Introducción
Definición y aplicación de los límites de Atterberg para caracterizar el comportamiento plástico del suelo.
Los límites de Atterberg son una forma económica y bien documentada de predecir las propiedades de ingeniería de suelos limosos y arcillosos.
Los límites de Atterberg son: límite de contracción, límite plástico y límite líquido. Además, existe el comúnmente denominado “Índice de Plasticidad”:
- El límite de contracción (SL) es el contenido de agua en el que una mayor pérdida de humedad no dará como resultado una mayor reducción de volumen. No se utiliza habitualmente y, por lo tanto, no se analiza más a fondo.
- El límite plástico (PL) es el contenido mínimo de agua al cual se considera que un suelo se comporta de manera "plástica", es decir, es capaz de moldearse.
- El Límite Líquido (LL) es el contenido máximo de agua que puede tener un limo o arcilla antes de convertirse en líquido, es decir, convertirse en lodo.
- El Índice de Plasticidad (PI) es el rango de contenidos de humedad donde el limo o arcilla permanece plástico (PI = LL – PL).
Figura 1: Límites de Atterberg de un limo o arcilla
Factores que afectan los límites de Atterberg
Los principales factores que afectan el comportamiento de un limo o arcilla en relación con su contenido de humedad y, por lo tanto, afectan los límites de Atterberg, son el tamaño y la distribución de las partículas sólidas dentro de un suelo. La arcilla pura, por ejemplo, tendrá todas sus partículas sólidas menores de 0.002 mm, y el limo puro tendrá entre 0.06 y 0.002 mm (aunque las definiciones exactas varían de un país a otro). Cuanto menor sea el tamaño de las partículas, más retendrá la humedad el suelo. Entonces un suelo arcilloso tendrá un PI más alto que un suelo limoso.
Medición de los límites de Atterberg
Los límites de Atterberg se miden mediante pruebas de laboratorio. En el Reino Unido esto se hace de acuerdo con BS 1377-2:1990 y se utilizan normas equivalentes en todo el mundo.
Límite plástico (PL)
La prueba de límite plástico se realiza haciendo rodar a mano tierra húmeda de arcilla o limo en forma de "gusano" de 3 mm de diámetro, luego remodelando la muestra en una bola y repitiendo. Cada vez que se enrolla la lombriz, el contenido de humedad se reducirá debido a la pérdida de agua por evaporación. El límite plástico se alcanza cuando el 'gusano' se desmorona por primera vez al alcanzar los 3 mm de diámetro. Una vez que se ha producido este primer desmoronamiento, se mide el contenido de humedad de la muestra como se describe anteriormente en BS 1377-2:1990. El contenido de humedad medido es el límite plástico.
Límite líquido (LL)
El límite líquido se mide mediante el método de copa de Casagrande o un penetrómetro de cono.
Método de la Copa Casagrande
Esto implica el uso de equipos estandarizados para garantizar una medición consistente. Básicamente, la prueba consiste en esparcir una muestra de suelo en una taza de tamaño estándar y luego cortar una ranura en el medio. Luego se deja caer la copa repetidamente y se mide el número de golpes necesarios para que la ranura se cierre nuevamente. Una vez que la ranura se ha cerrado, se mide el contenido de humedad de la muestra como se describe anteriormente en BS 1377-2:1990. Se repite el procedimiento y se traza en un gráfico el número de gotas versus el contenido de humedad para cada prueba. El contenido de agua estimado correspondiente a 25 golpes es el Límite Líquido.
Método del penetrómetro de cono
El método del penetrómetro de cono se basa en la medición de la penetración en el suelo de un cono de acero inoxidable estandarizado con un ángulo de vértice, una longitud y una masa específicos. Se analizan muestras de suelo con diversos contenidos de humedad y los resultados se trazan en un gráfico. El contenido de agua estimado correspondiente a una penetración del cono de 20 mm es el límite líquido. Tenga en cuenta que BS 1377-2 recomienda el método del penetrómetro de cono en favor del método de copa de Casagrande.
Copa Casagrande medición del Límite Líquido
Definición de tipos de suelo con límites de Atterberg
Los límites de Atterberg se utilizan más comúnmente para definir un suelo de grano fino como limo o arcilla, de alta o baja plasticidad.
La definición más conocida utilizada es la tabla de plasticidad, como se muestra en la Figura 2.
Tenga en cuenta que normalmente los suelos que se ubican por encima de la "línea A" son arcillas (C) y debajo están los limos (M).
Sin embargo, la mineralogía de la arcilla y el contenido orgánico (como la turba) no necesariamente cumplen con esta definición.
Figura 2: Gráfico de plasticidad (BS 5930:2015)
Referencias
British Standards Institution, BS 1377-2:1990 – Métodos de prueba de suelos con fines de ingeniería civil. Pruebas de clasificación
British Standards Institution, BS 5930:2015 – Código de prácticas para investigaciones terrestres