Límites de atterberg

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PROYECTO DE GRADO 2012-‐2 Límites de Atterberg

Departamento de Ingeniería Civil & Ambiental Universidad de Los Andes

Asesor de Proyecto de Grado:

Nicolás Estrada Mejía Profesor Asistente Facultad de Ingeniería

Departamento de Ingeniería Civil & Ambiental

Presentado por:

Herman López Gómez Estudiante Pregrado Ingeniería Civil y Ambiental

Código Estudiante: 200812536

Junio 2012

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Tabla de Contenidos

Introducción ... 3

Metodología ... 4

Descripción del ensayo ... 4

Dimensionamiento preliminar ... 6

Resultados ... 9

Ensayo # 1 ... 10

Ensayo # 2 ... 13

Ensayo # 3 ... 15

Ensayo # 4 ... 17

Ensayo # 5 ... 19

Comparación con los límites medidos con el instrumento tradicional ... 20

Conclusiones y perspectivas ... 21

Comportamiento de los Ensayos: ... 21

Humedad y velocidad de evaporación en función del tiempo ... 22

Bibliografía ... 23

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Límites de Atterbeg

Límite Plástico

Introducción

El comportamiento físico y mecánico de los suelos finos y granulares está asociado con cuatro estados en los que se puede encontrar el suelo, los cuales dependen de la humedad contenida por éste. Dichos estados son el estado sólido, semisólido, plástico y líquido, siendo el estado líquido aquel que presenta la mayor humedad.

Los límites de Atterberg, describen la humedad a la cual el suelo presenta la transición entre cada uno de los estados. De esta manera, el límite plástico es la humedad a la cual, durante un proceso de secado, el suelo pasa de un estado plástico a un estado semisólido. De la misma forma, el límite líquido es la humedad del suelo a la cual, durante el mismo proceso de secado, el suelo pasa de un estado líquido a un estado plástico. Éstos límites están entre las propiedades más medidas de los suelo. Esto se realiza con el fin de caracterizarlos y determinar sus distintas propiedades.

Métodos como la Cazuela de Casagrande (AASHTO 89) y el método de Los Rollitos (AASHTO 90), son utilizados para obtener el límite líquido y plástico, respectivamente. Además de éstos dos métodos, el método del penetrómetro de cono, que permite encontrar los valores para ambos límites, esta empezando a popularizarse debido al uso que se le ha dado en países europeos y asiáticos.

Los métodos tradiciones para hallar el límite líquido y el límite plástico presentan dos principales problemas. El primero de ellos, es la falta de precisión. Debido a que son procedimientos que requieren de habilidad técnica, la cual se obtiene por experiencia del técnico en la realización del método, pueden presentar resultados erróneos, dependiendo de quién realice el procedimiento. El segundo problema que presentan estos métodos, es que no permiten la visualización de los fenómenos que definen cada uno de los límites.

Al centrase en el límite plástico, con su método de Los Rollitos, es posible evidenciar una subjetividad en el método, al igual que una impresión del resultado ya que éste está en función de la interpretación de la persona que realizó el ensayo. Además, este método no permite la visualización de la transición entre los estados mencionados del suelo.

Es por lo anterior que, con el fin de utilizar propiedades como el límite plástico para caracterizar los suelos finos, es necesario el desarrollo de nuevas metodologías, físicamente bien fundamentadas, que eliminen parcialmente el grado de susceptibilidad presente en los métodos que actualmente se utilizan.

Con base en lo anterior, se han establecido dos principales objetivos que forman la estructura principal del trabajo de grado.

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El primero de dichos objetivos es detallar una nueva metodología aplicada para determinar los límites anteriormente descritos. Dicha metodología debe abarcar y contener lo que la metodologías usadas actualmente no cumplen. Como se mencionó con anterioridad, el principal objetivo de los ensayos a analizar debe ser la visualización de los fenómenos que los límites de Atterberg describen.

El segundo objetivo, es la validación de los resultados obtenidos por dichos métodos, por medio de la comparación de éstos con los resultados obtenidos a través de los métodos de Los rollitos y la Cazuela de Casagrande.

El desarrollo del presente trabajo se basó en ocho (8) pasos con el fin de llegar a los resultados esperados en la obtención del límite plástico de un suelo en especifico, La Caolinita:

• Dimensionamiento del Experimento: Distintos factores influyen en el comportamiento del ensayo a proponer. Como se expone en la sección Descripción del Ensayo, factores como la cantidad de suelo, la cantidad de agua, están establecidas en función del diámetro y el espesor de la mezcla para el desarrollo apropiado del ensayo.

• Consecución de Materiales y construcción del dispositivo experimental: El material utilizado en los ensayos es el Caolín/Caolinita.

• Ensayos con la metodología propuesta: Dentro de la sección Descripción y Dimensionamiento del Ensayo, se estipulan las dimensiones y cantidades de material utilizadas para cada uno de los ensayos.

• Validación de la metodología propuesta: El análisis de los resultados obtenidos, junto con gráficas que muestra el comportamiento del ensayo son expuestos en la sección de Resultados. De la misma manera, el análisis comparativo entre los limites obtenidos en el ensayo propuesto y los resultados obtenidos del Laboratorio de la Universidad de los Andes se exponen en la sección 2.4 Comparación con los Límites medidos con el instrumento tradicional.

Metodología

Descripción del ensayo

Como la definición lo indica, lo límites de Atterberg describen la humedad a la cual un suelo cambia de estado. Por esta razón, el ensayo se basa en un proceso de secado durante el cuál se mide la humedad para definir el punto exacto de dicho cambio de estado. Para todos los ensayos, se utilizó un recipiente circular dentro del cual se realizó la mezcla (agua-‐suelo). Con el fin de que se presentara una

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condiciones ambientales dentro del laboratorio. Debido a la lentitud del proceso de evaporación, unos ventiladores fueron posicionados cerca de la mezcla, generando una corriente de aire que alejaba la humedad cercana al recipiente, generando así una mayor tasa de evaporación. Se tenia especial cuidado en no posicionar la corriente de aire directamente sobre la mezcla, ya que esto generaría un secado superficial de la mezcla, creando una “costra” encima de la mezcla.

Un registro continuo del secado de la muestra fue realizado, intentando documentar el momento exacto de la aparición de la primera grieta en el suelo. Dicha grieta esta relacionada con el límite plástico, ya que se puede definir como el momento en el cual el suelo ha perdido una cantidad de agua importante, y éste no está en capacidad de aceptar cargas sin sufrir una deformación permanente o una fractura. La primera grieta indica el momento en el cual el suelo sale del estado plástico y entra en un estado semisólido. A partir de este momento, las grietas comienzan a aparecer a través de toda la superficie del suelo a medida que la cantidad de agua va disminuyendo.

La ilustración 2 muestra de manera general, una aproximación a la manera como se generan las grietas. L.E. Vallejo detalla la evolución e interconectividad de las grietas en suelo arcillosos (como la caolinita) como resultado de altas temperaturas en su trabajo Fractal Analysis of temperature-‐induced cracking in clays and rocks.

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Dimensionamiento preliminar

El dimensionamiento preliminar del ensayo se basó en las siguientes suposiciones:

• Se supone una velocidad de evaporación de 1 gramo por cada hora transcurrida de secado.

• Se asumió un limite líquido igual al 80%.

• La humedad inicial del suelo se estipuló como 1.2 el límite líquido. • El espesor de la mezcla es 𝛿= 5 𝑚𝑖𝑙í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠 5.

• El recipiente de secado es circular. • Precisión del 1%

Con base en lo estipulado anteriormente, las dimensiones del recipiente se determinaron de la siguiente manera.

1. 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛_!"!#$ =𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛°

!!!+𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛!"#$%

2. 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛!"!#$ =𝐴𝑟𝑒𝑎∗𝛿

Al igualar las ecuaciones 1 y 2 , se obtiene que:

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3. 𝐴𝑟𝑒𝑎∗𝛿= 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛°

!!! +𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛!"#$%

El volumen de agua y el volumen de suelo están determinados por la densidad del agua

4. 𝑉_!_!! =!°!!! !!!!

5. 𝑉!"#$% = _! !!"#$% !"#$%∗!!_!!

Utilizando las suposiciones 3 y 4 del dimensionamiento preliminar:

6. 𝜔_! =1.2 𝜔_! = 1.2∗80% 7. 𝜔_! = !°!!!

!!"#$%

Al igualar las ecuaciones 6 y 7, se obtiene la ecuación 8 que muestra la relación entre el peso del agua y el peso del suelo.

8. !°!_!!

!!"#$% = 1.2∗80%

Al reemplazar la ecuación 8 dentro de la ecuación 4, se obtiene el volumen del agua en función del peso del suelo.

9. 𝑉_!!_! = !.!∗!"%∗!!"#$%_! !!!

Las ecuaciones 5 y 9 son reemplazadas en la ecuación 3, con el fin de obtener el área, en función del espesor, y del volumen y propiedades del suelo.

10.𝐴𝑟𝑒𝑎∗𝛿= !.!∗!"%∗!!"#$%_! !!! +

!!"#$%

!!"#$%∗!!!!

Con base en la estipulación de la precisión igual al 1%, se encuentra una cantidad de suelo para la determinación del área. De esta manera, por cada gramo que se evapora de agua, se busca tener una precisión del 1%, generando así un dimensionamiento apropiado que no conlleve a precisiones mucho mayores innecesarias.

𝜔 = 𝑊!

𝑊_!"#$%

∆𝜔 = ∆𝑊!

𝑊_!"#$%

1%=1 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠

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𝑊_!"#$% =100 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠

Con base en la suposición del espesor de la mezcla, se procede al cálculo del área del recipiente.

𝐴 = 1

𝛿

1.2∗80%∗𝑊_!"#$%

𝜌_!_!! +

𝑊_!"#$%

𝐺_!"#$% ∗𝜌_!_!_!

𝐴= 1 0.005 𝑚

1.2∗80%∗100 𝑔 1´000,000 _𝑚𝑔_! +

100 𝑔

2.7∗1´000,000 _𝑚𝑔_!

𝐴 = 100 𝑔

0.005 𝑚 ∗1´000,000 _𝑚𝑔_! 1.2∗80%+

1

2.7

11.𝐴= 0.0266 𝑚!

12.𝐴= 𝜋∗𝑟!

Con base en la utilización de un recipiente circular, se igualan las ecuaciones 11 y 12 para encontrar el radio del pre dimensionamiento.

𝑅𝑎𝑑𝑖𝑜 = 0.09 𝑚 ≈0.10 𝑚 =10 𝑐𝑚

Para la determinación de la cantidad de suelo, se parte de lo anterior, despejando Wsuelo.

𝐴 = 1 𝛿

1.2∗80%∗𝑊_!"#$% 𝜌_!_!_! +

𝑊_!"#$%

𝐺_!"#$% ∗𝜌_!_!_!

Despejando para W suelo

𝑊_!"#$% =118.01 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠

Utilizando la ecuación 8 se encuentra el peso del agua

𝑊°

!!! =113.3 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠

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Resultados

Cinco ensayos fueron realizados con el fin de encontrar el límite plástico. Por medio tablas y graficas que detallan el comportamiento de los ensayos, los resultados son expuestos de la siguiente manera:

Cada ensayo se encuentra expuesto por separado, exponiendo:

• Pesos iniciales del ensayo.

o Cantidad de Agua (gramos) o Cantidad de Suelo (gramos) o Peso del recipiente (gramos)

• Comportamiento del ensayo.

o Tiempo transcurrido en el ensayo

o Peso total medido (Recipiente, agua y suelo) o Peso de la mezcla (Agua y suelo)

o Peso del Agua

o Humedad

• Humedad en función del tiempo.

o Muestra el comportamiento de la evaporación del agua en función del tiempo transcurrido del ensayo

o Detalle dentro de la gráfica del momento de la aparición de la primera grieta.

• Velocidad de evaporación en función del tiempo.

o Detalla la velocidad a la cual se está evaporando el agua en un instante especifico del ensayo.

• Imágenes iniciales e intermedias del ensayo. En algunos casos, se muestran imágenes finales. La imagen intermedia se define como aquella en la cual se muestra la aparición de la primera grieta.

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Ensayo # 1

Comportamiento del ensayo

Como se puede evidenciar, el primer ensayo abarcó una gran cantidad de mediciones, incluso después de la aparición de la primera grieta, con el fin de documentar la evaporación hasta un 30% de humedad. LA primera grieta apareció a las 13 horas con 59 minutos de haber comenzado el ensayo, a una humedad del 53%. Cabe aclarar que para este ensayo, distintas pruebas se realizaron con los ventiladores. LA primera parte del ensayo, se utilizo solo un ventilador, después de las cuatro horas, fue posicionado otro ventilador, el cual aceleró el secado.

Tabla 1 Límite Plástico Ensayo #1 Tabla 2 Comportamiento Ensayo Límite Plástico Ensayo #1

Tiempo de  Prueba Peso  Medido (g) Peso  Mezcla (g) Peso Agua  (g) Humedad 0 428.16 230.95 112.88 96% 0:30 427.27 230.06 111.99 95% 1:00 425.66 228.45 110.38 94% 1:30 424.31 227.1 109.03 93% 2:00 422.72 225.51 107.44 91% 2:30 421.55 224.34 106.27 90% 3:00 419.95 222.74 104.67 89% 3:30 417.4 220.19 102.12 87% 4:00 414.9 217.69 99.62 85% 5:00 408.7 211.49 93.42 80% 6:00 402.94 205.73 87.66 75% 7:00 398.51 201.3 83.23 71% 8:00 392.87 195.66 77.59 66% 11:40 384.3 187.09 69.02 59% 12:27 382.39 185.18 67.11 57% 13:59 377.68 180.47 62.40 53% 14:30 375.86 178.65 60.58 52% 15:30 372.93 175.72 57.65 49% 16:34 370.19 172.98 54.91 47% 17:26 366.56 169.35 51.28 44% 17:54 364.22 167.01 48.94 42% 18:24 362.25 165.04 46.97 40% 18:54 360.58 163.37 45.30 39% 19:24 359.39 162.18 44.11 38% 19:54 357.68 160.47 42.40 36% 20:24 355.82 158.61 40.54 35% 20:54 354.37 157.16 39.09 34% 21:24 352.97 155.76 37.69 32% 21:54 350.53 153.32 35.25 30%

Ensayo # 1 Límite Plástico Peso Recipiente 197.21 gramos Peso Suelo 118.07 gramos Peso Agua 113.38 gramos Datos Iniciales Límite Plástico  Ensayo 1

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Humedad en función del tiempo

Gráfico 1 Comportamiento de la humedad en función del tiempo

Velocidad de evaporación en función del tiempo

Tabla 3 Velocidad en Función del tiempo

0%  20%  40%  60%  80%  100%  120% 

0.0  5.0  10.0  15.0  20.0  25.0 

% Humedad 

Tiemo Transcurrido (horas) 

% Humedad vs Tiempo Ensayo #1 

0.50 1.78

1.00 3.22

1.50 2.70

2.00 3.18

2.50 2.34

3.00 3.20

3.50 5.10

4.00 5.00

5.00 6.20

6.00 5.76

7.00 4.43

8.00 5.64

11.67 2.34

12.45 2.44

14.00 3.04

14.50 3.64

15.50 2.93

16.50 2.74

17.43 3.89

17.90 5.01

18.40 3.94

18.90 3.34

19.40 2.38

19.90 3.42

20.40 3.72

20.90 2.90

21.40 2.80

21.90 4.88

Velocidad de  Evaporación (g/h) Hora de la 

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Imágenes

La ilustración 4 muestra el momento en el cual aparece la primera grieta. Un fenómeno que se repite en todos los ensayos es la aparición de dichas grietas en regiones cercanas al borde del recipiente.

En la ilustración 5, se puede evidenciar una irregularidad en el secado del suelo. Distintas partes pierden humedad mas rápidamente que otras. La razón de este fenómeno es la ubicación de los ventiladores. Dichas regiones del área superficial se ven expuestas a un mayor flujo de aire en comparación con las otras, y esta es la razón por la cual no se genera una secado uniforme.

Ilustración 3: Ensayo 1, Imagen inicial

Ilustración 4: Ensayo 1, Imagen Intermedia

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Ensayo # 2

La gráfica detalla un punto cuadrado, el cual se refiere a la aparición de la primera grieta. La ilustración 7, muestra el momento registrado de la aparición de dicha grieta. Cabe mencionar que la aparición de la primera grieta en este ensayo ocurre sobre el borde del recipiente, y no en regiones cercanas a él, como se mencionó con anterioridad.

0.00%$

20.00%$ 40.00%$ 60.00%$ 80.00%$ 100.00%$ 120.00%$

0$ 2$ 4$ 6$ 8$ 10$ 12$ 14$ 16$

%"

H

um

ed

ad

"

Tiempo"Transcurrido"(hr)"

%"Humedad"vs"Tiempo,"Ensayo"#"2"

Tiempo de 

Prueba Peso (g) Mezcla (g)Peso  Peso Agua (g) Humedad 0 427.86 230.99 112.95 96.2% 0:45 426.24 229.37 111.33 94.8% 2:05 418.23 221.36 103.32 88.0% 3:05 412.46 215.59 97.55 83.1% 4:05 405.89 209.02 90.98 77.5% 5:08 400.95 204.08 86.04 73.4% 6:08 395.37 198.5 80.46 68.6% 7:20 390.26 193.39 75.35 64.3% 8:15 386.46 189.59 71.55 61.1% 9:15 381.35 184.48 66.44 56.8% 10:15 376.12 179.25 61.21 52.3%

10:45 373.75 176.88 58.84 50.3%

11:45 370.21 173.34 55.30 47.3% 12:45 367.14 170.27 52.23 44.7% 14:08 360.33 163.46 45.42 38.9%

Ensayo # 2 Límite Plástico

Peso Recipiente 196.87 gramos

Peso Suelo 118.04 gramos

Peso Agua 113.5 gramos Datos iniciales Límite Plástico 

Ensayo 2

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Tabla 6 Velocidad de Evaporación en función del Tiempo

Imágenes

0.75 6.01 2.08 5.77 3.08 6.57 4.08 4.70 5.13 5.58 6.13 4.26 7.33 4.15 8.25 5.11 9.25 5.23 10.25 4.74 10.75 3.54 11.75 3.07 12.75 4.92 Hora de la 

medición (horas)

Velocidad de  Evaporación (g/h)

Ilustración 6: Ensayo 2, Imagen inicial

Ilustración 7: Ensayo 2, Imagen Intermedia

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Ensayo # 3

0.0%$

20.0%$ 40.0%$ 60.0%$ 80.0%$ 100.0%$ 120.0%$

0$ 2$ 4$ 6$ 8$ 10$ 12$ 14$ 16$ 18$

%"

H

um

ed

ad

"

%"Humedad"vs"Tiempo,"Ensayo"#"3"

Tiempo de 

Prueba Medido (g)Peso  Mezcla (g)Peso  Peso Agua (g) Humedad 0 428.07 230.74 112.67 96.0% 1:55 422.43 225.1 107.03 91.3% 2:55 416.36 219.03 100.96 86.1% 3:55 414.02 216.69 98.62 84.1% 4:58 410.45 213.12 95.05 81.1% 7:11 401.81 204.48 86.41 73.8% 8:05 398.5 201.17 83.1 71.0% 9:05 394.75 197.42 79.35 67.8% 10:05 389.81 192.48 74.41 63.6% 10:35 388.04 190.71 72.64 62.1% 11:35 384.85 187.52 69.45 59.4% 12:35 382.59 185.26 67.19 57.5% 14:05 379.01 181.68 63.61 54.5% 14:20 378.3 180.97 62.9 53.9% 14:35 376.56 179.23 61.16 52.4% 15:30 374.53 177.2 59.13 50.7% 15:45 373.81 176.48 58.41 50.1% 16:50 370.72 173.39 55.32 47.5%

Ensayo # 3 Límite Plástico

Peso Recipiente 197.33 gramos Peso Suelo 118.07 gramos Peso Agua 113.39 gramos

Datos Iniciales Límite Plástico  Ensayo 3

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Tabla 8 Velocidad de Evaporación en función del tiempo

Imágenes

1.92 2.94 2.92 6.07 3.92 2.34 4.97 3.40 7.18 3.90 8.08 3.68 9.08 3.75 10.08 4.94 10.58 3.54 11.58 3.19 12.58 2.26 14.08 2.39 14.33 2.84 14.58 6.96

15.50 2.21

15.75 2.88 16.83 2.85 Hora de la 

medición  (horas)

Velocidad de  Evaporación 

(g/h)

Ilustración 9: Ensayo 3, Imagen Inicial

(17)

Ensayo # 4

0.0%$ 20.0%$ 40.0%$ 60.0%$ 80.0%$ 100.0%$ 120.0%$

0.0$ 2.0$ 4.0$ 6.0$ 8.0$ 10.0$ 12.0$ 14.0$ 16.0$ 18.0$

%"

H

um

ed

ad

"

%"Humedad"vs"Tiempo,"Ensayo"#"4"

Tiempo de 

Prueba Medido (g)Peso  Mezcla (g)Peso  Peso Agua (g) Humedad

0 427.34 230.37 112.27 96.0%

2:52 415.45 218.48 100.38 85.9%

3:52 413.02 216.05 97.95 83.9%

5:12 408.95 211.98 93.88 80.4%

6:52 402.53 205.56 87.46 75.0%

8:12 397.32 200.35 82.25 70.6%

9:22 394.4 197.43 79.33 68.1%

10:06 391.81 194.84 76.74 65.9%

12:24 383.54 186.57 68.47 58.9%

12:47 382.48 185.51 67.41 58.0%

13:17 380.62 183.65 65.55 56.4%

13:32 379.74 182.77 64.67 55.7%

14:02 377.46 180.49 62.39 53.8%

14:32 375.99 179.02 60.92 52.5%

15:02 374.23 177.26 59.16 51.0%

16:02 371.09 174.12 56.02 48.4%

Ensayo #4 Límite Plástico

Peso Suelo 118.10 gramos

Peso Agua 113.38 gramos

Datos Iniciales Límite Plástico  Ensayo 4

Tabla 9 Límite Plástico ensayo 4

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Imágenes

2.87 4.15 3.87 2.43 5.20 3.05 6.87 3.85 8.20 3.91 9.37 2.50 10.10 3.53 12.40 3.60 12.78 2.77 13.28 3.72 13.53 3.52 14.03 4.56 14.53 2.94

15.03 3.52

16.03 3.14

Hora de la  medición  (horas)

Velocidad de  Evaporación 

(g/h)

(19)

Ensayo # 5

0.00%$ 20.00%$ 40.00%$ 60.00%$ 80.00%$ 100.00%$ 120.00%$

0.0$ 2.0$ 4.0$ 6.0$ 8.0$ 10.0$ 12.0$ 14.0$ 16.0$ 18.0$

%"

H

um

ed

ad

"

%"Humedad"vs"Tiempo,"Ensayo"#"5"

Peso Suelo 118050 gramos Peso Agua 113.44 gramos Datos Iniciales Límite Plástico 

Ensayo 5

Tabla 12 Límite Plástico ensayo 5

Tiempo de  Prueba

Peso  Medido (g)

Peso  Mezcla (g)

Peso Agua 

(g) Humedad

0 427.54 230.21 112.16 96.1% 2:53 417.22 219.89 101.84 87.4% 3:53 414.91 217.58 99.53 85.4% 5:13 410.84 213.51 95.46 81.9% 6:53 404.42 207.09 89.04 76.5% 8:13 399.21 201.88 83.83 72.1% 9:23 396.29 198.96 80.91 69.6% 10:07 394.34 197.01 78.96 68.0% 12:26 385.6 188.27 70.22 60.6% 12:48 384.17 186.84 68.79 59.4% 13:18 381.81 184.48 66.43 57.4% 13:33 380.73 183.4 65.35 56.4% 14:03 378.12 180.79 62.74 54.2% 14:33 376.26 178.93 60.88 52.7% 15:03 374.24 176.91 58.86 50.9% 16:03 370.13 172.8 54.75 47.5%

Ensayo #5 Límite Plástico

Tabla 13 Comportamiento Ensayo Límite Plástico Ensayo 5

(20)

Comparación con los límites medidos con el instrumento tradicional

La tabla 14 muestra un resumen de los resultados obtenidos a través del método propuesto. Un promedio de los cinco ensayos fue realizado con el fin de tener un valor final de los ensayos.

Tabla 14 Resultados

Paralelamente, el laboratorio de Ingeniería Civil de la Universidad de los Andes realizó tres ensayos con el fin de obtener el límite plástico del suelo analizado. Los resultados son expuestos en la tabla 15.

2.88 3.58

3.88 2.31

5.22 3.05

6.88 3.85

8.22 3.91

9.38 2.50

10.12 2.66

12.43 3.77

12.80 3.90

13.30 4.72

13.55 4.32

14.05 5.22

14.55 3.72

15.05 4.04

16.05 4.11

Velocidad de  Evaporación (g/h) Hora de la 

medición  (horas)

Resumen' Humedad Ensayo'1 53% Ensayo'2 50.30% Ensayo'3 50.10% Ensayo'4 51% Ensayo'5 50.90% Promedio 51%

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El porcentaje de humedad encontrado por el laboratorio de la universidad de los Andes para el Límite Plástico es de 27%. Dos ensayos, además del anterior, fueron realizados por el mismo laboratorio. La tabla 16 expone dichos resultados.

Tabla 16 Resumen Resultados del Laboratorio

Conclusiones y perspectivas

El análisis de los resultados se realizará según los factores que influenciaros en cada uno de estos para cada ensayo.

Comportamiento de los Ensayos:

Globalmente, los cinco distintos ensayos arrojaron resultados muy similares. Las primeras grietas dentro de la mezcla para cada uno de los ensayos aparecieron alrededor del 51%. La tabla 17 muestra los errores porcentuales de cada ensayo con base en el promedio realizado de los valores encontrados

Tabla 17 Error Porcentual

Esto evidencia que, si se parte del hecho que la humedad a la cual se encuentra el suelo al momento de la aparición de la primera grieta corresponde al límite plástico, el ensayo propuesto fue realizado correctamente, y los resultados varían en gran medida al compararlos con los resultados obtenidos del laboratorio (aproximadamente en un 50%) .

También se puede evidenciar una disminución en el error a medida que se fueron realizando los ensayos, con excepción del ensayo 5. Aunque cabe aclarar que este error porcentual se efectuó tomando el valor promedio de las humedades obtenidas como el valor teórico del límite plástico.

Ensayo'1 27%

Ensayo'2 28%

Ensayo'3 27%

Ensayos'Laboratorio'U.'Andes

Resumen' Error'Porcentual

Ensayo'1 3.80%

Ensayo'2 1.49%

Ensayo'3 1.88%

Ensayo'4 0.12%

(22)

Humedad y velocidad de evaporación en función del tiempo

Al igual que los resultados de la humedad, el comportamiento de los ensayos fue muy similar entre ellos. La tabla 18 muestra la hora del ensayo a la cual aparece la grieta para cada uno de los ensayos.

Tabla 18 Hora del ensayo en la cual aparece la grieta

La velocidad de secado está en función de diferentes factores que no fueron tenidos en cuenta durante la planeación de los ensayos. La humedad del ambiente afecta en gran medida la tasa de evaporación del agua, al igual que el posicionamiento de los ventiladores y la manipulación del recipiente. En el caso del primer ensayo, los ventiladores fueron manipulados en distintos momentos del ensayo. Una primera parte involucró un solo ventilador, lo que generó una evaporación que fue casi duplicada al posicionar el otro ventilador. El resultado obtenido en el ensayo 1 mostró el problema de los posicionamientos de los ventiladores, ya que evidencio que algunas regiones se secaban mas que otras. Con base en lo anterior, los ventiladores durante el segundo ensayo fueron modificados durante todo el transcurso del ensayo. Esto pudo haber generado un mayor flujo de aire sobre la superficie de la mezcla generando así un tiempo menor al momento de la aparición de la mezcla. A partir del 3 ensayo, solo un ventilador fue posicionado por cada ensayo, generando así tiempos mayores. La ilustración 1, muestra el desarrollo de los ensayos 4 y 5, los cuales fueron realizados simultáneamente. Es por eso que las condiciones, al igual que el tiempo de aparición de la primera grieta es muy similar.

Por lo anterior, se recomienda para un próximo ensayo determinar los factores que pueden influenciar en la humedad del ambiente, o por lo menos controlarlos. Esto se puede realizar por medio de una cámara aislada del ambiente, o por medio de un horno. La diferencia con el horno es que se juega con la temperatura, más que con el desplazamiento de la humedad cercana al recipiente (función de los ventiladores).

Ensayos Ensayo'1 Ensayo'2 Ensayo'3 Ensayo'4

Ensayo'5 15:03

Aparicion,de,la,Primera, Grieta,(horas)

13:59 11:45 15:45 15:02

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Bibliografía

Vallejo, L. (2008). Fractal analysis of temperature-‐induced cracking in clays and rocks. Pittsburgh: University of Pittsburgh, USA.

Budhu, M. (2007). Soil Mechanics and Foundations. Arizona: John Wiley & Sonsm Inc.

Sivakumar, V., Glynn, D., Cairns, P., & Black, J. A. (2009). A New Method of Measuring PLastic Limit of Fine Materiales. Queens University, Byrne Looby Partners,

University of Sheffield. Géotechnique.