“Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación”

´´UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES”

INGENIERIA CIVIL VII

ALUMNOS:

PAREDES RAMIREZ, Gilmer

CATEDRATICO:

Ing. Herbert Ñaurima Ortega

U. E. C.: GEOTECNIA

PLASTICIDAD Y CLASIFICACION DE SUELOS

LA MERCED 2015

I. DEDICATORIA

Este trabajo está dedicado a nuestros padres y a todas aquellas personas que nos inspiran confianza, seguridad y que día a día están siempre apoyándonos en todas nuestras decisiones.

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II. INTRODUCCIÓN

La plasticidad proviene del vocablo plástica término el cual fue

asignado por los hombres que se dedicaban a trabajar la cerámica

pero en la actualidad en mecánica de suelos se les dio gracias a

que cambien el contenido de agua al ser moldeados adquiriendo

una consistencia y característica.

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III. INDICE

I. DEDICATORIA

II. INTRODUCCIÓN

III. INDICE

PLASTICIDAD.........................................................................................................................5

SUCS.....................................................................................................................................8

AASHTO..............................................................................................................................11

IV. CONCLUSIÓN 6

V. BIBLIOGRÁFIA 7

PLASTICIDAD.

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La plasticidad es atribuible al contenido de partículas escamosas de tamaño coloidal presentes en los suelos. Las partículas escamosas además son responsables de la alta compresibilidad y la baja permeabilidad de los suelos.

En relación con la plasticidad de los suelos, durante un proceso de deformación, el volumen de una arcilla permanece constante. Por el contrario el volumen de una arena cambia continuamente durante el mismo. Si se intenta deformar una masa de arena húmeda rápidamente, esta se desagrega (la arena es friable). En virtud de esto, puede definirse la plasticidad como la propiedad de un material que permite resistir deformaciones rápidas, sin cambiar de volumen y sin agrietarse ni desagregarse.

Las investigaciones de Goldschmidt abordaron a la hipótesis que considera que las partículas escamosas actúan como condensadores, qué orientan las moléculas de agua distintamente en forma bipolar. El campo eléctrico que rodea cada partícula influencia muchas moléculas de agua. Las propiedades del bajo campo eléctrico del agua cambian en semejante magnitud que puede llamarse apropiadamente, como sugirió Terzaghi, "solidificación del agua".

Las primeras capas de moléculas de agua cercanas a la superficie sólida, están particularmente ligadas tan fuertemente que no se pueden mover en absoluto. Goldschmidt supone que el espesor relativamente grande de la capa de agua influenciada por el campo eléctrico de una partícula es responsable de la plasticidad.

Si la hipótesis de Goldschmidt es correcta, otros líquidos que tengan moléculas bipolares también deberían producir plasticidad si se mezclaran con arcilla en polvo, mientras que líquidos con moléculas mono-polares no deberían producir este efecto.

Los experimentos de Atterberg demostraron que el cuarzo molido de tamaño menor de 2 micrones no presenta plasticidad en absoluto, mientras que la mica molida del mismo tamaño, presenta cierta plasticidad que se incrementa con el decrecimiento del tamaño de los granos. Este hecho muestra la influencia de las partículas escamosas en la plasticidad de los suelos.

Casagrande (1938) sugirió que el responsable de la plasticidad de los suelos es el agua de adsorción, cuya viscosidad es semejante a la de una goma líquida.

La plasticidad de una arcilla es consecuencia de varios parámetros: la morfología; la cual es generalmente laminar, el tamaño extremadamente pequeño que aumenta el área superficial, la capacidad de hinchamiento que se asocia a la cantidad de deficiencia de carga de la estructura de la arcilla que controla la habilidad de ella de atraer iones y agua (también asociado a la

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capacidad de intercambio catiónico).

La plasticidad de un suelo es controlada por el contenido de minerales arcillosos: el tipo de mineral y la cantidad presente.

En mecánica de suelos se define la plasticidad como la propiedad de un material por la cual es capaz de soportar deformaciones rápidas, sin rebote elástico, sin variación volumétrica apreciable y sin desmoronarse ni agrietarse.

Plasticidad en los Suelos

La plasticidad es la propiedad que expresa la magnitud de las fuerzas de las películas de agua dentro del suelo ya que éstas permiten que el suelo sea moldeado sin romperse hasta un determinado punto. Es el efecto resultante de una presión y una deformación.

La magnitud de la deformación que puede soportar un suelo con un determinado contenido de humedad está dada por la distancia que las partículas pueden moverse sin perder su cohesión. La presión que se requiere para producir una deformación específica es un índice de la magnitud de las fuerzas de cohesión que mantienen las partículas juntas. Estas fuerzas varían con el espesor de las películas de agua entre partículas. Puesto que la deformación total que puede ser producida varía con el tamaño y forma de las partículas, es evidente que la superficie total presente determina el número de películas de agua contribuyentes a la cohesión.

El fenómeno de plasticidad en los suelos puede explicarse de la siguiente manera: Las partículas coloidales en un suelo a bajos contenidos de humedad están probablemente desordenadas.

Figura 1. Teoría de la Película de Agua.

Las partículas de un suelo se recubren por una película de agua adsorbida, cuando el porcentaje de humedad en el sistema aumenta. La fuerza de

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adhesión del agua sobre la superficie de la partícula varía con el tipo de coloide.

Figura 2. Tipos de Agua en el Suelo.

Cuando el contenido de humedad es suficiente para alcanzar el límite inferior de plasticidad, las partículas se orientan cuando se les aplica una presión La tensión de estas películas de agua adsorbidas mantiene juntas las partículas adyacentes.

Cuando la presión se incrementa por encima de la tensión de estas películas que mantienen unidas las partículas, éstas se deslizan unas sobre otras Después que la presión cesa, las partículas no retoman su posición original porque están unidas en sus nuevas posiciones por la tensión de las películas húmedas

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El Sistema Unificado de CLASIFICACION DE SUELOS (SUCS).

Es un sistema de clasificación de suelos usado en ingeniería y geología para describir la textura y el tamaño de las partículas de un suelo. Este sistema de clasificación puede ser aplicado a la mayoría de los materiales sin consolidar y se representa mediante un símbolo con dos letras. Cada letra es descrita debajo. Para clasificar el suelo hay que realizar previamente una granulometría del suelo mediante tamizado u otros.

Si el suelo tiene entre un 5-12% de finos, pasantes del tamiz #200 se considera que ambas distribuciones de granos tienen un efecto significativo para las propiedades ingenieriles del material. Estaríamos hablando por ejemplo de gravas bien graduadas pero con limos. En esos casos se recomienda usar doble notación, por ejemplo: GW-GM correspondiente a "grava bien graduada" y "grava con limo"

Si el suelo tiene más del 15% del peso retenido por el tamiz #4 (R#4 > 15%), hay una cantidad significativa de grava, y al sufijo "con grava" se le puede añadir el nombre del grupo, pero el símbolo del grupo no cambia. Por ejemplo, SP-SM con grava se refiere a "Arena pobremente graduada con limo y grava".

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Divisiones mayoresSímbolo

del grupo

Nombre del grupo

Suelos granulares gruesos más del

50% retenido

en el tamiz nº200 (0.075 mm)

Grava > 50% de la fracción

gruesa retenida en el

tamiz nº4 (4.75 mm)

grava limpia menos del 5% pasa el tamiz nº200

GWgrava bien gradada, grava

fina a gruesa

GP grava pobremente gradada

grava con más de 12%

de finos pasantes

del tamiz nº 200

GM grava limosa

GC grava arcillosa

Arena ≥ 50% de fracción gruesa que

pasa el tamiz nº4

Arena limpiaSW

Arena bien gradada, arena fina a gruesa.

SP Arena pobremente gradada

Arena con más de 12%

de finos pasantes

del tamiz nº 200

SM Arena limosa

SC Arena arcillosa

Suelos de grano fino más del

50% pasa el tamiz No.200

limos y arcillas límite líquido <

50

inorgánicoML limo

CL arcilla

orgánico OLLimo orgánico, arcilla

orgánica

limo y arcilla límite líquido ≥

50

inorgánicoMH

limo de alta plasticidad, limoelástico

CH Arcilla de alta plasticidad

orgánico OHArcilla orgánica, Limo

orgánico

Suelos altamente orgánicos Pt turba

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GRÁFICA DE PLASTICIDAD DE SUCS

American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO).

Estudia el comportamiento de estructuras de pavimento de espesores. Bajo cargas móviles de magnitudes y frecuencias, por medio de los efectos del medio ambiente.

La American Associattion of State Highway Officials adoptó este sistema de clasificación de suelos (AASHTO M 145), tras varias revisiones del sistema adoptado por el Bureau of Public Roads de Estados Unidos, en el que los suelos se agrupan en función de su comportamiento como capa de soporte o asiento del firme. Es el sistema más utilizado en la clasificación de suelos en carreteras.

En esta clasificación los suelos se clasifican en siete grupos (A-1, A-2,…, A-7), según su granulometría y plasticidad. Más concretamente, en función del porcentaje que pasa por los tamices nº 200, 40 y 10, y de los Límites de Atterberg de la fracción que pasa por el tamiz nº 40. Estos siete grupos se corresponden a dos grandes categorías de suelos, suelos granulares (con no más del 35% que pasa por el tamiz nº 200) y suelos limo-arcillosos (más del 35% que pasa por el tamiz nº 200).

La categoría de los suelos granulares; gravas, arenas y zahorras; está compuesta por los grupos A-1, A-2 y A-3, y su comportamiento en explanadas es, en general, de bueno a excelente, salvo los subgrupos A-2-6 y A-2-7, que se comportan como los suelos arcillosos debido a la alta plasticidad de los finos que contiene, siempre que el porcentaje de estos supere el 15%. Los grupos incluidos por los suelos granulares son los siguientes:

- A-1: Corresponde a una mezcla bien graduada de gravas, arenas (gruesa y fina) y finos no plásticos o muy plásticos. También se incluyen en este grupo las mezclas bien graduadas de gravas y arenas sin finos.

- A-1-a: Incluye los suelos con predominio de gravas, con o sin material fino bien graduado

- A-1-b: Incluye suelos constituidos principalmente por arenas gruesas, con o sin material fino bien graduado.

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- A-3: Corresponde, típicamente, a suelos constituidos por arena fina de playa o de duna, de origen eólico, sin finos limosos o arcillosos o con una pequeña cantidad de limo no plástico. También incluyen este grupo, los depósitos fluviales de arena fina mal graduada con pequeñas cantidades de arena gruesa o grava.

- A-2: Este grupo comprende a todos los suelos que contienen un 35% o menos de material que pasa por el tamiz nº 200 y que no pueden ser clasificados en los grupos A-1 y A-3, debido a que el porcentaje de finos o la plasticidad de estos (o ambas cosas) están por encima de los límites fijados para dichos grupos. Por todo esto, este grupo contiene una gran variedad de suelos granulares que estarán entre los correspondientes a los grupos A-1 y A-3 y a los grupos A-4, A-5, A-6 y A-7.

- A-2-4 y A-2-5: En estos subgrupos se incluyen los suelos que contienen un 35% o menos de material que pasa por el tamiz nº 200 y cuya fracción que pasa por el tamiz nº 40 tiene las características de los grupos A-4 y A-5, de suelos limosos. En estos subgrupos están incluidos los suelos compuestos por grava y arena gruesa con contenidos de limo o índices de plasticidad por encima de las limitaciones del grupo A-1, y los suelos compuestos por arena fina con una proporción de limo no plástico que excede la limitación del grupo A-3.

- A-2-6 y A-2-7: En estos subgrupos se incluyen suelos como los descritos para en los subgrupos A-2-4 y A-2-5, excepto que los finos contienen arcilla plástica con tienen las características de los grupos A-6 y A-7.

La categoría de los suelos limo-arcillosos está compuesta por los grupos A-4, A-5, A-6 y A-7, cuyo comportamiento en explanadas ve de regular a malo. En esta categoría los suelos se clasifican en los distintos grupos atendiendo únicamente a su límite líquido y a su índice de plasticidad, según las zonas del siguiente gráfico de plasticidad. De esta forma se clasifican también los suelos del grupo A-2 en los distintos subgrupos.

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Los grupos incluidos en los suelos granulares son los siguientes:- A-4: El suelo típico de este grupo es un suelo limoso no plástico o moderadamente plástico, que normalmente tiene un 75% o más de material que pasa por el tamiz nº 200. También se incluyen en este grupo los suelos constituidos por mezclas de suelo fino limosos y hasta un 64% de gravas y arenas.

- A-5: El suelo típico de este grupo es similar al descrito en el grupo A-4, salvo que suele tener carácter diatomáceo o micáceo, y pueden ser muy compresibles, como indica su elevado límite líquido.

- A-6: El suelo típico de este grupo es un suelo arcillosos plástico, que normalmente tiene un 75% o más de material que pasa por el tamiz nº 200. También se incluyen en este grupo las mezclas de suelo fino arcilloso y hasta un 64% de gravas y arenas. Estos suelos, experimentan generalmente grandes cambios de volumen entre los estados seco y húmedo.

- A-7: El suelo típico de este grupo es similar al descrito en el grupo A-6, salvo que que tiene las características de elevado límite líquido del grupo A-5, y puede ser elástico y estar sujeto a grandes cambios de volumen.

- A-7-5: Se incluyen en este subgrupo los suelos con un índice de plasticidad moderado en relación con el límite líquido y que pueden ser altamente compresibles, además de estar sujetos a importantes cambios de volumen.

- A-7-6: Se incluyen en este subgrupo los suelos con un índice de plasticidad elevado en relación con el límite líquido y que están sujetos a cambios de volumen muy importantes.

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Clasificación general

Materiales granulares (35% o menos pasa el tamiz #200)

Materiales limoarcillosos (más de 35% pasa el tamiz

#200)

Clasificación de grupo

A-1A-3

A-2A-4 A-5 A-6

A-7

A-7-5 A-7-6A-1-a A-1-b A-2-4 A-2-5 A-2-6 A-2-7

Tamizado, % que pasa

No. 10 (2.00mm)

50 máx. … … … … … … … … … …

No. 40 (425μm)

30 máx.

50 máx.

51 mín. … … … … … … … …

No. 200 (75μm)

15 máx.

25 máx.

10 máx.

35 máx.

35 máx.

35 máx.

35 máx.

35 máx.

36 mín.

36 mín.

36 mín.

Consistencia

Limite líquido … … B 40 máx.

41 mín.

40 máx.

41 mín.

Índice de plasticidad 6 máx. N.P. B

10 máx.

10 máx.

11 mín.

11 mín.

Tipos de materiales

característicos

Cantos, grava y arena

Arena fina

Grava y arena limoarcillosas

Suelos limosos

Suelos arcillosos

Calificación Excelente a bueno Regular a malo

La clasificación realizada de esta manera se complementa con el índice de grupo, que permita caracterizar mejor cada suelo dentro de los grupos, ya que estos admiten suelos con porcentajes de finos y plasticidad muy diferentes. El índice de grupo de obtiene mediante la siguiente expresión:

IG = (F - 35) [0,2 + 0,005 (LL – 40)] + 0,01 (F – 15) (IP – 10)

Siendo:

F: Porcentaje en peso que pasa por el tamiz nº 200 del material inferior a 75 mm, expresado en número entero.

LL: Límite líquido

IP: Índice de plasticidad.

El índice de grupo se expresa en números enteros positivos (un número negativo se expresará como IG = 0) y se escribe entre paréntesis a continuación de los símbolos de grupo o subgrupo correspondientes, por ejemplo A-2-4 (0).

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Generalmente cuanto menor es el IG de un suelo, mejores son las cualidades del suelo como explanada o capa de asiento del firme. Los suelos de los grupos A-1, A-3, A-2-4 y A-2-5, que pueden calificarse de buenos a excelentes, tienen un IG = 0. Un IG = 20 o mayor corresponde a un suelo de muy mala calidad, en condiciones medias de drenaje y compactación. El valor crítico de finos es F = 35 con independencia de la plasticidad, y si el índice de plasticidad es superior a 10 este valor será F = 15. Los valores críticos del límite líquido y del índice de plasticidad serán, respectivamente, 40 y 10. Por último, hay que señalar que para calcular el IG de los subgrupos A-2-6 y A-2-7 sólo se considera el segundo sumando de la expresión.

La Clasificación ASTM establece el límite del 50% de material que pasa por el tamiz nº 200 para separar los suelos granulares de los suelos de grano fino, el 35% establecido por la clasificación AASHTO es más realista. Al basarse ambos sistemas en los ensayos, resulta interesante utilizarlos de forma simultánea para tener así una clasificación más completa del suelo. 

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IV. CONCLUSIÓN

En la plasticidad nos muestra las características de los suelos, está

relacionada con las propiedades mecánicas e hidráulicas de un suelo y

esta información es de amplia utilidad para el ingeniero civil para

determinar su mejoramiento al ejecutar un proyecto. La clasificación de

los suelos es muy importante ya que se puede realizar de una manera

práctica económica y totalmente rápida pero sobre todo esto se viene

dando a través de la observación y la experiencia.

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V. BIBLIOGRÁFIA

https://www.youtube.com/watch?v=DVWKWxOhUBo

266591198-suelos PDF

Plasticidad-de-Los-Suelos PDF

Graficauscs PDF

Estructuración de los suelos.com

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