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GEOLOGIA Y GEOTECNIA
PROPIEDADES INDICE
2014
Muestra de suelo
Modelo de Tres Fases
(4ta edición)
PROPIEDADES INDICE
mt
PLASTICIDAD
ma
AIRE
mw
AGUA
ms
Va
Vw
Vs
Vt
SOLIDO
Dra.Ing. Silvia Angelone
PROPIEDADES INDICE
Relaciones Volumétricas:
e: relación de vacíos
PROPIEDADES INDICE
e=
Vv
Vs
η=
Vv
VT
η=
e
1+ e
ω:contenido de humedad
G: densidad relativa de los sólidos
η:porosidad
Dr: densidad relativa o compacidad
e −e
Dr = Cr = max
emax − emin
Sr: grado de saturación
a: contenido de aire
V
Sr = ω
VV
Relaciones Gravimétricas:
V
a= a
VV
Sr + a = 1
mw
ms
G=
γs =
ms
⋅g
VS
γ=
m
⋅g
VT
ω=
γs: peso específico del sólido
γh: peso específico húmedo
Dr (arenas)
(%)
Estado
0-15
Muy suelta
15-50
Suelta
γsat: peso específico saturado
50-70
Mediamente Densa
70-85
Densa
γ´: peso específico sumergido
85-100
Muy Densa
γd: peso específico seco
γs
γω
Densidad relativa de los sólidos del suelo - G
Mineral
ms SOLIDO Vs
m
ρs = s
VS
G=
ρs
ρω
Cuarzo
Feldespatos
Mica
Calcita
Hematita
Yeso
Caolinita
Illita
Motmorillonita
Densidad relativa
de los sólidos (G)
2.65
2.54 - 2.76
2.76 - 3.20
2.71
5.20
2.32
2.62- 2.66
2.60 -2.86
2.75 – 2.78
PROPIEDADES INDICE
que se determinan en el laboratorio
a través de ensayos
ω=
mw
ms
γ
G= s
γω
PROPIEDADES
INDICE
γh =
mt
ma
mw
AIRE
AGUA
ms
SOLIDO
e=
DEPENDEN DE LA
ESTRUCTURA:
η=
NO DEPENDEN DE LA
ESTRUCTURA:
γs =
Vv
Vs
Vv
VT
ms
⋅g
VS
Sr =
a=
Va
VV
G=
γs
γω
1+ ω
γ=
m
⋅g
VT
ω=
mw
ms
DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD
ω=
msh
⋅g
VT
Las restantes se calculan a partir de ellas
γd =
Vt
Vs
Vω
VV
mω
ms
DATOS DE LABORATORIO:
• msh
+ recipiente
se seca a horno a 105 ± 5 ºC
• ms + recipiente
γh
Va
Vw
G
e = γω −1 Sr = ω ⋅ G
γd
e
• m recipiente
RESULTADOS:
• (msh + recipiente) - (m s + recipiente) = mw
• (m s + recipiente) - (m recipiente) = ms
DETERMINACIÓN DE DENSIDADES
γh =
VOLUMEMES IN SITU
msh
⋅g
VT
•DETERMINACIÓN DE PESOS
•DETERMINACIÓN DE VOLUMENES
•en laboratorio
Geometría
Inmersión en agua o mercurio
• in situ
Toma de muestra
Cono de arena
Volumenómetro
Nucleodensímetro
Densidad y humedad in situ con
“Nucleodensímetro”
Ensayo no destructivo:
El empleo de isótopos radioactivos,
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
gravedad específica de la
masa de cualquier material
compuesto por partículas
pequeñas cuya peso
específico relativo sea
mayor que 1.00.
Densidad relativa de los sólidos del suelo
ESTADOS DE CONSISTENCIA
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
volumen del agua que este desplaza.
G=
m suelo
m aguadesplazada
α=
ρT ° Ensayo
ρagua 20°C
ω (%)
ESTADO SOLIDO
ESTADO LIQUIDO
LC
Sólido
LP
Semisólido
IP
Plástico
LIMITES DE ATTERBERG:
G=
m matraz + agua
α ⋅ m suelo
+ m suelo − m matraz + agua +suelo
LIMITES DE ATTERBERG
son límites arbitrarios entre los diferentes estados
LIMITES DE ATTERBERG
LIMITES DE ATTERBERG:
•
• Son límites arbitrarios entre los diferentes estados de
consistencia
•
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
Cascador de Casagrande
• Se realizan con la parte fina de los suelos
• Los más usados son:
30
w (%)
• Fracción que pasa el tamiz IRAM Nº 40 (420 µm)
40
LL20
10
0
• Límite líquido (LL o ωL)
10
25
100
Número de golpes
• Límite plástico (LP o ωP)
• Límite de contracción (LC o ωC)
•Indice de fluencia: If =∆
∆ w / ∆ log N
LL
Líquido
LIMITES DE ATTERBERG
LIMITE PLASTICO:
•es el contenido de humedad entre los estados de consistencia
plástico y semisólido
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 volumen
•es el contenido de humedad para el cual el suelo comienza a agrietarse
cuando es amasado en cilindros de 3 mm de diámetro.
50
Volumen
40
30
20
10
0
0
LC
Contenido de humedad (%)
LIMITE DE CONTRACCION
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 rígida
w
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