se quiere determinar sólo el L.P., se toman aproximadamente 20 g de la
muestra que pase por el tamiz de 426 mm (N° 40), preparado para el
ensayo de límite líquido. Se amasa con agua destilada hasta que pueda
formarse con facilidad una esfera con la masa de suelo. Se toma una
porción de
1,5 gr a 2,0 gr de dicha esfera como muestra para el ensayo.
El secado previo del material en horno o estufa, o al aire, puede cambiar
(en general, disminuir), el límite plástico de un suelo con material orgánico,
pero este cambio puede ser poco importante.
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.
Se repite, con la otra mitad de la masa, el proceso indicado.
Después de colocar en las taras se colocara en el horno para su secado, y
se determinara la humedad de acuerdo a lo establecido en las normas.

RECOMENDACIONES
 La recomendación es de conseguir un suelo, que no tenga muchos restos
orgánicos.
 El suelo a conseguir ponerlo por lo menos 24 horas al horno para eliminar
todos los restos orgánicos que se puedan encontrar en él.
 Los materiales ya antes mencionados deberán estar en buenas
condiciones para su uso.
 Los tamices se recomienda que antes de su uso sea limpiado (con cepillo
ó una escobilla), para obtener los datos reales del suelo a estudiar.
 Deberá inspeccionarse el aparato de “casa grande” para verificar que se
halle en buenas condiciones del trabajo. El pin que conecta la taza no debe
estar tan gastado que tenga juego lateral, ni el tornillo que la conecta,
hallarse tan gastado por el largo uso.
 Inspeccionar que el aparato de casa grande este bien calibrado, según nos
indica la norma.
 Las balanzas deben estar con una precisión acordé a los ensayos que se
van a realizar,
 Después de los usos de los materiales se deberán lavar para mantener en
buen estado.
 Mantener limpio el ambiente de trabajo y guardando los materiales en sus
respectivos lugares.
 Tomar apunte de cada procedimiento que se realizó en laboratorio, para
seguir un buen proceso de estudio del suelo

CONCLUSIONES:
 Para el campo de ingeniería civil el realizar ensayos a los agregados, antes
de aplicarlos a su fin, es de vital importancia, ya que nos brinda
características importantes como el módulo de elasticidad, entre otros, por
ello es necesario conocer estos ensayos.
 Al aplicar el método granulométrico por tamizado se puede clasificar los
suelos en grava, arena y limo.
 El método de análisis granulométrico mecánico es muy fácil de aplicarlo en
el laboratorio.
 Los objetivos fueron cumplidos y se logró el análisis granulométrico.
 es muy importante hallar el contenido de agua para un suelo ya que por
medio de esta podremos saber el limite líquido y la plasticidad del suelo en
estudio.
 Se ha llegado a entender los procedimientos necesarios para la realización
de este ensayo de laboratorio.
 Se ha llegado a dar una mayor importancia a lo que significa este tipo de
ensayo en el desarrollo de la vida laboral del futuro profesional.

ANEXO

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