MECANICA DE SUELOS
MECANICA DE SUELOS
1. ORIGEN Y CLASIFICACION DE SUEL SUELOS OS
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1. ORIGEN Y CLASIFICACION DE SUEL SUELOS OS
MECANICA DE SUELOS
1.1. INTRODUCCION – CONCEPTOS BASICOS La mecánica de suelos se ocupa del estudio teórico y práctico de las prop propie ieda dade dess y comp compor orttami amient ento mecá mecáni nicco de los los mat materi eriale ales térr érreo eoss - suel suelos os,, y de su respue spuessta ant ante la acci acción ón de fuer fuerzzas apli apliccadas adas en su entorno orno físi físicco. Es la ciencia que estudia el comportamiento mecánico de las masas de suelo que se encuentran bajo la acción de fuerzas producidas por fenómenos natu naturrales ales ó impu impues esttos por por el homb hombrre. Inicia como consecuencia de la utilización del medio geológico para obras superf superfici iciale aless y subte subterr rráne áneas. as. El sue suelo pue puede ser ser ut utililiizado ado como como:: Material como estructura: Túneles, galerías, taludes, etc. Soporte de estructuras: Cimentaciones, edificios, presas, etc. Material de construcción: Escolleras, pedraplenes, rellenos, etc. •
•
•
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1.1. INTRODUCCION – CONCEPTOS BASICOS El comportamiento reológico de los materiales es distinto y puede variar en el tiempo, al variar las condiciones de esfuerzo, alteración o meteorización y por la influencia del agua. La meteorización causa desintegración y descomposición de los materiales térreos: genera cambios en la estructura química y física de los materiales y en el comportamiento mecánico de los mismos. El agua genera reducción de la resistencia, presiones al interior y altera las propiedades. Conocer parámetros de permeabilidad y flujo. Las propiedades deben evaluarse teniendo en cuenta las condiciones de agua y flujos subterráneos.
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1.1. INTRODUCCION – CONCEPTOS BASICOS División de la Mecánica de Suelos MECANICA DE SUELOS
MECANICA DE SUELOS NO SATURADOS
MECANICA DE SUELOS SATURADOS
Limos y Arcillas naturales
Arenas y Gravas **
Limos y Arcillas naturales, desecados
Limos y Arcillas compactadas
Suelos transportados
µµww <≥o0
Suelos residuales
µw < 0
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1.1. INTRODUCCION – CONCEPTOS BASICOS CLASIFICACION DEL
• •
AGUA EN LOS SUELOS
•
Agua Gravitacional Agua Retenida Químicamente • • Tensión superficial Capilaridad • Agua Higroscópica
SATURACION. Agua de gravedad. Drenaje rápido.
CAPACIDAD DE CAMPO. Agua capilar. Drenaje lento. Humedad utilizable.
PUNTO DE MARCHITAMIENTO PERMANENTE. Humedad no utilizable.
Agua higroscópica. Secado a alta temperatura.
SUELO SECO.
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1.1. INTRODUCCION – CONCEPTOS BASICOS MECANISMOS DE RETENCION DE AGUA EN LOS SUELOS
h
2 * T r
*
• •
1
Tensión superficial Adsorción de agua •
Enlaces de hidrógeno
•
Adsorción polar
•
Adsorción de cationes
•
Fuerzas de Van der Waals
w •
Adsorción osmótica
•
Efectos combinados
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1.1. INTRODUCCION – CONCEPTOS BASICOS Presión de poros negativa con respecto a la atmosférica. SUCCION DEL AGUA DEL SUELO
• • •
Evaporación
Succión total Succión matriz Succión osmótica
(h) (hm) (ho) ℎ = ℎ + ℎ
Evapotranspiración Equilibrio
Evaporación excesiva
Recarga de un suelo desecado
Al momento de la formación
Fisuras por desecación NIVEL FREATICO
Esfuerzo Total
Presión del aire en los poros
Presión del agua
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1.1. INTRODUCCION – CONCEPTOS BASICOS Daños asociados con variaciones de la succión
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1.2. SUELOS - ROCAS Por el difícil acceso al interior de la tierra, lo que se dice a sido conocido y estudiado por modelos computacionales y experimentos de laboratorio. Mucho de lo que se sabe del planeta es gracias al estudio de las ondas sísmicas
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1.2. SUELOS - ROCAS Capas de la tierra
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1.2. SUELOS - ROCAS •
•
•
•
Los movimientos rápidos de las capas de la tierra generan los terremotos Los movimientos lentos general el pliegue de las capas y la formación de las montañas El Pozo Superprofundo de Kola (KSDB) o SG-3 es el nombre que recibe un proyecto de prospección científica de la URSS para profundizar en la corteza terrestre Se detuvo la perforación pues se tenia que trabajar a temperaturas superiores de los 180°C
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1.2. SUELOS - ROCAS MINERALES Sustancia natural. Inorgánica. Composición química y propiedades físicas definidas. Estructura interna ordenada. •
•
•
•
Mineral : Cuarzo
Mineraloide : Ópalo MECANICA DE SUELOS
1.2. SUELOS - ROCAS CLASIFICACIÓN DE LOS MINERALES CLASIFICACIÓN – DESCRIPCIÓN - FORMACIÓN
Petrográficos
Descripción de la roca
Petrogenéticos
Origen de la roca
Formación
Cristalización por enfriamiento, reacción ante soluciones, precipitación de soluciones, sublimación de gases.
Singenéticos
Se forman al mismo tiempo que la roca madre
Epigenéticos
Se forman después que las rocas, por alteración de singenéticos
Esenciales
Se forman por asociación de elementos, sin reacción química. 99% de la roca.
Accesorios
Se forman por pre-existencia de otros elementos, con reaccónes químicas. No participan en el comportamiento de la roca (1% de la roca)
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1.2. SUELOS - ROCAS PROPIEDADES DE LOS MINERALES Forma Color y raya
Cristalina
Caras planas definidas – ordenamiento de partículas
Amorfa
Estructura interna desordenada
Un mineral puede presentar varios colores, según las impurezas. La raya es más característico que el color. Manera como refleja la luz natural
Lustre y brillo
Clivaje
Fractura Dureza
Vítreo (cuarzo)
Sedoso (espato lustroso)
Mate o terroso (caolín)
Grasoso (ópalo)
Perlado (talco)
Facilidad de romperse en alguna dirección, debido a la disposición de los átomos Clivaje perfecto (mica)
Clivaje bueno (feldespato – calcita)
Superficie que presenta el material al romperse Concoidea (vidrio)
Irregular (calcita)
Astillada (lutita)
Resistencia a la abrasión o rayado con otra sustancia Resistencia a deformarse o fragmentarse por impacto (mayor a su resistencia)
Tenacidad
Maleables: se laminan
Elásticos: recuperan su forma
Dúctiles: se estiran
Inelásticos: no recuperan su forma
Dafeneidad
Comportamiento ante la luz: transparentes, traslúcidos, opacos.
Peso específico
Peso de una sustancia cuando comparada con otra que sirve de referencia, p. e. agua.
Estabilidad química
Estabilidad interna y ante reacciones. MECANICA DE SUELOS
1.2. SUELOS - ROCAS PROPIEDADES DE LOS MINERALES Forma cristalina
Color
Lustre o brillo
Raya
Clivaje
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1.2. SUELOS - ROCAS PROPIEDADES DE LOS MINERALES Dureza
Peso especifico
Fractura
Tenacidad
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1.2. SUELOS - ROCAS MINERALES FORMADORES DE ROCA
GRUPOS
SUBGRUPOS
MINERALES
DUR
COLOR
LUSTRE
RAYA
ALTERA A
PRESENCIA
Ortosa
6
Blanco, rosa, amarillo, gris
Vítreo
Blanca
Caolinita, muscovita, sericita
I claras: cuarzo, mica, M: gneis, S: areniscas.
Plagioclasa
6
Anortita Bitownita Abradorita Andesina Oligoclasa Albita
Vítreo Vítreo Oscuro Oscuro -
Blanca Verde Gris Blanca
Caolinita -
I, M Gabros Basaltos Basaltos Andesita -
Muscovita
2,5
Claro (blanco, gris, amarillo, incoloro)
Perlado
Incolora
Arcilla
I, S, M
Biotita
3
Oscuro (pardo, verde, negro)
Nacar
Incolora
Olivino
7
Verde oliva, gris, rojo
Vítreo
Claro
Augita
6
Verde oscuro
Vítreo
Verde o gris
Hipersteno
5-6
Pardo oscuros, negro o verde
Vítreo
Incolora
Arcillas y limos
I oscuras
Verde oscuro
Vítreo
Verde o gris
Clorita, arcilla. Limo
I intrusivas, M
Blanco o gris
Terroso
Blanca o gris
Feldespatos
Micas
SILICATOS
Olivinos
Piroxenos
I, M Serpentita
I oscuras, M I oscuras
Anfibol Anfiboles
Horblenda Caolinita
Arcillosos
Ilita
1-3
S.A.
Blanco, amarillo
Montmorillonita MECANICA DE SUELOS
1.2. SUELOS - ROCAS MINERALES FORMADORES DE ROCA
GRUPOS
MINERALES
DUR
COLOR-
LUSTRE
RAYA
Cuarzo Hematita Limolita Magnetita
7 6 5 6
Claros o2 incoloro Negro, gris, café Pardo, amarillo Negro
Vítreo Metálico Térreo Metálico
Blanca Roja Amarilla Negra
I claras, M, S S, M
Calcita Dolomita Aragonita SIderita
3 3-4
Incoloro o claro Incoloro o claro
Blanca Blanca
I, S, M S
4
Blanco, gris, claro
Vítreo o nacar
Blanca
M, S
SULFUROS
Pirita Calcopirita
6 3-4
Amarillo Amarillo dorado
Metálico Metálico
SULFATOS
Yeso Anhidrita
2 3
Incoloro o claro Incoloro o gris
Vítreo Vítreo
M, S
FOSFATOS
Apatito
4-6
Verde, pardo, azul
Grasoso
I
MINERALES DE ALTERACIÓN
Talco Clorita Sericita
1 1-2
Verde -
Grasoso Nacarado Vítreo
M, S I, M
OXIDOS
CARBONATOS
SG
Vítreo Vítreo
ALTERA A
PRESENCIA
I, M
Limolita
S, M M
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1.2. SUELOS - ROCAS GRUPOS DE MINERALES S O T A C I L I S
S O T A N O B R A C
Olivino
Calcita
Augita
Dolomita
Biotita
Cuarzo
S O T A F L U S
Yeso
Plagioclasa
Anhidrita
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1.2. SUELOS - ROCAS GRUPOS DE MINERALES
S O E L I S X O O R D I D X I O H
S O R U F L U S
Hematita
Pirita
Limonita
S O S D O A T T A A R C I D L I I S H
Gibbsita
Caolinita
S O R U L A H
Halita
Montmorillonita
Ilita
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1.2. SUELOS - ROCAS SUELO Producto de la meteorización (física y química) de las rocas, por la exposición a la atmosfera.
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1.2. SUELOS - ROCAS Escala de Wentworth
Denominación
Tamaños
Bloques
> 256 mm
Cantos
64 mm – 256 mm
Gravas
2 mm – 64 mm
Arenas
1/16 mm – 2 mm
Denominación
Tamaños
Limos
1/256 mm – 1/16 mm
Gravas
> 2 mm
Arcillas
< 1/256 mm
Escala del MIT
Arenas Limos
Gruesa
2 mm – 0,6 mm
Media
0,6 mm – 0,2 mm
Fina
0,2 mm – 0,06 mm
Grueso
0,06 mm – 0,02 mm
Medio
0,02 mm – 0,006 mm
Fino
0,006 mm – 0,002 mm
Arcillas
< 0,002 mm
Coloidales
< 1/100000 mm
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1.2. SUELOS - ROCAS CLASIFICACIÓN DE SUELOS SEGÚN ORÍGEN
Sedimentados – Residuales
Depósitos residuales
Gravas residuales, arenas y arcillas
Depósitos acumulados
Turba, ciénagas, pantanos Rezumas orgánicas, coquinas Precipitados químicos como sales
Gravitacionales
Talus, acantilados de escombros, material de avalancha, flujo o deslizamiento
Aluviales
Aluviones, conos de deyección, terrazas
Eólicos
Dunas, polvo volcánico, materiales arrastrados por el viento
Glaciales
Morrenas
Lacustres y marinos
Playas, depósitos de fondo
Transportados
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1.2. SUELOS - ROCAS PERFIL DE SUELOS - ROCAS Suelo residual (SR)
Sin rastros de roca madre, materiales arcillosos en su mayoría, permeables y con baja capacidad de carga
Roca completament e meteorizada (RCM)
Con estructuras heredadas, como diaclasas que tuvo la roca; se pueden encontrar fragmentos de roca rodeadas por alteraciones.
Roca altamente meteorizada (RAM)
Fragmentos de roca friable que se desintegran fácilmente por impacto; materiales arenosos con partículas de arcilla y limo.
Roca moderadamen te meteorizada (RMM)
Bloques de roca de tamaño considerable pero separados por estructuras heredadas; es una roca con algún grado de dureza y posibilidad de uso como estrato portante.
Roca débilmente meteorizada (RDM)
Inicia la meteorización química, como la oxidación en las discontinuidades; el grado de fracturamiento influye en su capacidad portante; otras propiedades dependen de la roca madre.
Roca sana o fresca (RF)
Roca original, sin meteorización; dependiendo del tipo de roca se determinan sus ventajas y desventajas. Fuente: http://biogeotesttoni.blogspot.com.co
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1.2. SUELOS - ROCAS ROCAS Se llama roca al material compuesto de uno o varios minerales como resultado final de los diferentes procesos geológicos. Geol. Sustancia mineral que por su extensión forma parte importante de la masa terrestre. •
•
N O I C A C I F I S A L C
E T N E M A C I G O L O E G O T N I U E S M N A Ú T G R E O S P M O C
ÍGNEAS
Formadas por solidificación de magma
SEDIMENTARIAS
Formadas por litificación
METAMÓRFICAS
Formadas por calor y presión
COHERENTES
Presentan resistencia a la disgregación
INCOHERENTES
Presentan componentes débilmente unidos se disgregan fácilmente
PLASTICAS
Después de un esfuerzo permanecen deformadas. MECANICA DE SUELOS
1.2. SUELOS - ROCAS
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1.2. SUELOS - ROCAS
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1.2. SUELOS - ROCAS ROCAS SEDIMENTARIAS •
•
•
•
Se forman por litificación Su textura depende de su tamaño, pueden ser simples o compuestas. Su resistencia dependen bastante del tipo y cantidad del cementante. Su resistencia a excavación y estabilidad después de esta, depende en gran parte a la posición de sus estratos.
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1.2. SUELOS - ROCAS
MECANICA DE SUELOS
1.2. SUELOS - ROCAS
MECANICA DE SUELOS
1.2. SUELOS - ROCAS
MECANICA DE SUELOS
1.2. SUELOS - ROCAS
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1.2. SUELOS - ROCAS ESTRUCTURAS DE LAS ROCAS ROCAS
ESTRUCTURAS PRIMARIAS
BATOLITOS ÍGNEAS
LACOLITOS MANTOS TABULARES DIQUES
ESTRUCTURAS SECUNDARIAS
DIACLASAS FALLAS PLEGAMIENTOS SIMÉTRICOS
SEDIMENTARIAS
ESTRATOS HORIZONTALES
PLEGAMIENTOS ASIMÉTRICOS PLEGAMIENTOS TUMBADOS DIACLASAS
METAMÓRFICAS
FOLIADAS O MASIVAS
FALLAS MECANICA DE SUELOS
1.2. SUELOS - ROCAS
MECANICA DE SUELOS
1.2. SUELOS - ROCAS PROCESOS DE FORMACION DE ROCAS Y SUELOS •
•
•
•
•
•
Magma Fusión Intrusión Presión Temperatura Hidrólisis
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1.2. SUELOS - ROCAS METEORIZACION Meteorización física (desintegración): Dilatación y/o contracción térmica. Descompresión litostatica. Acción física del agua (gelifluxión y solifluxión) Acción física de seres vivos •
–
–
–
–
•
Meteorización química (descomposición): Carbonatación Agua (disolución de carbonatos y bicarbonatos). Oxidación. Seres vivos. –
–
–
–
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1.2. SUELOS - ROCAS CICLO DE FORMACIÓN DE SUELOS Y ROCAS
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1.2. SUELOS - ROCAS Un criterio ampliamente utilizado para establecer límites entre roca y suelo hace referencia al valor de la resistencia a la compresión simple. Actualmente se ubican en valores del orden de 1 a 1.25 MPa. Suelos duros o rocas bandas se encontrarán en la zona de transición.
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1.2. SUELOS - ROCAS
MECANICA DE SUELOS
1.2. SUELOS - ROCAS
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1.3. PROPIEDADES FISICAS DE LOS SUELOS NATURALEZA DE LOS SUELOS 1. Los suelos son materiales multifase 2. La sobrecarga en el esqueleto o en el agua pueden llevar a la falla 3. Los suelos son productos heterogéneos de la naturaleza. 4. Muestra inalterada a) Composición original b) Estructura original c) Estado de esfuerzos original
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1.3. PROPIEDADES FISICAS DE LOS SUELOS RELACIONES DE FASE Suelo compuesto por materia sólida, líquida y gaseosa. FASE SOLIDA : Mineral o materia orgánica. FASE LIQUIDA: Agua que llena los poros.
FASE GASEOSA: Aire que llena los poros no ocupados por agua.
Relaciones físico químicas entre las tres fases, dependen de temperatura, presión, concentración iónica, etc. MECANICA DE SUELOS
1.3. PROPIEDADES FISICAS DE LOS SUELOS RELACIONES DE FASE Factores que influyen en propiedades físicas de los suelos: proporciones relativas entre los volúmenes y pesos de las fases componentes. Gravimétricas
Diagrama de fases. Volumétricas AIRE AGUA
SÓLIDOS
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1.3. PROPIEDADES FISICAS DE LOS SUELOS RELACIONES DE FASE PESO
VOLUMEN 0
AIRE
VA VV
W
WW
WS
AGUA
SÓLIDOS
VW
V
VS
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1.3. PROPIEDADES FISICAS DE LOS SUELOS HUMEDAD
w
(% )
Propiedad importante en suelos finos Influye en resistencia del suelo
w
WW WS
100%
Límite: contenido de humedad necesario para que todos los poros se llenen.
SATURACION
s
(% )
Influye en resistencia al corte y permeabilidad. No necesariamente influenciada por la localización del suelo con respecto al nivel freático.
s
VW VV
100%
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1.3. PROPIEDADES FISICAS DE LOS SUELOS RELACION DE VACIOS
e
Influye en la permeabilidad del suelo y en la estructura. Los sólidos se consideran incompresibles. Cualquier cambio en el volumen total debe estar acompañado de flujo de agua.
e
0
MUY SUELTA 15
VS
emin e emax
Dr
emax
VV
e max - e e max - e min
100%
e SUELTA
emin
MEDIA
35
DENSA
70
85
MUY DENSA
100
MECANICA DE SUELOS
1.3. PROPIEDADES FISICAS DE LOS SUELOS
POROSIDAD
PESO UNITARIO
n
(% )
(W/V)
n
VV V
100%
W V
PESO UNITARIO DEL AGUA W
WW VW
MECANICA DE SUELOS
1.3. PROPIEDADES FISICAS DE LOS SUELOS
POROSIDAD
PESO UNITARIO
n
(% )
n
(W/V)
VV V
100%
W V
PESO UNITARIO DEL AGUA W
WW VW
10 kN/m3 1 ton f/m3 1 g f/cm3 62.4 lb f/pie3 MECANICA DE SUELOS
1.3. PROPIEDADES FISICAS DE LOS SUELOS PESO UNITARIO DE SÓLIDOS S
WS VS
PESO UNITARIO SECO d
WS V
Importante en el análisis de compactación: relación peso unitario humedad = facilidad del proceso y grado de compactación.
PESO UNITARIO SUMERGIDO b SAT W
Tiene aplicación en problemas de infiltración en problemas de gradiente hidráulico crítico. MECANICA DE SUELOS
1.3. PROPIEDADES FISICAS DE LOS SUELOS PESO ESPECIFICO M ATERIAL
G
M ATERIAL DE REFERENCIA
PESO ESPECIFICO DE SOLIDOS Gs
S W
Depende del mineral que constituye el suelo
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1.3. PROPIEDADES ÍNDICE DE LOS SUELOS Propiedades que se utilizan para correlacionar comportamientos o realizar clasificación. TAMAÑO
S GRUESOS
Bloques
diam > 2m
Cantos
20cm < diam < 2m
Guijarros
3” < diam < 20cm
Gravas
No 4 < diam < 3”
Arenas
No 200 < diam < No 4
FORMA DE LAS PARTICULAS
Resistencia al corte, impacto, vibración y compresión. MASIVA /// DE PLATO /// DE AGUJA MECANICA DE SUELOS
1.3. PROPIEDADES ÍNDICE DE LOS SUELOS GRADACION O DISTRIBUCION GRANULOMETRICA Prueba de tamizado mecánico para suelos gruesos NORMAS ASTM DENOMINACION
D (mm)
3"
75
2"
50
1 1/2"
37.5
1"
25
3/4"
19
3/8"
9.5
No 4
4.75
No 8
2.36
No 10
2
No 20
0.85
No 40
0.425
No 100
0.150
No 200
0.075
MECANICA DE SUELOS
1.3. PROPIEDADES ÍNDICE DE LOS SUELOS GRADACION O DISTRIBUCION GRANULOMETRICA
100
) % ( a s a p e u q e j a t n e c r o P
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0,01
0,1
1
10
100
1000
10000
Diámetro del tamiz (mm) MECANICA DE SUELOS
1.3. PROPIEDADES ÍNDICE DE LOS SUELOS GRADACION O DISTRIBUCION GRANULOMETRICA
100
) % ( a s a p e u q e j a t n e c r o P
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0,01
0,1
1
10
100
1000
10000
Diámetro del tamiz (mm) MECANICA DE SUELOS
1.3. PROPIEDADES ÍNDICE DE LOS SUELOS GRADACION O DISTRIBUCION GRANULOMETRICA
100
) % ( a s a p e u q e j a t n e c r o P
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0,01
0,1
1
10
100
1000
10000
Diámetro del tamiz (mm) MECANICA DE SUELOS
1.3. PROPIEDADES ÍNDICE DE LOS SUELOS
C U
d 60
C C
d10
2 d 30
d10 d 60
100
) % ( a s a p e u q e j a t n e c r o P
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0,01
0,1
1
10
100
1000
10000
Diámetro del tamiz (mm) MECANICA DE SUELOS
1.3. PROPIEDADES ÍNDICE DE LOS SUELOS
C U
d 60
C C
d10
2 d 30
d10 d 60
100
) % ( a s a p e u q e j a t n e c r o P
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0,01
0,1
1
10
100
1000
10000
Diámetro del tamiz (mm) MECANICA DE SUELOS
1.3. PROPIEDADES ÍNDICE DE LOS SUELOS Propiedades que se utilizan para correlacionar comportamientos o realizar clasificación. CONSISTENCIA
S FINOS
Y
Forma y tamaño de las partículas
PLASTICIDAD
MECANICA DE SUELOS
1.3. PROPIEDADES ÍNDICE DE LOS PROPIEDADES SUELOS INDICE Partículas de arcilla
Caolinita – (Hexágonal)
DE LOS SUELOS
Haloisita (Aguja)
MECANICA DE SUELOS
1.3. PROPIEDADES ÍNDICE DE LOS SUELOS
Hidrómetros MECANICA DE SUELOS
1.3. PROPIEDADES ÍNDICE DE LOS SUELOS CURVA GRANULOM ETRICA
100,0 90,0 80,0 70,0 a a
s
60,0 P e q
u
50,0 ej a t e
n
40,0 r
c o P
30,0 20,0 10,0 0,0 0,100
0,010
0,001
Tamaño (mm) Dos m es es
Caracte rización
MECANICA DE SUELOS
1.3. PROPIEDADES ÍNDICE DE LOS SUELOS Propiedades que se utilizan para correlacionar comportamientos o realizar clasificación. Estado físico de un suelo CONSISTENCIA según su contenido de agua
S FINOS
Y
PLASTICIDAD
Capacidad de cambiar de forma sin cambiar de volumen neto
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1.3. PROPIEDADES ÍNDICE DE LOS SUELOS Curva de consistencia Volumen
IP
Contenido de humedad natural
liquido
plástico
sólido
sólido semi-plástico Contenido de humedad WC
WP
WL
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1.3. PROPIEDADES ÍNDICE DE LOS SUELOS LIMITE LIQUIDO
Contenido de humedad con el cual el suelo deja de tener un comportamiento líquido y pasa a un comportamiento de tipo plástico. Contenido de agua para el cual una ranura hecha en un suelo requiere de 25 golpes para cerrarse en una longitud de 1 cm. Aparato: Casuela Aparato: Casuela de Casagrande. Casagrande. 100 gr pasa tamiz No. 40. Se determina por interpolación a diferentes humedades
HUMEDA HUM EDAD D (%)
25
LOG N
MECANICA DE SUELOS
1.3. PROPIEDADES ÍNDICE DE LOS SUELOS
LIMITE PLASTICO
Contenido de humedad en la cual se produce una tran tr ansi sici ción ón en entr tree la fal alla la pl plás ásti ticca y la fal alla la fr frág ágilil..
Con una humedad menor el suelo no exhibe algu al guna na de deffor orma maci ción ón pe perm rman anen ente te y se senc ncililla lame ment ntee se fr fract actur uraa sin pr prese esent ntar ar de defo forma rmació ción n plá plást stic ica. a.
Contenido de agua para el cual el suelo comienza a desmoronarse cuando se hacen rollos de 3 mm de diá iám metr tro o y 100 mm de lo long ngit itud ud..
Pér érdi dida da de coh ohes esió ión n po porr fal altta de hu hume meda dad. d.
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1.3. PROPIEDADES ÍNDICE DE LOS SUELOS LIMITE DE CONTRACCION
Contenido de humedad a partir del cual el suelo se comporta como un sólido, cambia de humedad sin cambio de volumen bajo baj o esf esfuer uerzo zo co cons nsta tant nte. e. Míni Mí nimo mo co cont nten enid ido o de ag agua ua pa para ra co comp mpor orta tami mien ento to pl plás ásti tico co.. Cont Co nten enid ido o de ag agua ua pa parra vo volu lume men n mí míni nimo mo po porr se seccad ado. o. Menor contenido de agua en el cual el suelo puede estar saturado. Griet Gr ietas as de tr tracc acción ión:: (Co (Cont ntra racci cción) ón).. Evapo Ev apora ració ción n y aba abatim timien iento. to. Ensayo a partir de una pasta saturada, secada al aire en un molde mo lde esp especi ecial. al. Inm Inmer ersió sión n en me merc rcur urio. io. Menor contenido de agua en el cual el suelo puede estar saturado. P, Tº y HR influencian el proceso. proceso. MECANICA DE SUELOS
1.3. PROPIEDADES FISICAS DE LOS SUELOS •
Indices –
Índice de plasticidad:
IP
W L
W P
Medida preliminar de la plasticidad de un suelo. –
Índice de consistencia 0.5 0.5 - 0.75 0.75 - 1 1
–
Índice de liquidez
IC
LIQUIDA BLANDA RIGIDA DURA
IL
W W L W W L P
W
W P IP
MECANICA DE SUELOS
1.3. PROPIEDADES FISICAS DE LOS SUELOS
•
•
•
Actividad
Cambio de volumen
A
IP % en peso menor de 2 μ m
S
3.6 10 5 A 2.44 C 3.44
S
2.16
10
3
(IP) 2.44
Compresión inconfinada y sensitividad Desarreglo de moléculas en la capa doble difusa Destrucción de la estructura
S
qu inalterada qu remoldeada MECANICA DE SUELOS
1.4. SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN
Agrupación de suelos con similares características. Orden de magnitud de propiedades físicas y respuesta mecánica. CRITERIOS •
Granulometría
•
Características de plasticidad y consistencia.
AASHTO USC (ASTM) MECANICA DE SUELOS
1.4. SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN
AASHTO CLASIFICACION
MATERIALES GRANULARES
GENERAL
(35% o menos para por No 200) Grupos A-1 A-3 A-2 Subgrupos A -1-a A-1-b A-2-4 A-2-5 A-2-6 GRANULOMETRIA Pasa No 10 50 MAX Pasa No 40 30 MAX 50 MAX 51 min Pasa No 200 15 MAX 25 MAX 10 MAX 35 MAX 35 MAX 35 MAX CONSISTENCIA (No 40) LL IP OTRO IG TIPO DE MATERIAL SUBRASANTE
6 MAX
6 MAX
NP
0
0
0
Fragmentos de roca y grava Excelente
Arena fina
40 MAX 41 min 40 MAX 10 MAX 10 MAX 11 min 0
0
MATERIALES LIMOSOS O ARCILLOSOS
(Más del 35% pasa por No 200) A-4
A-5
A-6
A-2-7
35 MAX
41 min 11 min
A-7
A-7-5
36 min 36 min 36 min
40 MAX 41 min 40 MAX 10 MAX 10 MAX 11 min
36 min
A-8
A-7-6
36 min
41 min 41 min 11 min 11 min IP<=LL-30 IP>LL-30
INSPECCION VISUAL INSPECCION VISUAL
PARCIAL PARCIAL
Grava y arenas limosas y arcillosas Buena
ORGANICOS
Regular
Suelos limosos Baja
Suelos arcillosos Pobre
Turba, compost u oránicos N. A.
IG = (F – 35) (0.2 + 0.005 (LL – 40)) + 0.01 (F – 15) (IP – 10) F
Pasa No 200
LL
Límite líquido
IP
Indice de plasticidad MECANICA DE SUELOS
1.4. SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN
MECANICA DE SUELOS
1.4. SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN
USC Casagrande 1942 Bureau of Reclamation de EEUU
G
Gravas
W
Bien gradado
S
Arenas
P
Pobremente gradado
C
Arcillas
H
Alta compresibilidad
M
Limos
L
Baja compresibilidad
O
Orgánicos
Pt
Turbas
MECANICA DE SUELOS
1.4. SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN
USC 70
CARTA DE PLASTICIDAD
IP (%)
LINEA U IP = 0.9(LL-8)
60
CH o OH
50
40
30
MH o OH
CL o OL LINEA A IP = 0.73(LL-20)
20
10
ML o OL
CL - ML
LL (%)
0 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
MECANICA DE SUELOS
1.4. SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN
MECANICA DE SUELOS
1.4. SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN F1>50% Grava
F1<5% Granulometría
Cu>=4 y 1<=Cc<=3 No cumple
5%<=F1<=12% Granulometría y plasticidad
Cu>=4 y 1<=Cc<=3, Finos C Cu>=4 y 1<=Cc<=3, Finos M No cumple, Finos C No cumple, Finos M
12%
Finos C Finos M
F1<5% Granulometría
Cu>=6 y 1<=Cc<=3 No cumple
5%<=F1<=12% Granulometría y plasticidad
Cu>=6 y 1<=Cc<=3, Finos C Cu>=6 y 1<=Cc<=3, Finos M No cumple, Finos C No cumple, Finos M
F<50% Suelo grueso
F1<=50% Arena
12%
GW GP GW GW GP GP
GC
–
GM
–
GC
–
–
GM
GC GM
Finos C Finos M
SW SP SW SW SP SP
SC
–
SM
–
–
–
SC SM
SC SM
CH CL
Inorgánicos
MH ML
F>=50% Suelo fino
CL
–
ML
Orgánico F F1 Cu Cc
Pasa No 200 Retenido No 4 Coeficiente de uniformidad Coeficiente de curvatura
OH
< 0,75
OL
MECANICA DE SUELOS
1.4. SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN
MECANICA DE SUELOS
1.4. SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN
MECANICA DE SUELOS