Límite Líquido

Método para clasificar los Suelos Finos

La clasificación de suelos es un paso esencial para comprender su comportamiento.

En este artículo, aprenderás a determinar el "Límite Líquido en Suelos Finos", a través de la cuchara de Casagrande y la normativa ASTM D4318

¿Qué es el Límite Líquido del Suelo?

El límite líquido es uno de los tres límites de consistencia de los suelos, junto con el límite plástico y el límite de contracción. Este es esencial para dividir el estado líquido del estado plástico de un suelo y su determinación es de gran importancia en la ingeniería geotécnica, ya que se emplea habitualmente para clasificar los diferentes tipos de suelos y comprender su comportamiento frente a las fuerzas aplicadas.

¿Cómo se determina el Límite Líquido del Suelo?

Para determinar el límite líquido del suelo, se sigue el procedimiento establecido en la normativa ASTM D4318, que abarca los métodos para la determinación del límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad de los suelos. El límite líquido se expresa como un porcentaje de contenido de humedad que representa la transición entre los estados líquido y plástico del suelo.

Acondicionamiento de las muestras para determinar los Límites de Consistencia

El proceso de análisis granulométrico es el punto de partida para determinar los límites de consistencia. Se toma el material pasante del tamiz #40 y se asegura de tener al menos 300 gramos de muestra. Si el suelo contiene terrones, estos deben deshacerse con cuidado, y luego la muestra debe secarse en el horno a una temperatura de 60 ± 5 °C.

La distribución de la muestra para determinar los límites de consistencia requiere cantidades mínimas específicas:

• Límite líquido: 160 gramos.

• Límite plástico: 40 gramos.

• Límite de contracción: 100 gramos.

Preparación de la muestra en laboratorio

La masa de suelo utilizada para determinar el contenido de humedad debe ser colocado en un plato de evaporación. Un plato de evaporación es de porcelana, acero inoxidable, bronce o aluminio, con un diámetro aproximado de 120 mm.

Se debe agregar agua destilada y mezclar de manera uniforme con una espátula, la cantidad de agua agregada debe ser con incrementos pequeños hasta observar una mezcla uniforme.

Se debe cubrir la muestra sin permitir entrada de aire, para asegurar la homogeneidad de esta (todo el suelo con el mismo contenido de humedad). Esto se realiza debido a que hay suelos que son lentos en absorber el agua y de no homogeneizar bien la muestra, se obtendrá un límite líquido erróneo.

Los tiempos recomendados a esperar son:

Tipo de Suelo

Tiempo [h]

Suelos de alta plasticidad

Suelos de plasticidad media

Suelos de baja plasticidad

> 24

> 12

> 1

Procedimiento para determinar el Límite Líquido en Laboratorio

1. En la taza del dispositivo (cuchara de Casagrande) se debe colocar una porción de muestra uniforme utilizando la espátula y debe enrazarse hasta conseguir un espesor máximo de 10 mm de altura, como se puede observar en la figura.

Y el material excedente debe colocarse nuevamente en el plato de evaporación.

2. Utilizando un acanalador (ranurador) se debe dividir cuidadosamente la muestra de suelo por el eje de simetría, esta debe permanecer perpendicular a la superficie interior de la taza, generando una ranura de 2mm.

3. Se procede a girar la manivela del dispositivo dejando caer la taza con una frecuencia de 2 golpes por segundo, hasta que las paredes de la ranura generen el primer contacto. Se debe registrar el número de golpes (N).

4. Se retira un mínimo de 10 g de material de la tasa y con este se debe determinar el contenido de humedad del material, es importante destacar que en este ensayo las balanzas deben tener una precisión de 0,01 g.

El material restante de la cuchara de Casagrande debe ser colocado nuevamente en el plato de evaporación. Se debe lavar y secar la taza y el ranurador.

5. El material que se encuentra en el plato de evaporación debe ser mezclado con la espátula e ir secando únicamente mediante mezclado, para repetir nuevamente el procedimiento (ir a punto 1).

Cálculo del Límite Líquido del Suelo

Para determinar el límite líquido, es necesario obtener al menos 5 puntos de datos, con un rango de golpes recomendado desde 10 hasta 45. El ensayo se realiza desde la condición más húmeda hasta la más seca, comenzando con pocos golpes y aumentando la cantidad de golpes posteriormente.

Los 5 puntos obtenidos se utilizan para trazar una curva de fluidez mediante un gráfico en escala semilogarítmica. En este gráfico, el contenido de humedad se representa en el eje de las ordenadas en escala aritmética, mientras que el número de golpes se representa en el eje de las abscisas en escala logarítmica.

El límite líquido (Ll) se determina como el contenido de humedad en la intersección entre la curva de fluidez y la línea correspondiente a 25 golpes.

El límite líquido es un parámetro crucial en la carta de plasticidad, para clasificar los suelos. A través del ensayo de la cuchara de Casagrande y la normativa ASTM D4318, los ingenieros geotécnicos pueden determinar con precisión este límite, lo que les permite tomar decisiones fundamentales para el diseño y construcción de obras civiles.

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