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Universidad de GuadalajaraInvestigación: Ensayo de limite liquido (LL) con la Copa Casagrande y el Cono InglesObjetivo Determinar el límite líquido de un suelo mediante la utilización del penetrómetro cónico. Definición El límite líquido es el contenido de agua, expresado en porcentaje respecto al p...

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Laboratorio de Suelos I Universidad de Guadalajara

03/12/2020

Investigación: Ensayo de limite liquido (LL) con la Copa Casagrande y el Cono Ingles Objetivo Determinar el límite líquido de un suelo mediante la utilización del penetrómetro cónico. Definición El límite líquido es el contenido de agua, expresado en porcentaje respecto al peso del suelo seco, que delimita la transición entre el estado líquido y plástico de un suelo. Material y equipo. • Cono de penetración

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Base de hierro Barra vertical de acero que soporta un medidor de penetración digital con una precisión de 0.01 mm Varilla de soporte del Cono con punta de 30° y un peso de 80 gr

Preparación de la muestra. Se llevó a cabo el procedimiento de tamizado encaminado a lograr separar suelos con diámetros que pasan la malla No. 200 (0.074 mm) y materiales que pasan la malla No 40 (0.426 mm) y sean retenidos en la No 200. Para la obtención de los finos (limos y arcillas), se utilizó un tamizado por las mallas de 1"; 3/4"; 1/2"; 3/8"; 1/4"; No. 4; No.10 y No. 20. Una vez determinado el retenido en cada una de estas mallas, se descartó el material grueso (gravas) y se retornó el material nuevamente a una mezcla homogénea para ser cribada ahora por las mallas No.40; No.50; No.60 y No.100. colocando las mallas en una máquina vibratoria en cantidades del orden de los 200 gr. Para determinar los retenidos en cada una de estas mallas y evitar una saturación de la malla No.200 que evitara un cribado satisfactorio. Para la obtención del material que pasa la malla No. 40 y es retenido en la No.200, se llevó a cabo un procedimiento de lavado, en virtud de que, aunque aparentemente el material está limpio de fino debido al cribado anterior, aún queda material adherido a las partículas de arena que pudieran alterar la elaboración de las mezclas. Se utilizaron las mallas No.40; No.50; No.60; No.100 y No.200 se procedió a lavar el material y a recolectar el retenido en cada malla. (Fig. 5), el cual es colocado en un Horno a

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temperatura constante de 100 ± 5 °C durante 24 horas. Ya con el material separado en porciones de finos y arenas, se llevó a cabo la elaboración de las mezclas. Una vez elaboradas las mezclas, estas son colocadas en bolsas de cierre hermético para limitar las absorciones de humedad por cuestiones ambientales del laboratorio. Desarrollo • La operación del cono es manual, tanto en la liberación del vástago y el cono, como en el desplazamiento de la barra de medición de la longitud de penetración. •

En este procedimiento, el LL se define como el contenido de agua en el que un suelo cohesivo deja de comportarse como un material semisólido y reacciona como un fluido viscoso. Por lo tanto, el LL se definirá como el contenido de agua para el cual un cono de acero inoxidable pulido con un peso de 80 gramos y un ángulo de 30° va a penetrar una distancia específica cuando se le permite la caída libre por un lapso de cinco segundos.

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La cantidad utilizado es de 200 gr de suelo seco al cual se le agrega agua y se mezcla con la ayuda de una espátula metálica, hasta obtener una pasta homogénea que se coloca en un recipiente de aluminio de 55 mm de diámetro y 40 mm de fondo. El recipiente de aluminio con el suelo se coloca bajo el cono de penetración

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Una vez colocado el cono en contacto con el suelo, sin que este penetrado en él, se activa el botón de liberación durante 5 segundos

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Se registra la penetración mediante el desplazamiento de la barra guía hasta que está toque la varilla de soporte del cono y se lee el desplazamiento en la pantalla digital del equipo

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Se toma una muestra de suelo ensayado preferentemente del lugar donde penetro el cono y se obtiene su contenido de humedad mediante secado en horno durante 24 horas.

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Es recomendable empezar con una penetración de 21 mm e ir reduciendo la humedad del suelo por amasado para ir minimizando la penetración, Los límites de penetración máximos recomendados son de 15 a 22 mm. (Dragoni, et. al. 2008).

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Si la diferencia de lecturas es mayor de 0.5 mm, pero menor a 1 mm se ensaya una tercera vez. Si el rango de variación entre las tres penetraciones no excede de 1 mm se promedian las tres lecturas de manera que dicho valor medio se adopta como la penetración del cono para la muestra. Si el rango de variación de las tres penetraciones es mayor a 1 mm se deberá volver a ensayar la muestra tras mezclar el suelo, por lo que se debe repetir todo el procedimiento antes descrito. Tome una muestra de contenido de humedad de aproximadamente 10 g del área penetrada por el cono y determine el contenido de humedad

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Cálculos Se presentan resultados experimentales que demuestran que a un numero de golpes en la prueba de penetración estándar corresponden diferentes compacidades relativas, según sea la presión vertical actuante sobre la arena, la cual, a su vez, es funcion de la profundidad a que se haga la prueba. Para pruebas en arcillas, Terzaghi y Peck dan la correlación que se presenta en la Tabla A-l.

NOTA* Las correlaciones de la Tabla a-1 solo deben usarse como norma tosca de criterio, pues los resultados prácticos han demostrado que pueden existir serias dispersiones y, por lo tanto, las resistencias obtenidas por este procedimiento no deben servir de base para proyecto.

Ensayo con la Copa de Casagrande. Objetivo. Determinar el límite líquido de un suelo mediante la utilización de la copa de Casagrande. Equipo y materiales • Balanza con aproximación de 0.01g • Capsula de porcelana • Espátula • Cuentagotas • Copa de Casagrande.

Desarrollo. • De la fracción del material preparada, se toma una porción de aproximadamente 150 g que se coloca en la cápsula de porcelana donde se homogeniza utilizando la espátula • Se coloca en la copa de Casagrande una cantidad suficiente de material (aproximadamente 150 g) para que, una vez extendido con la espátula, se alcance un espesor de 8 a 10 mm en la parte

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central de la copa. Mediante una pasada firme del ranurador se hace una abertura en la parte central del material contenido en la copa, manteniendo el ranurador normal a la superficie interior de la copa. Después de colocado y ranurado el material, se acciona la manivela del aparato para hacer caer la copa a razón de dos golpes por segundo, y se registra el número de golpes necesarios para lograr que los bordes inferiores de la ranura se pongan en contacto en una longitud de 13 mm Se calcula el contenido de agua de la muestra con aproximadamente 10 gr de material de la copa

Inmediatamente, se agrega agua al material con un cuentagotas y se homogeniza, repitiendo el proceso de golpeo con la copa de Casagrande, completando cuatro determinaciones. La cantidad de agua que se adicione será tal que cada determinación quede comprendida entre 10 y 35 golpes en la copa, obteniendo dos valores por arriba y dos valores por debajo de los 25 golpes Se grafican los puntos correspondientes a cada determinación, representando en el eje de las abscisas en escala logarítmica, el número de golpes (n) y en el de las ordenadas en escala aritmética, los respectivos contenidos de agua (ωn), se traza una línea que una aproximadamente los puntos graficados; a esta recta se le llama curva de fluidez

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Tabla comparativa. Copa de Casagrande

vs

Cono Ingles

Ventajas No es tan frágil. Aunque igual se debe tratar con cuidado

desventajas Ventajas Para obtener los resultados No requiere amplia adecuados se requiere de un experiencia para manejarlo especial cuidado

La calibración es rápida

Puede existir una variación Se puede repetir el ensayo mayor entre resultados. muchas veces y no debería de existir una variación mayor en los resultados Al tener que golpearse la Es un método estático por lo copa completa, se generar que no se altera de más la un movimiento hasta cierto muestra punto brusco lo cual afectaría a la muestra.

El equipo conseguir

es

fácil

de

Desventajas Al ser una maquina de laboratorio se debe tener mucho cuidado de no romperla o dañarla. El equipo puede representar un alto precio

Es más laborioso

Conclusión.

Como conclusión en base a los artículos le ídos sobre los experimentos realizados, aclarando que es mi punto de vista y hasta cierto punto, sin experiencia alguna en el manejo de ambos dispositivos, podría hacer una aproximación y decir que el método con el cono ingles puede resultar mas efectivo ya que no intervienen tantos factores externos lo que puedan alterar los datos, aunque cabe mencionar que para ambos procesos es necesario tener cuidado. Pero el cono ingles lo considero más efectivo.

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Bibliografía consultada. •

Juarez Badillo, E., & Rico Rodrguez, A. (2013). Mecnica de suelos. Mxico: Limusa. Vol 1, pp 124 -126.

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Aparicio E. M. (2014). "Análisis comparativo para la determinación del límite líquido utilizando la copa de Casagrande y el cono de penetración". Tesis de Licenciatura, Facultad de Ingeniería Civil U. T. Universidad Autónoma de Coahuila.

Casagrande A. (1932). "Research on The Atterberg Limits of soils", Public Roads, Vol. 13, No. 8, pp. 121136. •

SECRETARÍA DE COMUNICACIONES Y TRANSPORTES. (2007). MÉTODOSDE MUESTREO Y PRUEBA DE MATERIALES; 1. SUELOS Y MATERIALESPARA TERRACERÍAS; 07. Límites de consistencia. (pp. 1-9). SECRETARÍA DECOMUNICACIONES Y TRANSPORTES...