Ensayo De Indice De Plasticidad En Venezuela

CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN

1.1. Presentación

La tesina a desarrollar es el trabajo final de carrera de la Escuela de Ingenieros

de Caminos, Canales y Puertos de Barcelona y tratará sobre el posible efecto de la

temperatura en el límite líquido de los suelos.

Los límites de Atterberg nos permiten conocer o identificar de forma sencilla

algunas de las propiedades de los suelos. Pero ¿qué pasa con dichas propiedades si el

suelo se encuentra bajo condiciones climáticas extremas? Parece lógico pensar que las

propiedades del suelo experimentarán algún cambio como consecuencia de la

temperatura, y, por tanto, su comportamiento dejará de ser el mismo.

Así pues, se nos planteó la misma incógnita, respecto al posible efecto de la

temperatura en el límite líquido de los suelos. Este interés se vio acentuado al

comprobar el esfuerzo a lo largo de los años por relacionar los límites de Atterberg y, en

particular, el límite líquido con numerosos factores como el ángulo de fricción, el índice

de compresión, el coeficiente de consolidación, el contenido en sales,…Mientras que el

efecto de la temperatura era poco atendido.

En este trabajo no se pretende observar los efectos a temperaturas excesivamente

elevadas, ya que resultaría difícil trabajar con ellas en el laboratorio. Pero sí se pretende

observar los efectos con temperaturas tales que se pudieran producir en la naturaleza

con mayor frecuencia, sin tratarse de situaciones especialmente singulares. Por este

motivo el intervalo de temperatura objeto del estudio abarca desde los 10 ºC hasta los

40 ºC aproximadamente, temperaturas accesibles con el material disponible en el

laboratorio del Departamento de Ingeniería del Terreno (DIT).

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1. INTRODUCCIÓN_________________________________________________________________________________________

1.2. Objetivos

El objetivo de la tesina será comprobar si la temperatura, dentro del rango de

estudio establecido, produce cambios en el límite líquido de los suelos. Para llevar a

cabo dicha investigación, se emplearán tres tipos de suelos, dos de ellos de baja

plasticidad y un tercero de alta plasticidad, los cuales se someterán a numerosos ensayos

con el objetivo de dotar de mayor rigor al estudio.

Así pues, se podrá saber si la consistencia o clasificación del suelo y, en

consecuencia, su comportamiento varían con la temperatura, si es que esta modifica

realmente el límite líquido del suelo en el rango de temperaturas estudiado.

1.3. Límites de Atterberg

1.3.1. Generalidades

Los límites de Atterberg o también llamados límites de consistencia se basan en

el concepto de que los suelos finos, presentes en la naturaleza, pueden encontrarse en

diferentes estados, dependiendo de su propia naturaleza y la cantidad de agua que

contengan. Así, un suelo se puede encontrar en un estado sólido, semisólido, plástico y

líquido o viscoso (ver Fig.1). La arcilla, por ejemplo, si está seca se encuentra muy

suelta o en terrones, añadiendo agua adquiere una consistencia similar a una pasta, y

añadiendo más agua adquiere una consistencia fluida.

L. Retracción L. Plástico L. Líquido

0 w %

100 w %

Fig.1. Límites de Atterberg

Sólido Semi - Sólido Plástico Líquido

El contenido de agua con que se produce el cambio entre estados varía de un

suelo a otro y en mecánica de suelos interesa fundamentalmente conocer el rango de

humedades para el cual el suelo presenta un comportamiento plástico, es decir, acepta

deformaciones sin romperse (plasticidad). Se trata de la propiedad que presentan los

suelos hasta cierto límite.

El método usado para medir estos límites de humedad fue ideado por el

científico sueco Albert Atterberg en el año 1911 [1]. Los límites de Atterberg son

propiedades, valores de humedad de los suelos que se utilizan en la identificación y

clasificación de un suelo.

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_________________________________________________________________________________________1. INTRODUCCIÓN

1.3.2. Utilización práctica de los Límites de Atterberg

En la actualidad, los límites de Atterberg son las determinaciones que con más

asiduidad se practican en los laboratorios de Mecánica del Suelo. Su utilidad deriva de

que, gracias a la experiencia acumulada en miles de determinaciones, es suficiente

conocer sus valores para poderse dar una idea bastante clara del tipo de suelo y sus

propiedades. Como, por otra parte, se trata de determinaciones sencillas y rápidas,

permiten una pronta identificación de los suelos y la selección adecuada de muestras

típicas para ser sometidas a ensayos más complicados.

Los límites de Atterberg pertenecen, junto al análisis granulométrico, al tipo de

ensayos de identificación. Pero, si el análisis granulométrico nos permite conocer la

magnitud cuantitativa de la fracción fina, los límites de Atterberg nos indican su

calidad, completando así el conocimiento del suelo. Frecuentemente se utilizan los

límites directamente en las especificaciones para controlar los suelos a utilizar en

terraplenes.

El índice de plasticidad, que indica la magnitud del intervalo de humedades en

el cual el suelo posee consistencia plástica, y el índice de liquidez, que indica la

proximidad del suelo natural al límite líquido, son características especialmente útiles

del suelo.

Índice de plasticidad :

L P IP = w − w (1)

Índice de liquidez:

L P

n P

w w

w w

IL

−

−

= (2)

donde;

L w = límite líquido

P w = límite plástico

n w = humedad natural

Debe tenerse en cuenta, no obstante, que todos los límites e índices, a excepción

del límite de retracción, se determinan en suelos que han sido amasados para formar una

mezcla uniforme suelo-agua. Este proceso de amasado conduce al ablandamiento de la

masa como consecuencia de la destrucción del ordenamiento de las moléculas bipolares

de agua, a la reorientación de las láminas de arcilla y a la ruptura de la estructura que el

suelo adquiere durante su formación por sedimentación o consolidación. Al cesar el

proceso de amasado, las láminas de arcilla vuelven a orientarse y las moléculas de agua

adquieren ligazón, pero la estructura del suelo no vuelve a ser la misma. Por tanto, habrá

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1. INTRODUCCIÓN_________________________________________________________________________________________

que señalar que los límites no dan indicación alguna sobre la estructura del suelo o de

los enlaces residuales entre partículas que pudieran haberse desarrollado en el terreno

natural.

1.3.3. Plasticidad y límites de consistencia

Albert Atterberg definió como plasticidad la capacidad que tenía un suelo de ser

deformado sin agrietarse, ni producir rebote elástico. A su vez observó que los suelos

arcillosos en condiciones húmedas son plásticos y se vuelven muy duros en condiciones

secas, que los limos no son necesariamente plásticos y se vuelven menos duros con el

secado, y que las arenas son desmenuzables en condiciones sueltas y secas. También

observó que existían arcillas altamente plásticas y otras de baja plasticidad.

Los límites establecidos por Atterberg para diferenciar los distintos estados de

consistencia se deben obtener a partir de la fracción que pasa por el tamiz Nº 40,

descartando la porción retenida.

Fig.2. Trayectoria humedad-volumen de un suelo amasado

La frontera entre el estado sólido y semisólido se llama límite de contracción o

de retracción y se define como la humedad presente al haber añadido agua suficiente

para llenar todos los huecos de una pastilla de suelo seca. Se trata de la humedad

máxima de un suelo para la cual una pérdida de humedad no causa disminución de

volumen de suelo. La frontera entre los estados semisólido y plástico se llama límite

plástico, y se obtiene midiendo el contenido de humedad del suelo cuando comienzan a

agrietarse pequeños cilindros de suelo de 3 mm de diámetro. A la frontera entre el límite

plástico y líquido se le llama límite líquido y se determina midiendo la humedad que

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_________________________________________________________________________________________1. INTRODUCCIÓN

contiene el suelo cuando con 25 golpes se cierra una ranura de 13 mm de longitud

mediante un aparato normalizado (ver Fig.2).

Atterberg encontró que la diferencia entre el límite líquido y el límite plástico,

denominado índice de plasticidad (IP), representaba una medida satisfactoria del grado

de plasticidad de un suelo. Luego sugirió que estos dos límites sirvieran de base en la

clasificación de los suelos plásticos. Acorde al valor del índice de plasticidad, distinguió

los siguientes materiales.

• Suelos desmenuzables (IP<1)

• Suelos débilmente plásticos (1<IP<7)

• Suelos medianamente plásticos (7<IP<15)

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