miércoles, 23 de marzo de 2011

Consistencia, Límites de Atterberg: Limite Líquido, Plástico, de Retracción.

Consistencia significa grado de firmeza y en los suelos coherentes varia desde un estado sólido cuando están secos a un estado liquido 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).

Antes de iniciar cada ensayo, en la muestra de suelo se hace una ranura de determinadas dimensiones con una espátula de goma y se cuenta el número necesario de golpes para que la abertura cierre 1/2”. Los datos se grafican en cada caso y cuando la curva obtenida corta la línea correspondiente, a los 25 golpes se considera este valor como el limite liquido del Suelo. Ver figura 1.6 b.

Para determinar el contenido de humedad de las muestras, estas se pesan primero en su estado natural y luego, después de haberlas secado en estufa a 110ºC, de modo que la diferencia en peso permita conocer la relación porcentual de humedad del suelo.

Como la cohesión del suelo retarda el cierre de la ranura, esta prueba resulta un - índice de la cohesión. Las arcillas arenosas tienen valores bajos del Limite Liquido (alredor de un 20%) por lo cual esta prueba no resulta de importancia en la determinación de la capacidad portante del suelo. Por el contrario, los limos y arcillas evidencian Limites Líquidos del orden de hasta el 80 o el 100%. A la mayoría de los suelos arcillosos en Venezuela corresponde un Limite Liquido del 40 al 60%. Cuando el valor del Limite Liquido es muy elevado, la capacidad portante del suelo es muy baja. Si es del 100% significa que los sólidos del suelo pesan igual que la humedad contenida, y si es del 50%, que los sólidos pesan el doble de la humedad. Usualmente los suelos arcillosos presentan una resistencia al corte en el Limite Liquido de 25 a 30 g/cm^2 


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. 

Es aconsejable por lo tanto adoptar el menor de los valores relativos a la capacidad portante del suelo, a los fines de diseño estructural de las fundaciones, o bien instalar adecuados sistemas de drenaje para limitar el contenido de humedad del suelo. Las arcillas con valores altos de sus Limites Liquido y Plástico se conocen por arcillas - grasas; en caso contrario son arcillas pobres.

Las arcillas grasa se pueden moldear con facilidad aun para bajos contenidos de humedad, mientras que las pobres resultan friables o desmenuzables y e raz6r de que contienen generalmente un gran porcentaje de limos, se las designa por arcil1a limosas.

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:

                                                                                       1.19

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. 

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