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GEOLOGIA y GEOTECNIA

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GEOLOGIA Y GEOTECNIA

2016(5ta edición)

PROPIEDADES INDICE

PLASTICIDAD

Dra.Ing. Silvia Angelone

PROPIEDADES INDICE

AIREm Va

Muestra de suelo Modelo de Tres Fases

AIRE

AGUA

SOLIDO

mt Vt

ma

mw

ms

VaVw

Vs


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PROPIEDADES INDICE

Relaciones Volumétricas:

e: relación de vacíos VsVv

e TV

Vv

e1e

:porosidad

Dr: densidad relativa o compacidad

Sr: grado de saturación

a: contenido de aire

minmax

maxrr ee

eeCD

Dr (arenas)(%)

Estado

Vr V

VS

V

a

VV

a

( )

0-15 Muy suelta

15-50 Suelta

50-70 Mediamente Densa

70-85 Densa

85-100 Muy Densa1aSr

PROPIEDADES INDICE

Relaciones Gravimétricas:

:contenido de humedadw

mm

sG

G: densidad relativa de los sólidos

s: peso específico del sólido

h: peso específico húmedo

d: peso específico seco

gVm

S

ss

sm

d: peso específico seco

sat: peso específico saturado

´: peso específico sumergido

gVm

T


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Densidad relativa de los sólidos del suelo - G

Mineral Densidad relativade los sólidos (G)

Cuarzo 2 65SOLIDOm V Cuarzo 2.65

Feldespatos 2.54 ‐ 2.76

Mica 2.76 ‐ 3.20

Calcita 2.71

Hematita 5.20

SOLIDOms Vs

S

ss V

m

Yeso 2.32

Caolinita 2.62‐ 2.66

Illita 2.60 ‐2.86

Motmorillonita 2.75 – 2.78

sG

PROPIEDADESINDICE

AIREAGUA

SOLIDOmt Vt

ma

mw

ms

VaVw

Vs

DEPENDEN DE LA

ESTRUCTURA:

VsVve

TVVv

VVVSr

VVVaa

gV

m

T

T VV

NO DEPENDEN DE LA

ESTRUCTURA:g

V

m

S

ss

sGs

w

m

m


4

PROPIEDADES INDICE que se determinan en el laboratorioa través de ensayos

mshsGwmg

V

m

T

shh

sGs

w

m

Las restantes se calculan a partir de ellas

GG

1h

d eGSr

1G

ed

DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD

sm

m

DATOS DE LABORATORIO:

• msh + recipiente se seca a horno a 105 ± 5 ºC

• ms + recipiente

• m recipiente

RESULTADOSRESULTADOS:

• (msh + recipiente) - (m s + recipiente) = mw

• (m s + recipiente) - (m recipiente) = ms


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DETERMINACIÓN DE DENSIDADES

gV

m

T

shh

T

•DETERMINACIÓN DE PESOS

•DETERMINACIÓN DE VOLUMENES•en laboratorio

GeometríaI ió iInmersión en agua o mercurio

• in situToma de muestraCono de arenaVolumenómetroNucleodensímetro

VOLUMEMES IN SITU


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Densidad y humedad in situ con “Nucleodensímetro”

Ensayo no destructivo:

El empleo de isótopos radioactivos, ibilit di l d id d lposibilita 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 lgravedad específica de la masa de cualquier material compuesto por partículas pequeñas cuya peso específico relativo sea pmayor que 1.00.


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Densidad relativa de los sólidos del sueloEl método de trabajo del laboratorio para determinar

la Peso específico relativo es un método indirectoporque para medir el volumen del suelo se mide elporque para medir el volumen del suelo se mide el

volumen del agua que este desplaza.

C20agua

EnsayoT

zadaaguadespla

suelo

m

mG

sueloaguamatrazsueloaguamatraz

suelo

mmm

mG

C20aguag p

ESTADO SOLIDO (%)

ESTADOS DE CONSISTENCIA

ESTADO LIQUIDOESTADO SOLIDO

LP LLLCIP

Sólido Semisólido Plástico Líquido

LIMITES DE ATTERBERG:

son límites arbitrarios entre los diferentes estados


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LIMITES DE ATTERBERG

LIMITES DE ATTERBERG:

• Son límites arbitrarios entre los diferentes estados de i iconsistencia

• 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)


Fuente: Formación de Suelos- Ing. Leoni


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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 elunirse 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 :n es la humedad correspondiente a N golpes

= 6.9° tan = 0.121

tan

25

NLL n 25

n


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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 ATTERBERGLIMITE 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 volumen

10

20

30

40

50

Vol

umen

0

10

0 LC w

Contenido de humedad (%)

V


11

LIMITE DE CONTRACCION

LIMITE DE CONTRACCION

10

20

30

40

50

Vol

umen

0

0 LC w

Contenido de humedad (%)


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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 rígida

La Actividad de las arcillas de acuerdo con s/Skempton A. (1953) se define como:

Cálculo de la Actividad Superficial de las Arcillas

arcilla%

IPA

dondeIP es el índice de plasticidad% arcilla es el porcentajes de partículas menores a 2 micrones


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Potencial de expansión en las arcillas en función de acuerdo a normas colombianas NSR-98

Potencial Expansiv

o

ExpansiónConsolidómetr

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


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• 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

Fuente: Suelos expansivos y colapsables. Ing. A. Sfrisso

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