• Author / Uploaded
• Erik Paipay

Citation preview

Estiamdos Acabo de subir la tarea del primer artículo de nombre Reappraisal of the Activity of Clays Activity Chart Polidori. La tarea consiste en leer el artículo y escribir en UNA HOJA lo siguiente: 1.- objetivo fundamental del artículo. 2.- Consideraciones de la muestra realizadas en el ensayo. 3.- Consideraciones con la nueva propuesta de la carta de plasticidad definido por Polidori y la carta de plasticidad definido por la Norma ASTM D 2487. 4.- Comentarios con respecto al artículo. Este trabajo tiene un puntaje de tres (03) Ptos para su primera práctica, las copias se evaluaran con nota de cero (00) puntos. La entrega es el jueves 19 de enero en el aula. Atte. Profesor.

REEVALUACIÓN DE LA ACTIVIDAD DE LAS ARCILLAS. GRÁFICO DE ACTIVIDADES

RESUMEN El gráfico de actividad propuesto, que apunta a clasificar los suelos (º425 mm) utilizando los límites de Atterberg, difiere del gráfico de plasticidad recientemente propuesto por el autor debido a que se clasifican los suelos inorgánicos con minerales de arcilla plateada A porcentaje de arcilla) sobre la base de su actividad y no sobre el grado de plasticidad en función del valor límite líquido utilizado actualmente por las normas. Esto se debe a que los suelos que tienen el mismo valor límite líquido pueden tener Debido a la cantidad y tipo de minerales arcillosos contenidos en los suelos. En el gráfico de actividad, el cieno y las zonas de arcilla se subdividen (por dos líneas rectas) en tres nuevos grupos (baja actividad, actividad media Y alta actividad) que permite clasificar los suelos inorgánicos con minerales de arcilla plateada (o su fracción) º425 mm sobre la base de la cantidad y tipo de minerales arcillosos que contienen. El gráfico de actividad adaptado para predecir el cizallamiento residual Comportamiento de los suelos cohesivos. Por último, la distinción entre los suelos de grano grueso y los suelos de grano negro basados en su porcentaje de arcilla (º2 mm), podría ser útil para caracterizar y predecir el comportamiento de ingeniería de los suelos.

INTRODUCCIÓN Las propiedades del suelo y su comportamiento de ingeniería, aparte del historial de estrés, están marcadamente influenciados por las características

fisicoquímicas de la arcilla constituyente y los minerales no arcillosos y sus proporciones relativas. Generalmente, se pueden distinguir dos fracciones con comportamientos diferentes en suelos arcillosos. La fracción `` activa, ligante '' Compuesta de partículas minerales de arcilla (que en las evaluaciones rutinarias de las propiedades del suelo se asume convencionalmente que está constituido por partículas de 2 mm, denominadas fracción de arcilla, CF) y la fracción "inerte" compuesta de partículas minerales no arcillosas (redondas) (convencionalmente 2 mm). Se sabe que el comportamiento muy diferente de los minerales arcillosos y no arcillosos puede atribuirse a la plasticidad de los minerales arcillosos. De hecho, los minerales no arcillosos (como cuarzo, feldespato, etc.) no desarrollan mezclas de plástico con agua, incluso cuando se molturan a tamaños menores de 2 mm (Casagrande, 1932). Por lo tanto, para clasificar los suelos con un alto porcentaje de materiales finos, el contenido y el tipo de minerales arcillosos presentes también cobran gran importancia. Los límites de Atterberg (Casagrande, 1932, 1958) reflejan los efectos compuestos de los constituyentes del suelo y sus interacciones con el fluido poroso. El límite de líquido, WL, el límite de plástico, Wp, y su diferencia numérica, el índice de plasticidad, Ip, constituyen un método ampliamente utilizado de caracterización y clasificación del suelo de 425 mm (Casagrande, 1948; Polidori, 2003) y predicción de ingeniería de suelos cohesivos comportamiento. Se puede establecer una primera distinción entre suelos basada en sus características de comportamiento entre suelos orgánicos y suelos inorgánicos. Los suelos inorgánicos que contienen minerales de arcilla plateada, a saber, los suelos inorgánicos comunes (con el mismo porcentaje de arcilla), muestran un comportamiento similar que es muy diferente de los que contienen minerales de arcilla no platey (caracterizados por un alto límite plástico, índice de baja plasticidad, Mitchell, 1993). Por lo tanto, las consideraciones siguientes con respecto a las propiedades intrínsecas son válidas para las propiedades inorgánicas Suelos con solo minerales de arcilla de forma plateada (tales como caolinita, illita, montmorillonita). Finalmente, se investiga la distinción entre suelos de grano fino y suelos de grano grueso actualmente adoptados por normas para la clasificación de suelos.

EL GRÁFICO E ÍNDICE DE PLASTICIDAD PROPIEDADES Clasificación de los suelos utilizando la tabla de plasticidad En un artículo anterior, el autor propuso una nueva tabla de plasticidad (Polidori, 2003) para clasificar los suelos (o su fracción) ≤425 µm utilizando los bien conocidos límites de Atterberg. En la Fig. 1, todos los valores de Ip- WL de los suelos inorgánicos que contienen minerales de arcilla plateados y CF≤100% deben situarse por encima de la línea C y la distancia de los puntos de la línea C debe ser inversamente proporcional al porcentaje de arcilla de los respectivos suelos. La línea 0.5C nos permite distinguir los puntos que caen por debajo de la línea, las arcillas (suelos con CF ≥50%), desde los puntos situados por encima de la línea en la zona de limo.

A su vez, la zona de limo (M) y la zona de arcilla (C) se pueden subdividir en grupos con plasticidad baja (L) o alta (H), de acuerdo con la norma ASTM (D 2487) cuando el valor límite líquido es menor o Mayor que 50%, respectivamente. En la misma línea, se puede observar que un suelo inorgánico con WL≤50% y un bajo contenido de arcilla, como el suelo A, puede encontrarse en la zona de limo de baja plasticidad (ML), como un suelo inorgánico con WL ≥50% y una alta fracción arcillosa , Tal como el suelo B, puede encontrarse en la arcilla de alta plasticidad (CH), aunque el índice de plasticidad (y actividad) de la arcilla B es menor que el del sedimento A. En un suelo, cuando la fracción de arcilla disminuye, debido a la dilución (añadiendo partículas 2-425 µm), su WL (e Ip) también disminuye a valores inferiores a 50% porque el efecto de la fracción de arcilla se incorpora en los valores límite de Atterberg modied Por dilución. Por lo tanto, la distinción entre la alta y baja plasticidad de los suelos (utilizada por las normas, como ASTM y BS) en función del valor límite líquido se basa indirectamente en el porcentaje de arcilla. En otras palabras, cuando la clasificación se basa en el valor límite del líquido, se ignoran las características (expansión, actividad) de los minerales arcillosos contenidos en el suelo y la distinción basada en la fracción de arcilla se produce a través de las zonas limosas y arcillosas, Los datos Ip-WL de los suelos inorgánicos comunes deben estar.

ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LAS PROPIEDADES DE INDEXACIÓN El tipo de mineral de arcilla platey (también una función del tipo de catión absorbido) puede causar variaciones muy fuertes en los valores límite de Atterberg, aunque el porcentaje de arcilla sigue siendo el mismo. Esto puede deducirse de la tabla de plasticidad de Polidori (Fig. 1). De hecho, para los suelos inorgánicos (con minerales de arcilla plateada), la localización de los datos (WL-Ip) que se encuentran en las líneas (línea de CF constante) 0,5Cline y C-line depende de las características de los minerales arcillosos que contienen . Los valores más bajos y más altos pertenecen a los minerales de arcilla caolinita y montmorillonita, respectivamente. Además, incluso los suelos que tienen el mismo valor de WL (o Ip) pueden tener características muy diferentes debido a la cantidad y tipo de sus minerales de arcilla. Por ejemplo, un suelo con mayor contenido de sedimentos y / o arena (≤425 µm), con el mismo límite de líquido, muestra un índice de plasticidad aún mayor porque debe contener minerales arcillosos que son cada vez más extensibles a medida que la fracción de arcilla disminuye. Por lo tanto, se puede concluir que ni los límites de Atterberg ni el porcentaje de arcilla solo son suficientes para caracterizar, clasificar y predecir el comportamiento del suelo. Para separar los efectos de la cantidad y tipo de minerales de arcilla incorporados en los valores límite de Atterberg de un suelo, se calcula la relación entre el índice de plasticidad y la fracción arcillosa denominada actividad (A = Ip / CF) (Skempton, 1953). muy útil. En Polidori (2007) la interdependencia entre los

Se observaron parámetros (WL, Wp, Ip, A y CF del suelo ensayado) para suelos inorgánicos que contenían minerales de arcilla plateada y un porcentaje de arcilla que no era demasiado bajo (hasta que las partículas que no son de arcilla todavía no están en contacto entre sí; Para más detalles, véase el documento citado). La relación cuantitativa que incluye estos parámetros, con respecto al índice de plasticidad (de acuerdo con tres ecuaciones presentadas en la figura 1) es la siguiente: Ip＝0.96WL－(0.26CF＋10)

Donde se puede observar que el índice de plasticidad de un suelo está relacionado con el límite de líquido y la fracción arcillosa del suelo utilizado para la prueba de límites de Atterberg. Por lo tanto, para los suelos inorgánicos que contienen minerales de arcilla plateada (según la actividad denunciada por Skempton, 1953), la actividad será: A＝[0.96WL－(0.26CF＋10)]/CF

Ambos valores, WL y CF caracterizan la misma fracción de suelo. Actualmente, para el cálculo de la actividad, los límites de Atterberg (de un suelo de ≤425 µm) están relacionados con el porcentaje de arcilla de todo el suelo. La posible presencia de partículas A425 mm en un suelo produciría una sobreestimación del valor de la actividad. La actividad depende de muchos factores (tipo de arcilla Minerales, tipo de cationes absorbidos, pH, grado de cristalinidad, etc.) y su combinación proporciona una amplia gama de valores de actividad, donde los valores mínimo y máximo pertenecen a los minerales de arcilla pura caolinita y montmorillonita (en forma iónica monovalente), respectivamente . Cuanto mayor es la actividad de un suelo, más importante es la influencia de la fracción de arcilla en las propiedades intrínsecas y más susceptibles son sus valores a cambios en factores tales como el tipo de cationes intercambiables y la composición de fluidos porosos. Debido a que la actividad de un suelo es igual a la relación entre el valor del índice de plasticidad y su porcentaje de arcilla, es posible obtener los valores del índice de plasticidad en función de la fracción arcillosa para un valor de actividad dado: Ip＝A CF

El límite de líquido de la Ec. (1) es: WL＝( Ip＋q)/0.96

GRÁFICO DE ACTIVIDADES Sobre la base de la interdependencia de los parámetros WL, Wp, Ip, A y CF, parece apropiado clasificar los suelos inorgánicos con minerales de arcilla plateada de acuerdo con su contenido de tamaño de arcilla y actividad. La Figura 3 muestra el gráfico de actividades que clasifica los suelos utilizando los límites de Atterberg. La diferencia entre este gráfico y el gráfico de plasticidad de Polidori (Fig. 1) se encuentra en los dos nuevos límites que definen tres zonas con diferentes rangos de valores de actividad

(en lugar de límite a WL = 50%, según la norma ASTM D 2487). Todos los valores de los índices de plasticidad de los suelos inorgánicos con minerales de arcilla plateados y CF≤100% deben situarse por encima de la línea C y la distancia de los puntos de la línea C debe ser inversamente proporcional al porcentaje de arcilla de los respectivos suelos. La línea 0.5C nos permite distinguir los puntos que caen por debajo de la línea, arcillas (C), desde los puntos situados por encima de la línea en la zona limosa (M). La zona de arcilla se encuentra entre la línea C y la línea 0,5C y aquí se encuentran los suelos inorgánicos con CF≥50%. La zona de limo está situada entre la línea de 0.5C y la línea U y los suelos norgánicos compuestos de lodo y / o arena (2-425 µm) ≥50% deben estar aquí. La línea L y la línea H (para A = 0,5 y A = 1,0, respectivamente) subdividen las zonas de limo y arcilla en tres grupos: actividad baja (L), actividad media (M) y alta actividad (H), situada, por debajo, entre y arriba Los dos límites, respectivamente. Los suelos inorgánicos residuales (NPC) compuestos de Los minerales de arcilla (allophane, halloysite, atapulgita) deben situarse por debajo de la línea C, debido a que sus características (alto límite de plástico, índice de baja plasticidad, alta resistencia residual, etc), Kenney, 1967, Skempton, 1985, Mitchell, 1993 ; Rao, 1996; So, 1998) son muy diferentes a los de los minerales de arcilla plateada para los cuales se desarrolló el gráfico de actividad. Los suelos (NPC) que contienen minerales de arcilla tanto platey como non-platey así como los suelos orgánicos (O) pueden estar encima o debajo de la línea C según características y proporciones de los componentes del suelo. No siempre es fácil caracterizar los suelos que contienen minerales arcillosos no plateados y estimar tanto el contenido (si está presente) de los minerales de arcilla plateada y no plateada en el mismo suelo es imposible en las evaluaciones rutinarias de las propiedades del suelo. Sin embargo, incluso si los minerales de arcilla no platey en la fracción de arcilla de un suelo no son identificados como tales, en problemas de ingeniería su presencia hace el suelo `` más seguro '' porque las propiedades mecánicas intrínsecas de minerales arcillosos residuales (por ejemplo, el residuo Ángulo de fricción) son mejores que los de los minerales de arcilla platey.

Suelos que contienen solo minerales de arcilla de forma Platey Los límites de Atterberg gobernados por ley lineal a CF son De importancia fundamental para caracterizar y obtener Correlaciones con las propiedades mecánicas intrínsecas De los suelos porque muestran el comportamiento del suelo dominado por la fase arcillosa. Por el contrario, cuando el volumen del sistema de agua de arcilla en un suelo de muestra es igual o menor que el volumen de los vacíos de la fase no arcillosa (cuando las partículas no arcillosas están en contacto una con otra debido a la baja FC En el sistema suelo-agua) los límites de Atterberg -si es determinable- ya no se rigen por la ley lineal de CF porque el comportamiento del suelo está dominado por las características de la fase granular.

EJEMPLOS DE SUELOS PLOTADOS EN GRÁFICO DE ACTIVIDADES En la Fig. 4 los valores del índice de plasticidad (medida Y calculadas) se representan en función del lımite lıquido de la caolinita mineral de arcilla pura, la bentonita y sus mezclas como se muestra en la Tabla 3. Dado que todas las mezclas están compuestas de 100ozol, todos los valores respectivos del ındice de plasticidad deben estar sobre La línea C (independientemente de la posible interacción química entre los constituyentes). La caolinita pura y la mezcla con caulinita 75z se encuentran en la zona de arcilla de baja actividad y en la zona de arcilla de actividad media, respectivamente, mientras que las otras mezclas con 50z o más de bentonita se encuentran en la zona de arcilla de alta actividad. Las mismas mezclas trazadas en la tabla de plasticidad (figura 1) estarían todas en la zona de arcilla de alta plasticidad. Como era de esperar, los valores de los suelos residuales (con minerales de arcilla no platey) se encuentran por debajo de la línea C independientemente de su porcentaje de arcilla.

GRÁFICO DE ACTIVIDAD PARA PREVISIÓN DEL RESIDUO COMPORTAMIENTO DE LA CISTERNA DE LOS SUELOS DE COHESIVA Las correlaciones que hacen uso de las propiedades del índice son bastante comunes en la literatura sobre mecánica de suelos, especialmente para estimar el índice de compresión y el ángulo de fricción de resistencia residual drenada, De suelos de grano fino. Además, el gráfico de actividad propuesto puede ser útil para este propósito. El gráfico de actividades adaptado para estimar El comportamiento de cizallamiento residual drenado de suelos inorgánicos que contienen minerales de arcilla plateada se muestra en la presente memoria. Claramente, las siguientes consideraciones no son válidas para minerales de arcilla no platey (halloysite, allophone, attapulgita) que exhiben ángulos de fricción residual cercanos a las partículas redondas, usualmente mayores que 259 (Kenney, 1967, Wesley, 1977). Se han realizado diversos intentos para correlacionar el ángulo de fricción de resistencia residual de suelos cohesivos con sus propiedades de índice tales como el lımite de lıquido, el ındice de plasticidad, la actividad y la fracción arcillosa (Skempton, 1964, 1985, Kenney, 1967, , 1974, Seycek, 1978, Vaughan et al., 1978, Lupini et al., 1981, Mesri y Cepeda Diaz, 1986; Collotta et al., 1989; Stark et al., 1994; Wesley, 2003; Dewoolkar y Huzjak, 2005; y otros).

Skempton (1985) investigó el residuo drenado De algunas arcillas inglesas y compararon los valores de campo y laboratorio, aportando una valiosa actualización sobre la resistencia residual al cizallamiento y apoyando los tres comportamientos de cizalladura residual mostrados por Lupini et al. (1981). Los puntos de control realizados por Skempton son los siguientes - Ángulo de fricción residual de un suelo (para una Presión efectiva) depende de su porcentaje de arcilla y Tipo (actividad) de mineral de arcilla platey (Fig. 7). Específicamente, si la fracción de arcilla en un suelo es menor de 25 z, el suelo se comporta como una arena o lodo con ángulos de resistencia a la cizalladura residual típicamente mayores que 209 (Cizallamiento de rodadura). Por el contrario, cuando la fracción de arcilla en un suelo es de aproximadamente 50z, la resistencia residual es controlada casi por completo por el deslizamiento de la fricción de los minerales de arcilla plateada (Cizallamiento deslizante), y el aumento de la CF tiene poco efecto. Cuando la fracción de arcilla se encuentra entre 25z Y 50z, hay un corte de transición que implica tanto Mecanismos de cizallamiento deslizante y deslizante en partes diferentes de una zona de cizallamiento.

CONCLUSIONES El gráfico de actividad propuesto (WL, Ip), que pretende Clasifican los suelos (o su fracción) ≤425 µm utilizando los límites de Atterberg, los diers de la tabla de plasticidad previamente propuesta por el autor porque los suelos inorgánicos con minerales de arcilla plateada se clasifican (además del porcentaje de arcilla) en función de su actividad y no de Su plasticidad (plasticidad baja o alta cuando el valor límite líquido es inferior o superior a 50% respectivamente, de acuerdo con la norma ASTM). Por lo tanto, el gráfico de actividad propuesto (basado en la interdependencia entre los parámetros WL, Wp, Ip, A y CF del suelo ensayado) parece más adecuado porque la clasificación (limo y arcilla, a su vez con baja actividad, actividad media y Alta actividad) de los suelos inorgánicos comunes (≤425 µm) se basa en la cantidad y el tipo de minerales de arcilla platey y los dos efectos se incorporan en los valores límite de Atterberg del suelo ensayado. Las correlaciones para obtener un valor fiable del ángulo de fricción residual a partir de los valores de las propiedades del índice de los suelos cohesivos parecen insostenibles. Sin embargo, la localización de Atterberg limita los datos del gráfico de actividad (adaptado) para predecir el comportamiento de resistencia residual drenada de los suelos inorgánicos que contienen minerales de arcilla plateada, resultando más adecuado que las correlaciones existentes. La tabla de actividad usada para este propósito no debe reemplazar la determinación en laboratorio de resistencia al corte residual, pero puede aplicarse de la siguiente manera: A) inferir el comportamiento de cizallamiento residual de los suelos (≤425 µm) y el rango esperado de valores de ángulos de fricción residual;

B) seleccionar muestras para ensayos de resistencia residual de laboratorio; C) comparar los valores de ángulo de fricción residual (el valor experimental y el que se deduce del gráfico de actividad). Si la diferencia es notable, debemos intentar comprender las causas de la discrepancia. Teniendo en cuenta las características de comportamiento muy diferentes de los constituyentes del suelo (atribuidas tradicionalmente a fracciones inferiores o superiores a 2 µm), la distinción entre suelos de grano grueso y suelos de grano fino se basa en su porcentaje de arcilla (≤2 µm) Propuesto), podría ser muy útil para clasificar y predecir el comportamiento de ingeniería de los suelos.