Comportamiento de Suelos - Universidad Autónoma de Chiapas - PDF

Comportamiento de Suelos Universidad Autónoma de Chiapas Facultad de Ingeniería Comportamiento de Suelos 5o Semestre Ing. Manuel de Jesús Megchún Liévano (Maestría...

Comportamiento de Suelos Universidad Autónoma de Chiapas Facultad de Ingeniería Comportamiento de Suelos 5o Semestre Ing. Manuel de Jesús Megchún Liévano (Maestría en Construcción) UNACH (Especialidad en Construcción). UNACH (Especialidad en Laboratorio de Suelos, Mecánica de Materiales, Asfaltos) SCT Cd, de México Correo Electrónico; [email protected]  Comportamiento de Suelos Universidad Autónoma de Chiapas FACULTAD DE INGENIERIA Estructura y Propiedades de los Materiales 5o “------- ” Equipo no. ´---- Tema: -------------------- Integrantes: Apellidos Nombres M.I. Manuel de Jesús Megchún Liévano Tuxtla Gutiérrez, Chiapas. Fecha/mes/ano  Comportamiento de Suelos 2 exámenes 60% Tareas y reporte de laboratorio como proyecto final 40%  Comportamiento de Suelos Origen de los Suelos Los suelos son el más viejo material de construcción y el más complejo. Su variedad es enorme y sus propiedades, variables en el tiempo y en el espacio, son difíciles de entender y de medir. A pesar de esto, antes del siglo xx no se hizo un esfuerzo serio para atacar científicamente un estudio de Mecánica de Suelos Lo que hoy es ¨MECÁNICA DE SUELO¨ y quien inició su estudio , fue el profesor Karl Terzagui en 1925 con el libro Erdbaumechanick ( Mecánica de Suelos) en Viena Arturo Casagrande de la universidad de Harvard, estudio el tema con el deseo de entender los problemas de la ciudad de México y otros de la Secretaría de Recursos Hidráulicos. El Dr. Casagrande, en la Universidad de Harvard dirigió un sistema fundado de las características de plasticidad de suelos finos, es el único utilizado por los técnicos de hoy. Llamado Sistema Unificado (SUCS). Para determinar la plasticidad cualitativa con otras , como la compresibilidad, la permeabilidad, la resistencia del suelo, la velocidad de variación de volumen, todas fundamentales para normar el criterio del ingeniero. Puede afirmarse que tanto el muestreo adecuado como la clasificación precisa constituyen dos requisitos previos indispensables para la aplicación de la Mecánica de Suelos a los problemas de diseño.  Comportamiento de Suelos El suelo, Es un agregado de partículas orgánicas e inorgánicas , no sujetas a ninguna organización definida y propiedades que varían vectorialmente. En dirección vertical sus propiedades cambian más rápidamente que la horizontal. También es un término en que hacen uso diferentes profesionales. la interpretación varia a sus respectivos intereses: Agrónomo; se aplica a la parte superficial de la corteza capaz de sustentar vida vegetal, muy restringida par el ingeniero. Geólogo: es todo material intemperizado en el lugar en que se encuentra y con contenido de materia orgánica cerca de la superficie. Esta definición peca de parcial en ingeniería, al no tomar en cuenta los materiales transportados no intemperizado posteriormente a su transporte. Para fines de Mecánica de suelos: todo tipo de material terroso, desde un relleno de desperdicio , hasta areniscas parcialmente cementadas o lutitas suaves. Se excluye, rocas sanas, ígneas o metamórficas y los depósitos sedimentarios altamente cementados, que no se ablanden o desintegren rápidamente por la acción de intemperie. El agua juega un papel fundamental en el comportamiento de suelos, que debe considerarse como parte integral del mismo.  Comportamiento de Suelos La corteza terrestre es atacada por aire y agua, siendo los medios de acción de estas sustancias sumamente variados. Los mecanismos de ataque se dividen en dos grupos, desintegración mecánica y descomposición química. Desintegración mecánica: es la intemperización de las rocas por agentes físicos como, temperatura, acción de congelación del agua, en juntas y grietas de las rocas, efectos de organismos, , plantas, etc. formando, arenas, limos, y en casos especiales arcilla. Descomposición química: son agentes que atacan a las rocas modificando su constitución mineralógica o química. El principal agente es el agua y los mecanismos de ataque es la oxidación y carbonatación. Los efectos químicos de la vegetación juegan un papel no depreciable, que producen arcilla como ultimo producto de descomposición. Todo los suelen acentuarse en los cambios de temperatura, por lo que es frecuente encontrar formaciones arcillosas de importancia en zonas húmedas y cálidas y en zonas frías formaciones arenosas o limosas , más gruesas.  Comportamiento de Suelos Suelos residuales y transportados Los productos del ataque de los agentes de intemperismo pueden quedar en un lugar , directamente sobre la roca de la cual se derivan, dando así origen a los suelos residuales. Esos productos se mueven del lugar de formación , por agentes geológicos y depositarlos en otra zona y sin relación con los mismos suelos , se les llama transportados. Minerales en Suelos Gruesos. Sustancia inorgánica y natural, que tiene una estructura interna característica determinada por un cierto arreglo especifico en sus átomos e iones. Sus propiedades físicas más interesantes , desde el punto de vista de identificación son: el color, el lustre, la tonalidad, forma de cristalización, la dureza, forma de fractura, y disposición de los planos cruceros, la tenacidad, la capacidad para permitir el paso de ondas y radiaciones (LUZ) y la densidad relativa. En los suelos de partículas gruesas, los minerales que predominan, silicato, feldespato, micas, olivino, serpentina, óxidos, cuyos principales son el cuarzo, la limonita, la magnetita y el coridon; carbonatos en lo que destaca la calcita, y la dolomita y sulfatos, cuyos principales representantes son la anhídrida y el yeso. En los suelos gruesos el comportamiento mecánico e hidráulico está la constitución mineralógica por su orientación de sus partículas y la constitución mineralógica.  Comportamiento de Suelos Minerales constitutivos de las arcillas Partiendo de numerosos minerales ( principalmente silicato ) que se encuentran en las roas ígneas y metamórficas, los agentes de descomposición química llegan a un producto final ; La arcilla Las arcillas están constituidas por silicatos de aluminios hidratados, silicatos de magnesio, hierro u otros metales hidratados. Existen dos minerales de tales láminas; La sálica y la alumínica oxígeno oxígeno silicio oxígeno silício Esquema de la estructura de la lámina silícica  Comportamiento de Suelos o o o Al o o o Fig. Esquema de la estructura de la lámina de alumínica  Comportamiento de Suelos La primera figura està formada por un átomo de silicio , rodeado de 4 de oxígeno, disponiéndose el conjunto de forma del tetraedro La segunda figura aparece las unidades hexagonales repitiéndose indefinidamente, constituye una retícula laminar, En la figura 3 con un átomo de alúmina al centro y seis de átomos de oxigeno alrededor, son láminas alumínicas como aparece De acuerdo con su estructura reticular, los minerales de arcilla se encasillan en tres grupos; caolinitas, montmorilonitas e ilitas. Las caolinitas; serán estables en presencia del agua Las montmorilonitas; el mineral es débil, por los que las moléculas de agua pueden introducirse en la estructura fácilmente por las fuerzas eléctricas generadas por su naturaleza dipolar Produce un aumento de volumen de los cristales, lo que se traduce macrofisicamente , en una expación. La bentonita; son del grupo montmorilonítico, originadas por la descomposición química de las cenizas volcánicas y presentan la expansividad típica del grupo en forma aguda lo que hace crítica en su comportamiento mecánico, estas arcillas aparecen en los trabajos de campo Las ilitas; son más favorables por no tener mucha expansión  Comportamiento de Suelos Volúmenes Pesos Va Fase Gaseosa Wa Vv Vm Vw Fase Líquida Ww Wm Vs Fase Sólida Ws Esquema de una muestra de suelo, para la indicación de los símbolos usados  Comportamiento de Suelos Significado de los símbolos Vm = volumen total de la muestra de suelos (volumen de la masa) Vs = volumen de la fase sólida de la muestra (volumen de sólidos) Vv = volumen de vacíos de la muestra de suelo (volumen de vacíos) Vw = volumen de la fase líquida contenida en la muestra (volumen de agua) Va = volumen de la fase gaseosa de la muestra ( volumen del aíre Wm = peso de la muestra del suelo ( peso de la masa) Ws = Peso de la fase sólida de la muestra de suelo ( peso de los sólidos) Ww = peso de la fase líquida de la muestra (peso del agua) Wa = Peso de la fase gaseosa de la muestra, convencionalmente considerado como nulo en Mecánica de Suelos  Comportamiento de Suelos Relación de pesos y volúmenes ‫ץ‬o = Peso específico del agua destilada, 4oC de temperatura a nivel del mar. ‫ץ‬w = Peso específico del agua en las condiciones reales de trabajo; su valor difiere de ‫ץ‬o y, en muchas ocasiones ambas son tomados como iguales. ‫ץ‬m = Peso específico de la masa de suelo, por definición se tiene 𝑊𝑚 𝑊𝑠 + 𝑊𝑤 ‫𝑚ץ‬ = = 𝑉𝑚 𝑉𝑚 ‫= 𝑠ץ‬Pesos específico de la fase sólida del suelo 𝑊𝑠 ‫= 𝑠ץ‬ 𝑉𝑠 Sm=Peso específico de la masa de suelo ‫𝑚ץ‬ 𝑊 Sm= = 𝑚 ‫ 𝑜ץ‬Vm‫𝑜ץ‬  Comportamiento de Suelos 𝑠𝑠 = Peso específico relativo de la fase sólida del suelo 𝛾𝑠 𝑊𝑠 𝛾𝑠 = = 𝛾𝑜 𝑉𝑠 𝛾𝑜 Relaciones fundamentales Estas relaciones son importantes, para el manejo de las propiedades mecánicas de los suelos y su completo dominio de su significado y sentido físico; es importante para poder tener la información de un material en Mecánica de suelos a).- Relación de Vacíos, Oquedad o Índice de poros 𝑉𝑣 e= 𝑉𝑆 b).- Porosidad del suelo 𝑉𝑉 n(%) = x 100 𝑉𝑚  Comportamiento de Suelos c).- Grado de Saturación 𝑉𝑤 𝐺𝑤 (%) = x100 𝑉𝑣 d).- Contenido de agua o humedad de un suelo 𝑊𝑤 ω (%)= x100 𝑊𝑠 e).- Grado de saturación 𝑉𝐴 𝐺𝐴 (100) = 𝑉𝑣 x100  Comportamiento de Suelos Características y estructuración de las de las partículas minerales Forma ▪ La forma de las partículas de un suelo grueso se encuentran de forama; Equidimencional, redondeada, angulosa, subangulosa, redonda, subredondeada, ▪ En los suelos finos, la forma de las partículas tienden a ser aplastadas, por lo que los minerales de arcilla, adoptan una forma laminar, algunos rara vez forma acicular En. estos materiales la influencia de la forma es muy importante, cada una de las dos mencionadas corresponde una diferente relación área a volumen de la partícula por lo tanto una diferente adsorción superficial.  Comportamiento de Suelos Características y estructuración de las partículas minerales Durante muchos años se creyó que el tamaño de las partículas era factor determinante en algunas propiedades mecánicas, concretamente en la compresibilidad. Se estima que la forma de las partículas juega un papel mucho más preponderante en las propiedades. La reducción del volumen de un suelo puede lograrse por la aplicación de presión estática, por medio de la vibración o combinación de ambos métodos. Ver presión estática en arenas y escamas de micas Peso específico relativo Suelos Peso específico Ss Cuarzo 2.67 Feldespato 2.60 Suelos con Hierro Puede llegar a 3 Turba 1.5 Arcilla con fracción Coloidal 2.90 a 2.90 Algunas Arcillas Volcánica Cd. Mexico 2.20 - 2.60  Comportamiento de Suelos El peso específico relativo de los sólidos de un suelo se determina en el laboratorio haciendo uso de un matraz con marca de enrase. El matraz se llena hasta su marca, primero con agua y después con agua y la muestra de suelo. El aire atrapado entre las partículas de suelo se desaloja por ebullición. AGUA AGUA 𝑊𝑓𝑤 Ws 𝑊𝑓𝑠𝑤 SÒLIDOS FRASCO FRASCO 𝑊𝑓𝑠𝑤 = Peso del matraz con suelo y agua de agua 𝑊𝑓𝑤 = Peso del matraz lleno de agua  Comportamiento de Suelos Por lo que se tiene: 𝑊𝑓𝑠𝑤 - 𝑊𝑓𝑤 =𝑊𝑠 - peso del agua destilada por los sólidos El peso del agua destilada por los sòlidos vale: 𝑊 𝑊𝑤 = 𝑉𝑠 𝛾𝑜 = 𝑆𝑠 𝑠 Según la expresión 3-4 del Juárez Badillo, por lo tanto 𝑊 𝑊𝑓𝑠𝑤 - 𝑊𝑓𝑤 = 𝑊𝑠 - 𝑆 𝑠 𝑠 De donde: 𝑊𝑠 𝑆𝑠 = 𝑊𝑓𝑤 + 𝑊𝑠 − 𝑊𝑓𝑠𝑤  Comportamiento de Suelos a).- Estructura simple Es el comportamiento mecánico e hidráulico de un suelo de estructura simple, queda definido por dos características: La compacidad del manto y la orientación de sus partículas. Compacidad; es el grado de acomodo de sus partículas del suelo dejando vacíos entre ellas. En un suelo muy compacto, las partículas sólidas que lo constituyen tienen un alto grado de acomodo y la capacidad de deformación bajo carga será pequeña. En suelos pocos compactos el grado de acomodo es menor. El volumen de vacíos y la capacidad de deformación serán mayores Compacidad de un conjunto de esferas Estado suelto Estado más compacto n = 47.6 % e =0.91 n= 26 % e= 0.35  Comportamiento de Suelos Las arenas naturales muy uniformes en tamaño poseen n y e que se acerca mucho a los ya escritos. Pero en las arenas comunes, los valores pueden disminuir apreciablemente y un pequeño porcentaje de partículas laminares aumentan notablemente en el estado más suelto. El volumen de vacíos: en el estado más suelto. En arenas bien graduadas , los estados más sueltos y compactos tienen valores de e y n menores Para medir la compacidad de un manto de estructura simple, Terzaghi introdujo una relación empírica, determinable en el laboratorio, llamada compacidad relativa (Cr) 𝒆 −𝒆 Cr % = 𝒆𝒎à𝒙 − 𝒆 𝒏𝒂𝒕 𝒎à𝒙 𝒎𝒊𝒏 De la anterior relación 𝑒𝑚à𝑥 = relación de vacíos correspondiente al estado más suelto del suelo 𝑒𝑚𝑖𝑛= relación de vacíos correspondiente al estado más compacto del mismo 𝑒𝑛𝑎𝑡= relación de vacíos de la muestra en estado natural  Comportamiento de Suelos b)-Estructura panaloide: Esta estructura se considera típica en granos de pequeños tamaños ( 0.002 mm de diámetro o algo menores ) que se depositan de un medio continuo, normalmente agua y, en ocasiones aire.  Comportamiento de Suelos c).- Estructura floculenta.- Cuando el proceso de sedimentación, dos partículas de diámetro menores de 0.02 mm llegan a tocarse, se adhieren con fuerza y se sedimentan juntas; así otras partículas pueden unirse al grupo, formando un grumo , con estructura similar a un panal, esta estructura es muy blanda y suelta, con gran volumen de vacíos, llamada floculenta y, a veces panaloide de orden superior. rara vez se considera puras en la naturaleza  Comportamiento de Suelos d).- Estructura compuesta; Lo más común seria encontrar los suelos reales como la figura  Comportamiento de Suelos e).- Estructura en “castillos de naipes”.- Investigadores como Goldschmidt y Lambe han sugerido una interpretación diferente como el génesis de una estructura floculenta. La idea de la forma laminar típica de los minerales de arcilla es fundamental en la estructuración resultante para los suelos finos. En las investigaciones de las partículas de caolinitas, ilitas y monmorilonitas demuestran que la longitud de ellas es el mismo orden magnitud que su ancho y su espesor varìa Los suelos poseen carga negativa, en sus aristas una concentración de carga positiva que atrae cualquier partícula vecina.  Comportamiento de Suelos f).- Estructura dispersa.-Algunos investigadores indican que la hipótesis castillo de naipes, no es la más aceptable que puedan pensarse. Cualquier perturbaciòn, como deformación por esfuerzo cortante, tienen a disminuir los ángulos entre las diferentes láminas del material. Las presiones osmòticas tienden hacer que las partículas se separen y adopten una posición tal como en la figura, algunos autores que eèste arreglo es el más estable  Comportamiento de Suelos GRANULOMETRÌA EN SUELOS En los suelos finos en estado inalterado, el ingeniero debe estar más informado sobre esta materia. Los límites de tamaño de las partículas que constituyen el suelo, ofrecen un criterio para una clasificación descriptiva. Tal criterio fue usado en Mecánica de Suelos Originalmente el suelo se dividía únicamente en tres o cuatro fracciones, con la técnica de cribado, fue posible efectuar el trazo de curvas granulométricas, contando con agrupaciones. De las partículas de suelos en mayor números de tamaños diferentes. Algunas clasificaciones granulométricas de suelos a).- Clasificación internacional. Basada en Suecia Tamaño en mm 2.0 0.2 0.02 0.002 0.0002 Arena Arena fina Limo Arcilla Ultra – Arcilla gruesa (Coloides)  Comportamiento de Suelos b).- Clasificación M.I.T. Fue propuesta por G. Gilboy y adoptada por el Massachusetts Institute of Technology Tamaño en mm 2.0 0.6 0.2 0.06 0.02 0.006 0.002 0.0006 0.0002 Gruesa Media Fina Grueso Medio Fina Gruesa Media Fina (Coloides) Arena Limo Arcilla  Comportamiento de Suelos c).- La siguiente Clasificación, utilizada a partir de 1936 en Alemania, está basada en una proporción original MATERIA CARACTERÌSTICAS TAMAÑO EN mm Piedra ------------- Mayor de 70 mm Grueso 30 a 70 Grava Media 5 a 30 Fina 2a5 Gruesa 1a2 Arena Media 0.2 a 1 Fina 0.1 a0.2 Grueso 0.05 a 0.1 Polvo fino 0.02 a 0.05 grueso 0.006 a 0.02 Limo Fino 0.002 a 0.006 Grueso 0.0006 a 0.002 Arcilla Fina.0002 a 0.0006 Ultra - Arcilla ------------------ A 0.00020.00002  Comportamiento de Suelos Representación de la distribución granulométrica.- Siempre que se cuente con suficientes números de puntos, la representación gráfica de la distribución granulométrica debe de estimarse Curvas granulométricas en algunos suelos a).- Arenas muy uniformes de cd Cuauhtémoc, cd de México b).-Suelo bien Graduado, Puebla, México c).- Arcilla del Valle de México (curva obtenida con hidrómetro) d).- Arcilla del Valle de México ( curva obtenida con hidrómetro)  Comportamiento de Suelos𝑥 2 La gráfica granulométrica se dibuja con porcentajes como ordenadas y tamaños de partículas como abscisas. Las ordenadas se refieren a porcentaje, en peso, de las partículas menores que el tamaño correspondiente. La representación en la escala logarítmica ( eje de las abscisas). Resulta preferible a la presentación natural, pues en la primera se dispone de mayor amplitud de los tamaños finos y muy finos. ALLEN HAZEN.- Propuso el coeficiente de uniformidad 𝐷60 𝐶𝑢 = 𝐷10 Donde 𝐷60 = Tamaño tal, que el 60%, en peso, del suelo, sea igual o menor 𝐷10 = Llamado por Hazen, diámetro efectivo; el tamaño sea igual o mayor, en peso, del suelo Como dato complementario, necesario para medir la graduación, se define el coeficiente de curvatura del suelo (𝐷30)2 𝐶𝑐 = 𝐷60 𝑋 𝐷10 𝐷30 ; se define análogamente que los 𝐷10 y 𝐷60 anteriores.  Comportamiento de Suelos Análisis Mecánico.- Bajo este título general se comprende todos los métodos para la separación de un suelo en diferentes fracciones, según sus tamaños. De tales métodos existen dos que merecen atención especial; el cribado por mallas y el análisis de una suspensión de suelo, con hidrómetro. El primero se usa para obtener fracciones correspondientes a los tamaños mayores del suelo. Generalmente se llega hasta la malla 200. El método dificulta cuando estas a aberturas son pequeñas, suele requerir agua para ayudar al paso de la muestra (procedimiento de lavado). El método del hidrómetro (densímetro), es el más extendido y el único que se verá con cierto grado de detalle para análisis en el laboratorio con arcillas muy finas.  Comportamiento de Suelos PLASTICIDAD Existen suelos que al ser remoldeados, su contenido de agua si es necesario, adoptan una consistencia característica, que desde épocas antiguas se les denominó Plásticas. Estos suelos han sido llamados arcillas, originalmente, por los hombres dedicados a la cerámica; la palabra pasó a la Mecánica de Suelos, La plasticidad es, en este sentido, una propiedad que ha servido para clasificar suelos en forma puramente descriptiva. Pronto se reconoció la relación especifica entre la plasticidad y las propiedades fisicoquímicas del comportamiento mecánico de las arcillas. En este momento la plasticidad se convirtió en una propiedad ingenieril de interés científico El concepto de plasticidad, fundándose en las características Esfuerzo-Deformación de los materiales Cuando un material se sujeta a esfuerzos de tención uniaxial, su comportamiento mecánico esta descrito por su relación Esfuerzo – Deformación de los materiales. La forma de una curva Esfuerzo- Deformaciones La forma de una curva Esfuerzo – Deformación depende, de las características del material El concepto de plasticidad se fundamenta mejor, teóricamente, recurriendo a las relaciones Esfuerzo – deformación Ver figura real e idealizada siguiente, se muestra la curva real de una arcilla suave en su intervalo plástico  Comportamiento de Suelos Esf. Esf. Def. Def. (a) (b) Real Idealizada Gráfica real e idealizada de una arcilla en su intervalo plástico En Mecánica de Suelos puede definirse La Plasticidad como la propiedad de un material por el cual es capaz de soportar deformaciones rápidas, sin rebote elástico, sin variación volumétrica apreciable y sin desmoronarse ni agrietarse Los experimentos de Atterberg, Terzaghi y Goldschmid han revelado que la plasticidad de los suelos se debe a la carga eléctrica de las partículas laminares, que generan campos ,  Comportamiento de Suelos Estado de Consistencia. Límites de Plasticidad Para medir la plasticidad de las arcillas se han desarrollado varios criterios, de los cuales uno solo es el utilizado, el de Atterberg. Atterberg hizo ver que la plasticidad no era una propiedad permanente de las arcillas. Una arcilla muy seca puede tener la consistencia de un ladrillo, con plasticidad nula, y esa misma, con gran contenido de agua, puede presentar las propiedades de un lodo semilíquido o, inclusive, las de una suspensión líquida Según el contenido de agua, un suelo susceptible de ser plástico puede estar en cualquiera de los siguientes estados de consistencia, definidos por Atterberg 1. Estado líquido, con la propiedades y apariencia de una suspensión. 2. Estado semilíquido, con las propiedades de un fluido viscoso. 3. Estado plástico, en que el suelo se comporta plásticamente. 4. Estado semisólido, el suelo tiene apariencia de un sòlido, pero aun disminuye el volumen al secarlo. 5. Estado sólido, el volumen del suelo no varia.  Comportamiento de Suelos De los anteriores estados por donde pasa el suelo al irse secando, no hay criterios para distinguir sus fronteras. Atterberg estableció las primeras convenciones bajo el nombre de Límites de Consistencia 11 mm 8 mm 2 mm Esquema de suelo colocado en la capsula en la capsula y ranurado para determinar el límite líquido La frontera convencional entre el estado semilíquido y plástico se llama limite liquido Comportamiento de Suelos  Comportamiento de Suelos La frontera entre el estado plástico y el semisólido fue llamado por Atterberg límite plástico La frontera entre los estados semilíquidos y plástico fue llamada por Atterberg Limite liquido Atterberg determinó colocar una cantidad de suelo remoldeados en una capsula, formando una ranura, según se muestra en la figura, hacer cerrar la ranura golpeando secamente la capsula conta una superficie dura: el suelo tenía el contenido de agua correspondiente al límite líquido, según Atterberg, cuando los bordes interiores se tocaban , sin mezclarse, al cabo de un cierto número de golpes Atterberg rolaba un fragmento de suelo hasta convertirlo en un cilindro de espesor no especificado; el agrietamiento y desmoronamiento del rollito, en un cierto momento, indicaba que se había alcanzado el lìmite plástico y el contenido de agua era la frontera deseada A las fronteras anteriores que definen el intervalo plástico de suelo se le llama LIMITES DE PLASTICIDAD Atterberg encontró que la diferencia de valores entre los límites de plasticidad , llamada índice plástico 𝐼𝑝 = 𝐿𝐿 − 𝐿𝑃 Comportamiento de Suelos Comportamiento de Suelos  Comportamiento de Suelos Determinación del límite plástico La prueba para el límite plástico, tal como Terzaghi agregó la condición que el diámetro sea de 3 mm (1/8”) Los rollitos se hacen sobre una hoja de papel seca, para acelerar la perdida de humedad del material o una placa de vidrio, cuando los rollitos llegan a 3mm se doblan o presionan, formando una pastilla que vuelve a rolarse, hasta los 3 mm justo ocurra el desmoronamiento y agrietamiento; en ese momento se determina el contenido de agua que es el LIMITE PLASTICO. CONSIDERACIONES SOBRE LÌMITES DE PLASTICIDAD Atterberg demostró que la plasticidad de la arcilla se describe en dos parámetros; El límite líquido, Limite Plástico y el Índice Plástico Selección de Muestras para determinar los Límites de Plasticidad Es importante que las muestras seleccionadas para determinar los límites sean lo más homogéneas que pueda lograrse Una gran cantidad de información disponible sobre las pruebas límites en los Laboratorios de Mecánica de Suelos en todo el mundo es insegura, por No tomar muestras con las debidas precauciones para evitar muestras heterogéneas  Comportamiento de Suelos para seleccionar muestras para las pruebas límites 1. En los suelos plásticos debe ejecutarse un sondeo lo más continuo posible 2. La mitad o las dos terceras partes de la muestra inalterada debe cortarse longitudinalmente en 3 secciones, dos aproximadamente semicilíndricas y otra central limitada por dos caras planas 3. Uno de los semicírculos se corta en rebanas delgadas de medio centímetros, tomando de la parte central, fragmentos para determinar el contenido de agua 4. Tras determinarlos contenido de agua y dibujarlos se selecciona porciones de semicilindros en zonas en que las humedades hayan variado, para determinar los límites 5. Lo expuesto a secado se debe observar diariamente, hasta notar cambio de color que servirà para la estratificación de la muestra Para un ingeniero con experiencia, los valores de los límites de plasticidad es el medio aproximado para determinar las características generales de un suelo plàsticoRecomendaciones  Comportamiento de Suelos DETERMINACIÒN DEL LÌMITE DE CONTRACCIÒN La Public Road Administration, de los EE. UU. Desarrolló un método para determinar el Límite de Contracción de los Suelos, en el cual no se requiere de contar con el peso específico relativo de los sólidos Procedimiento: Leer pag 144 tarea pag 146 El suelo se remoldea hasta una consistencia cercana al límite líquido añadiendo agua si es preciso: con este suelo se llena la capsula de volumen conocido. La superficie de suelo se alisa perfectamente con una espàtula y se proteje con una capa de vidrio Pesada la muestra se seca en el horno hasta tener peso constante, se anota. El volumen de la muestra , ya seca se determina con el método de mercurio se conoce las siguientes cantidades 𝑉1 = Volumen de la muestra húmeda, igual al volumen al volumen de la capsula 𝑊1 = Peso de la muestra húmeda 𝑉2 = Volumen de la muestra seca 𝑊2 = Peso de la muestra seca  Comportamiento de Suelos Clasificación e identificación de suelos Mecánica de Suelos desarrollo estos sistemas de clasificación basados en las características granulométricas, ganaron popularidad rápidamente. Un sistema de clasificación debe estar basado en las propiedades mecánica de suelos, por ser éstas lo fundamental para las aplicaciones ingenieriles Un sistema de clasificación que satisface los distintos campos de la Mecánica de Suelos destaca por el Dr A. Casagrande en la Universidad de Harvard, los cuales cristalizaron en el conocido Sistema de Clasificación de Aeropuertos A pesar de que este sistema ha sido modificado para construir el Sistema Unificado de clasificación de Suelos (SUCS), ampliamente usado en la actualidad en el mundo. El sistema fue propuesto en 1942 y se adoptó, por el Cuerpo de Ingenieros de Loas Estados Unidos de América El sistema divide a los suelos en 2 grandes fracciones: la gruesa, formada por partículas mayores de la malla No 200 (0.074 mm) y menores que la malla No, 3” (7.62 cm) y la fina, formada por partículas que pasa la malla No.200 La fracción gruesa lo divide la malla No. 4 La fracción fina se subdivide en 2 grupos, tomando en cuenta sus características de plasticidad que se relacionan las propiedades mecánicas e hidráulicas, que interesa al Ingeniero Civli como; esfuerzo- Deformación, Resistencia a la compresibilidad, permeabilidad, velocidad de variación volumétrica, etc.  Comportamiento de Suelos Línea B Ip Línea A CH 22 OH CL OL MH 7 CL- ML ML 4 ML 20 50 LL CARTA DE PLASTICIDAD, TAL COMO SE USA ACTUALMENTE  Comportamiento de Suelos En las zonas que quedan sobre la línea A, se sitúan las arcillas inorgánicas; estas se simbolizan con la letra C ( del ingles clay). Bajo la línea A quedan colocados suelos inorgánicos que se consideran limos, con símbolo M ( del sueco mo y mjaia, términos usados para ese idioma para suelos de partículas finas poco o nada plásticas); su símbolo es O. En estos suelos se clasifican los grupos H.- alta compresibilidad L.- Baja compresibilidad El principal uso de la carta de plasticidad esta en situar en ella un suelo desconocido, por medio del cálculo de los parámetros que definen su plasticidad; la colocación del suelo en unos de los grupos definidos indicarà que que participa del conjunto de propiedades mecánicas e hidráulicas de ese grupo. Sistema Unificado de clasificación de suelos El sistema está basado en el de Aeropuertos, que es el mismo con ligeras modificaciones El sistema cubre los suelos gruesos y finos, distinguiendo ambos por la malla 200 Un suelo se considera grueso si más del 50% de sus partículas son gruesas Un suelo se considera fino, si más del 50% de sus partículas son finas  Comportamiento de Suelos Suelos grueso,. El símbolo de cada grupo está formado por la letra mayúscula que son las iniciales de los nombres ingleses de los suelos más típicos de ese grupo Comportamiento de Suelos Comportamiento de Suelos Comportamiento de Suelos Comportamiento de Suelos Comportamiento de Suelos Comportamiento de Suelos Comportamiento de Suelos Comportamiento de Suelos Comportamiento de Suelos Comportamiento de Suelos Comportamiento de Suelos Comportamiento de Suelos Comportamiento de Suelos Comportamiento de Suelos Comportamiento de Suelos Comportamiento de Suelos Comportamiento de Suelos