Contracción.

Un suelo fino que contenga en su mayor parte partículas compuestas de minerales de arcilla variará de volumen de acuerdo a su contenido de humedad, por lo tanto a medida que aumente el contenido de humedad también proporcionalmente aumentará su volumen, la Figura 1.36 muestra la relación entre el contenido de humedad y el volumen del suelo.
 
Figura 1.36. Variación del volumen respecto al contenido de humedad.

Los cambios de volumen con respecto al contenido de humedad obedecerán la trayectoria que se muestra en la Figura 1.36, al cambio de volumen por pérdida de humedad se lo llama contracción del suelo.

Determinación del límite de contracción (LC).

El límite de contracción es un contenido de humedad específico que divide la consistencia sólida de la semisólida del suelo y establece el contenido de humedad máximo que el suelo tolera antes de sufrir cambios en su volumen, este límite será:

LC = w0 Dw                                                                           [1.57]
Donde:
LC = Límite de contracción del suelo.
w0 = Contenido de humedad del suelo en consistencia líquida.
Dw = Cambio del contenido de humedad durante la contracción.

Puede determinarse el límite de contracción para suelos que tienen un tamaño de partículas que pasan el tamiz Nro. 40, para lo cual la muestra de suelo debe ser humedecida lo suficiente hasta que alcance una consistencia líquida, entonces se procede a determinar el contenido de humedad de una parte de la muestra suelo para ese estado que será: w0.
La otra parte de la muestra es vaciada en un cilindro cerámico de tal forma que quede completamente lleno del suelo, este cilindro previamente es cubierto con un gel de petróleo (vaselina) para evitar que él suelo se adhiera a él, como se muestra en la Figura 1.37a.
 
Figura 1.37. Determinación del límite de contracción (Das, 1998).
(a) Muestra de suelo en consistencia líquida. (b) Muestra de suelo sin contenido de humedad.

Se deja secar al aire la muestra en el cilindro cerámico por 6 horas, luego debe completarse el secado del suelo en horno. La Figura 1.37b muestra que como resultado de la pérdida de humedad el suelo quedará reducido en volumen, se determina la masa de suelo para esta condición que será: MF.

Para determinar el cambio del contenido de humedad primero deben determinarse el volumen inicial del suelo antes de perder humedad y después que ha perdido toda su humedad. El volumen inicial del suelo se determinará vaciando mercurio al cilindro cerámico vacío hasta que esté completamente lleno, conociendo la gravedad específica del mercurio y el peso que ocupa este en el cilindro, se determina el volumen que ocupa este que será: Vi.
Para determinar el volumen final se introduce la muestra seca de suelo en el cilindro lleno de mercurio, la masa del mercurio que es desplazado por el suelo será: Md.
Entonces el volumen final del suelo (VF) será:



El cambio de contenido de humedad que experimenta el suelo durante la etapa de contracción, entre el contenido inicial y el contenido en el límite de contracción será:



El límite contracción proporciona indicios de la estructura de las partículas del suelo, puesto que una estructura dispersa suele producir un límite de contracción bajo y una estructura floculante origina un límite de contracción elevado (Whitlow, 1994).

Casagrande sugiere que puede hacerse una estimación del límite de contracción con el gráfico de plasticidad. En la Figura 1.38 se muestra que la línea A y U interceptan en un punto de coordenadas: LL = – 43.5 y LP = – 46.5, determinando el índice de plasticidad y el límite líquido del suelo, estos pueden ser ubicados con un punto A en el gráfico de plasticidad, si se une con una línea el punto A con el punto de intersección de las líneas A y U, el punto que intercepte en el eje del límite líquido corresponderá al límite de contracción.
 
Figura 1.38. Estimación del límite de contracción con el gráfico de plasticidad (Das, 1998).

Ensayo de contracción unitaria.

En el caso de suelos que tengan muy poco contenido de partículas compuestas de minerales de arcilla, los ensayos de límite plástico y líquido pueden producir resultados no confiables. En tales casos mediante el ensayo de la contracción lineal es posible obtener una aproximación importante del índice de plasticidad, con la ecuación:

IP = 2.13 CL                                                                            [1.58]

Donde: CL es la contracción lineal del suelo.

El suelo estando en consistencia líquida es vaciado al molde pequeño que se muestra en la Figura 1.39 hasta llenarlo completamente, entonces se deja secar al aire el molde hasta que el suelo se despegue del molde y luego para completar el secado el suelo es secado en horno, de forma similar al ensayo para determinar el límite de contracción
 
Figura 1.39. Molde para el ensayo de contracción lineal.
Se mide la longitud de la muestra seca y se determina la contracción lineal que será:

                                             [1.59]
Donde:
CL = Contracción lineal del suelo.
LS = Longitud después del secado.
LI = Longitud inicial.

Índice de contracción (IC).

El índice de contracción es un parámetro utilizado como indicador del cambio de volumen respecto al cambio del contenido de humedad, determinado en base al ensayo del límite de contracción, este índice será:

                                           [1.60]
Donde:
IC = Índice de contracción del suelo.
Ms = Peso del suelo seco.
VF = Volumen final del suelo luego de ser secado.

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