ingenieria civil

Consistencia y plasticidad

Capítulo 4

4. CONSISTENCIA Y PLASTICIDAD.
Etimológicamente, consistencia equivale a capacidad de mantener las partes del conjunto integradas, es
decir, estabilidad y coherencia. En mecánica de suelos, sólo se utiliza para los suelos finos que,
dependiendo del contenido de agua y su mineralogía, fluyen sin romperse.
La plasticidad de un suelo se atribuye a ladeformación de la capa de agua adsorbida alrededor de los
minerales; desplazándose como sustancia viscosa a lo largo de la superficie mineral, controlada por la
atracción iónica. La plasticidad en las arcillas, por su forma aplanada (lentejas) y pequeño tamaño, es alta.
La plasticidad del suelo, depende del contenido de arcilla. Skempton (1953) expresó esta relación
matemáticamente con laactividad A de la arcilla, así:

A=

IP
% de arcilla

⇒

% de arcilla = % en peso WS de partículas con f < 2µ

• La actividadde la caolinitaes baja; Ejemplo,A = 0.38

[4.3]




• La actividadde la illita es media; Ejemplo,A = 0,90
∗
• La actividadde la montmorill
onitaes alta. Ejemplo,A = 7,20


La plasticidad de la arcilla se atribuye a la deformación de las capas de aguaadsorbida, que la liga a ella.
Stiction: es la cohesión c entre las pequeñas partículas de arcilla, responsable de su consistencia. Por sus
formas aplanadas y pequeños tamaños, la alta relación entre área y volumen de granos, y su proximidad,
se generan fuerzas interpartículas que los ligan. Estas fuerzas eléctricas que explican la cohesión tipo
stiction son varias: las fuerzas de Van derWaal, sumada a la acción de algunos cationes y a cargas
asociadas al efecto borde-cara entre granos. Si un bloque de arcilla seca se pulveriza, desaparece la
stiction: se requiere humedecer el polvo para que esta fuerza cohesiva al igual que la plasticidad
reaparezcan.
La consistencia de la arcilla seca es alta y húmeda es baja.
Atterberg (1911) establece arbitrariamente tres límites para loscuatro estados de la materia, así:
Estado líquido
Límite líquido

WL

LL

⇒

Límite plástico

WP

LP

⇒

Crece la ω

⇒

Límite de retracción

WS

LR

Estado plástico

Estado semi – sólido

Estado sólido
Tabla 4.1 Límites para los cuatro estados de los suelos finos Atterberg 1911.
Un suelo está en estado líquido (arcilla o limo muy húmedos) cuando se comporta como unfluido
viscoso, deformándose por su propio peso y con resistencia a la cizalladura casi nula. Al perder agua, ese
suelo pierde su fluidez, pero continúa deformándose plásticamente; dado que pierde su forma, sin
agrietarse. Si se continúa con el proceso de secado (de la arcilla o limo), el suelo alcanza el estado semi –
sólido, si al intentar el remoldeo se desmorona. Si se saca más agua, a unpunto en el cual su volumen ya
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Capítulo 4

no se reduce por la pérdida de agua, y el color toma un tono más claro, el estado del suelo se define como
sólido.
El estado plástico se da en un rango estrecho de humedades, comprendidas entre los límites líquido y
plástico. Este rango genera el Indice de Plasticidad IP, definido así:

IP = WL - WPdiferencia de contenido de

humedades en los LL Y LP

[4.1]

En consecuencia, los límites de Atterberg son contenidos de humedad del suelo, para suelos finos (limos,
arcillas), solamente.
4.1 Indice de liquidez IL. El contenido de humedad natural ω, que presente una arcilla o un limo en el
campo, puede compararse con sus límites W p , WL mediante el Indice de Liquidez, IL, así:

IL =

ω − ωP* 100
IP

(en %)

[4.2 ]

Si IL à 100%, el suelo en campo está cerca al LL; si IL à 0%, el suelo en campo está cerca al LP.
Pueden presentarse arcillas con IL < 0, cuando ω < W P .

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Capítulo 4

peso Wf y volumen Vf. El problema está en obtener V, y el cual se logra conociendo el peso del
f
mercurio desplazado por el suelo seco, operación que...