GEOLOGIA Y GEOTECNIA
2016
(5ta edición)
PROPIEDADES INDICE
PLASTICIDAD
Dra.Ing. Silvia Angelone
PROPIEDADES INDICE
AIRE
m Va
Muestra de suelo Modelo de Tres Fases
AIRE AGUA SOLIDO mt Vt ma mw ms Va Vw Vs
PROPIEDADES INDICE
Relaciones Volumétricas:
e: relación de vacíos Vs Vv e T V Vv e 1 e :porosidadDr: densidad relativa o compacidad Sr: grado de saturación a: contenido de aire min max max r r e e e e C D Dr (arenas) (%) Estado V r V V S V a V V a ( ) 0-15 Muy suelta 15-50 Suelta 50-70 Mediamente Densa 70-85 Densa 85-100 Muy Densa 1 a Sr
PROPIEDADES INDICE
Relaciones Gravimétricas
: :contenido de humedad wm
m
sG
G:densidad relativa de los sólidos
s: peso específico del sólido
h: peso específico húmedo
d: peso específico secog
V
m
S s s
sm
d: peso específico seco
sat: peso específico saturado
´: peso específico sumergidog
V
m
T
Densidad relativa de los sólidos del suelo - G
Mineral
Densidad
relativa
de
los
sólidos
(G)
Cuarzo 2 65 SOLIDO m V Cuarzo 2.65 Feldespatos 2.54 ‐2.76 Mica 2.76 ‐3.20 Calcita 2.71 Hematita 5.20 SOLIDO ms Vs S s s V m
Yeso 2.32 Caolinita 2.62‐2.66 Illita 2.60 ‐2.86 Motmorillonita 2.75 – 2.78
sG
PROPIEDADES
INDICE
AGUAAIRESOLIDO mt Vt ma mw ms Va Vw Vs DEPENDEN DE LA ESTRUCTURA: Vs Vv e T V Vv V V V Sr V V Va a
V
g
m
T
T VV NODEPENDEN DE LA ESTRUCTURA: g V m S s s s G s wm
m
PROPIEDADES INDICE
que se determinan en el laboratorio
a través de ensayos
m
sh
s
G
wm
g
V
m
T sh h
s
G
s wm
Las restantes se calculan a partir de ellas
G
G
1
h
d
e
G
1
S
r
e
G
d
DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD
s
m
m
DATOS DE LABORATORIO:•msh + recipiente se seca a horno a 105 ± 5 ºC
•ms + recipiente •m recipiente RESULTADOS RESULTADOS: •(msh + recipiente) - (m s + recipiente) = mw •(m s + recipiente) - (m recipiente) = ms
DETERMINACIÓN DE DENSIDADES
g
V
m
T
sh
h
T
•DETERMINACIÓN DE PESOS •DETERMINACIÓN DE VOLUMENES •en laboratorio Geometría I ió iInmersión en agua o mercurio
•in situ Toma de muestra Cono de arena Volumenómetro Nucleodensímetro
VOLUMEMES IN SITU
Densidad y humedad in situ con
“Nucleodensímetro”
Ensayo no destructivo:
El empleo de isótopos radioactivos, ibilit di l d id d l posibilita medir la densidad y la humedad en forma muy rápida y precisa
Densidad relativa de los sólidos del suelo
(Gravedad específica)
Se determina el método
general de obtención de la
d d
ífi
d l
gravedad específica de la
masa de cualquier material
compuesto por partículas
pequeñas cuya peso
específico relativo sea
p
mayor que 1.00.
Densidad relativa de los sólidos del suelo
El método de trabajo del laboratorio para determinar
la Peso específico relativo es un
método indirecto
porque para medir el volumen del suelo se mide el
porque para medir el volumen del suelo se mide el
volumen del agua que este desplaza.
C 20 agua Ensayo T
zada aguadespla suelom
m
G
suelo agua matraz suelo agua matraz suelom
m
m
m
G
C 20 agua
g p ESTADO SOLIDO
(%)
ESTADOS DE CONSISTENCIA
ESTADO LIQUIDO ESTADO SOLIDOLP
LL
LC
IP
Sólido Semisólido Plástico Líquido
LIMITES DE ATTERBERG:
LIMITES DE ATTERBERG
LIMITES DE ATTERBERG:
•
Son límites arbitrarios entre los diferentes estados de
i
i
consistencia
•
Se realizan con la parte fina de los suelos
•
Fracción que pasa el tamiz IRAM Nº 40 (420
m)
•
Los más usados son:
•
Límite líquido (LL o
L)
•
Límite plástico (LP o
P)
•
Límite de contracción (LC o
C)
LIMITES DE ATTERBERG
•
LIMITE LIQUIDO(LL): es el contenido de humedad entre los estados de consistencia plástico y líquido.•
Y es el contenido de humedad para el cual 2 secciones de una pasta de suelo, alcanzan a unirse en 12 mm al cabo de 25 golpes en el unirse en 12 mm al cabo de 25 golpes en el Cascador de Casagrande 10 20 30 40 w ( % ) LL 0 10 100 Número de golpes•Indice de fluencia: If =w / log N
25
LIMITES DE ATTERBERG
•
LIMITE LIQUIDO(LL): es el contenido de humedad entre los estados de consistencia plástico y líquido.•
Para N entre 20 y 30 golpes, con un solo ensayo se puede estimar el LL, donde :nes la humedad correspondiente a N golpes = 6.9° tan= 0.121
tan25
N
LL
n25
nLIMITES DE ATTERBERG
LIMITE PLASTICO:
•
es el contenido de humedad entre los estados de consistencia plástico y semisólido•
es el contenido de humedad para el cual el suelo comienza a agrietarse•
es el contenido de humedad para el cual el suelo comienza a agrietarse cuando es amasado en cilindros de 3 mm de diámetro.LIMITES DE ATTERBERG
LIMITE DE CONTRACCION:
•
es el contenido de humedad entre los estados de consistencia semisólido y sólido•
es el contenido de humedad por debajo del cual una pérdida de humedad no trae aparejado un cambio de volumen10 20 30 40 50 V ol um en 0 10 0 LC w V
LIMITE DE CONTRACCION
LIMITE DE CONTRACCION
10 20 30 40 50 Vol u m en 0 0 LC w Contenido de humedad (%)LIMITES DE ATTERBERG
Indice Plástico IP = LL - LP Indice de liquidez : IL = (w - LP) / IP W > LL --- IL >1 ---- masa viscosa IL < 0 --- no se puede amasar Consistencia relativa: CR = (LL- w) / IP 0.50 < CR < 0.75 consistencia media 0.75 < CR < 1 consistencia rígidaLa Actividad de las arcillas de acuerdo con s/Skempton A. (1953) se define como:
Cálculo de la Actividad Superficial de las Arcillas
arcilla
%
IP
A
donde IP es elíndice de plasticidadPotencial de expansión en las arcillas en función de acuerdo a normas colombianas NSR-98
Potencial Expansiv o Expansión Consolidómetr o LL (%) LC (%) IP (%) Partículas < 1 (%) Muy Alto > 30 > 63 < 10 > 32 > 37 Alto 20 - 30 50 - 63 6 - 12 23 - 45 18 - 37 Medio 10 - 20 39 - 50 8 -18 12 – 34 12 - 37 Bajo < 10 < 39 > 13 < 20 < 17
• Los suelos expansivos reducen su volumen cuando se reduce su humedad
• Los suelos colapsables reducen su volumen cuando aumenta su
h d d
¿CÓMO DISTINGUIR SUELOS EXPANSIVOS DE COLAPSABLES?
humedad
• La manifestación exterior puede ser similar
• El límite líquido permite distinguirlos
Suelos Expansivo LL > 50 % y ωsat << LL
Suelos Colapsable LL < 35% y ωsat ≅LL