Un ensayo de flexión para determinar el límite de Atterberg plástico en Suelos

Límite líquido (LL) y el límite plástico (PL) son los dos más importantes límites de consistencia del suelo de los definidos por Atterberg en 1911 ^1. LL marca el límite entre los estados líquido y plástico, y PL entre el plástico y los estados semisólidos. LL se obtiene en todo el mundo de acuerdo con varios estándares mediante el método de Casagrande ^2,3 o el ensayo de penetración ^4. Ambos métodos se llevan a cabo mecánicamente por medio de dispositivos; de ese modo, la interferencia mínima del operador está involucrado. En el caso de PL, la denominada "prueba de laminado de roscas" es el método más popular y estandarizado para su determinación ^2,5. Esta prueba se basa en el suelo rodando en hilos 3 mm con la mano hasta que el operador considera que el suelo sea desmorona. Por esta razón, ha sido ampliamente criticado debido a que la habilidad y juicio del operador juegan un papel crítico en el resultado de la prueba. prueba de balance estándar es importante afectada por muchos factores no controlados, talestal como se aplica la presión, la geometría de contacto, la fricción, la velocidad de laminado, el tamaño de la muestra y el tipo de suelo ^6,7. La Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM) ha desarrollado el estándar ASTM D 4318, que incluye un dispositivo simple con el fin de minimizar la interferencia del operador ^{de 2,8,} sin embargo, diferencias significativas se han reportado en algunos suelos cuando se compara la prueba de balance manual de la prueba en contra realizada por el dispositivo ASTM D4318 ^9.

PL es un parámetro muy importante para los propósitos geotécnicos, ya que el índice de plasticidad (PI) se obtiene de ella (PI = LL – PL); PI se utiliza para clasificar el suelo de acuerdo con la carta de plasticidad se muestra en la ASTM D 2487 ^10, con base en la investigación de Casagrande ^11,12. Los errores en el PL afectan negativamente a esta clasificación ^13, y por esta razón, se requiere una nueva prueba para la determinación de PL.

prueba de Pfefferkorn, penetrome conopruebas Ter, reómetro capilar, reómetro de torsión o de tensión-deformación son algunos ejemplos de métodos alternativos para medir la plasticidad del suelo ^14, pero estos no son adecuados para obtener el PL. Con la instancia especial de las pruebas de caída de cono, un gran número de investigadores han tratado de definir una nueva metodología para la determinación PL utilizando diferentes diseños penetrometro ^15-20, pero sin llegar a ningún acuerdo real. Por otra parte, todos de la misma se basa en la suposición de que la resistencia al cizallamiento en la PL es 100 veces mayor que en la LL ^21, que no es verdad ^22.

Barnes ^23,24 desarrolló un aparato que emula las condiciones de rodadura de cilindros de suelo en un intento de establecer un criterio claro para la determinación PL. Sin embargo, algunas deficiencias se identifican con este enfoque, tal como su complejidad, duración de la prueba y principalmente los medios cuestionables del cálculo de la PL ^25. El éxito de la prueba de balance estándarradica en su simplicidad, rendimiento rápido y de bajo costo, por lo que no existe un método alternativo será capaz de reemplazarlo, a menos que cumpla estos tres requisitos y otros, tales como alta precisión y baja interferencia del operador.

En un estudio previo de los autores, se propuso un nuevo enfoque PL ^25: el hilo original ensayo de flexión (o simplemente ensayo de flexión) permitió la PL que se obtiene a partir de un gráfico en el que se representa la relación entre el contenido de agua y deformaciones de flexión. Los autores obtuvieron y se representan varios puntos experimentales para cada suelo (el protocolo seguido para obtener estos puntos fue la misma que la indicada en el presente documento), de modo que la correlación de los puntos se puede definir de dos maneras sin comprometer en modo alguno la correcta definición de la trayectoria del: como una curva parabólica, llamado la curva de flexión (Figura 1A), y como dos rectas distintas con diferente pendiente, el nombre de la línea dura y plásticoy la línea suave y plástico. La línea de dura de plástico es la más empinada uno, y PL se calculó de la misma como el porcentaje de humedad que corresponde al punto de corte de este con el eje (Figura 1B). En este punto de corte la curvatura producida es cero, lo que está de acuerdo con el concepto de límite plástico, es decir., PL es el contenido de humedad en el que el suelo no es capaz de resistir deformaciones por debajo de este umbral (estado semisólido), pero lo hace oso ellos por encima de ella (estado plástico). Aunque en el estudio original, el PL no podría ser obtenida directamente por la curva de la flexión (esto no se cruza con el eje y), esta línea fue muy útil porque teniendo en cuenta que la curva de flexión y las líneas de intersección siguen caminos muy similares, la flexión ecuación de la curva obtenida a partir de los datos experimentales se utilizó para obtener puntos extra para, en primer lugar, corregir cualquier desviación, y, en segundo lugar, para llevar a cabo la prueba con sólo unos pocos puntos, como se muestra en la Figura 1B. < / P>

Figura 1. Representación gráfica de los puntos de BW en un terreno probado por la prueba de flexión inicial. (A) La correlación de los puntos se representa como una curva parabólica, llamado la curva de flexión cuya ecuación está incluido. (B) La correlación de los puntos está definida por dos líneas que se cruzan y otros puntos adicionales se añaden (que se calculan a partir de la ecuación de la curva de flexión). valores B se obtienen como B = 52.0-D (donde D es la distancia media medida entre las puntas en el momento de formación de grietas en mm) y la PL se calcula como el contenido de agua correspondiente al punto de corte de la línea de dura de plástico con el eje y. Esta cifra ha sido modificado a partir de Moreno-Maroto y Alonso-Azcárate ^25.k "> Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Todos los resultados están en excelente acuerdo con los obtenidos por el método tradicional de laminado de roscas por un operador muy experimentado. Sin embargo, la prueba de flexión original, se mantuvo más lento que la prueba de laminado de roscas estandarizado. En un intento por economizar aún más el tiempo de prueba, una versión de un punto fue presentada. Se basa en el promedio de flexión de la pendiente (m) obtenido en los 24 suelos probados, que era 0,108 (m es la pendiente de la curva de flexión cuando se representa en escala logarítmica doble; aparece m en la ecuación de la curva de flexión en la figura 1A) . Por medio de una ecuación en la que se incluyó este factor, las líneas tanto de la rigidez de plástico y de plástico blando se dibujan de forma gráfica, y por lo tanto se estimó la PL. Estos resultados también fueron altamente correlacionados tanto con el ensayo de flexión de múltiples puntos y la prueba de balance estándar. A pesar de ello de un punto version es incluso más rápido que la prueba tradicional, el cálculo PL era más compleja porque el trazado era necesario. Por esta razón, sobre la base de criterios estadísticos una nueva ecuación para el cálculo PL se ha desarrollado en este estudio, por lo que no se requiere que el trazado y los resultados se puede lograr con un solo punto, mientras que el protocolo experimental es el mismo que la curvatura original de prueba. Esta nueva versión cumple con los requisitos necesarios para reemplazar el método de laminado de roscas obsoleta.