CLASIFICACIÒN DE LOS SUELOS Fabián Hoyos Patiño I.G. M.Sc. Grupo de Geotecnia Escuela de Ingeniería Civil Facultad de Minas 02/2006
Objetivo Des esar arrrol olla larr un unaa fo form rmaa sis iste tem mát átic icaa de desc de scriribi bir, r, ca cara ract cter eriz izar ar y cla clasi sififica carr lo loss su suel elos os ístticas y Agrupar suelos de caracterís prop pr opie ieda dade dess ge geot otéc écni nica cass si simi mila lare res. s. Prop opon oner er cor orre rela laci cion ones es pl plau ausi sibl bles es en entr tree Pr cate ca tego gorí rías as de cl clas asifi ifica caci ción ón y pro propi pied edad ades es geoté ge otécn cnic icas as re rele leva vant ntes es.. tree categorías de Proponer correlaciones entr clasificación
Clasificación genética versus clasificación geotécnica. Criterios de clasificación Clasificación genética Procesos que dieron origen a los suelos y controlan sus propiedades
Clasificación textural Tamaño predominante de partículas.
Clasificación geotécnica Características y propiedades que controlan su comportamiento Granulometría Plasticidad
Grandes grupos de suelos Cohesivos
Arcilla
Granul Gran ular ares es o no Cohesivos limo 0.002
0.075
Arena
Grava 2.36
Tama Ta maño ño de pa part rtíc ícul ulaa (m (mm) m) Plasticidad
Sin plasticidad
Cantos 63
Bloques 200
Distr Dis tribu ibuci ción ón gr gran anul ulom omét étric ricaa
Propor Prop orci cion ones es re rela lati tiva vass de di dife fere rent ntes es ta tama maño ñoss de pa part rtíc ícul ulas as en el suelo. Suspension de suelo Factor Fac tor imp import ortant antee en la car caract acteri erizac zación ión de sue suelos los gru grueso esogra granul nulare aress o no cohesivos. Sin imp import ortanc ancia ia en los los sue suelos los fin finogr ogranu anular lares es o cohes cohesivo ivoss.
100
80
h drometer g n i s 60 s a P %
sieve
fines
sands
gravels
40
D10 = 0.013 mm
20 D
30
D30 = 0.47 mm D60 = 7.4 mm
0 0.001
0.01
0.1
1
10
100
Grain size (mm)
Curva granulómetrica
Puede encontrar la fracción de gravas, arenas y finos. Puede definir diámetros característicos D10, D30, D60...
Suelos bien y mal gradados Suelos bien gradados
Amplio intervalo de tamaños de partículas Gravas: Cc = 1-3 & Cu >4 Arenas: Cc = 1-3 & Cu >6
Suelos mal gradados
Otros, incluyen dos casos (a) Suelos Uniformes – partículas en un intervalo estrecho de tamaños (b) Con pocas partículas en intervalos dados
Densidad relativa (Dr) Medida de la compacidad de un suelo grueso granular expresado como un porcentaje 0
100
Suelto
Denso
Dr =
emax − e emax − emin
Conocido tambien como Indice de densidad (ID).
Consistencia de suelos granulares Densidad Relativa (%)
Consistencia
0-15
Muy suelto
15-35
Suelto
35-65
Medianamente denso
65-85
Denso
85-100
Muy denso
Límites de Atterberg Contenidos de agua que separan los diferentes estados de un suelo finogranular Límites entre diferentes estados de un suelo cohesivo 0
Limite de contracción
Solido rígido
Limite plástico
Límite liquido Sólido plastico
Humedad
líquido
Límite líquido Límite líquido (wL or LL): La arcilla fluye como un líquido viscoso cuando w > LL La resistencia al cortante es 2 kPa Contenido máximo de agua con el que la arcilla puede amasarse
Límite plástico Límite pástico (wP or PL): Contenido mínimo de agua con el que puede amasarse la arcilla
Límite de contracción Límite de contracción (wS or SL): Contenido de humedad por debajo de la cual el volumen del suelo no se reduce al secarse
Índice de plasticidad (PI) Intervalo de contenido de agua en el que el suelo presenta plasticidad Índice de Plasticidad = Límite líquido – Límite plástico
0
Límite de contracció
Límite plastico
Límite liquido plasticidad
Humedad
Clasificación de suelos finogranulares Basada exclusivamente en LL y PI Plasticidad intermedia Plasticidad baja
60
t i 40 m i L d i u q i L 20
Plasticidad alta
) A 0 2 a L n e ( í L L 3
Arcillas
7 . 0 = P I
Limos
0 0
20
50
Límite líquido
100
Clasificación UNIFICADA Suelos gruesogranulares
Suelos finogranulares
% de finos 0
5
12
XY
50
e.g., CH
e.g., SM XA e.g., GP
100
YB
XA-XY e.g., GP-GC
X: Gruesos
Y: Finos
A: Gradacion
B: Plasticidad
G = Gravas
M = Limos
W = Bien gradado
H = LL > 50
S = Arenas
C = Arcillas
P = mal gradado
I = 35 < LL < 50 L = LL < 35
Clasificación ASHTO
Resumen Análisis por tamizado – para suelos grueso granulares. Análisis por Hidrometro – para la fracción finogranular Límites de consistencia para los suelos finogranulares y pra la fracción finogranular del suelo Clasificar los suelos gruesogranulares por granulometría y los suelos finogranulares por plasticidad mediante los Límites de Atterberg (Carta de Casagrande)
Unidades geomorfológicas y formaciones superficiales
Unidad geomorfológica.
Extensión cartografiable de terreno, con rasgos topográficos, definidos.
Formación superficial
Tipo de terreno caracterizado por unas características homogéneas, asociadas a un origen común
Suelos residuales versus suelos transportados
Suelos residuales
Perfil de meteorización.
Suelos transportados
Depósitos
Perfil de meteorización
Denominación
Símbolo
Descripción
Suelo residual
RS
Suelo residual derivado de la meteorización in situ , la textura y estructura del material parental completamente destruida 100% suelo.
Roca 0/30%
PW 0/30
0-30% en volumen de fragmentos de roca: La masa conserva la textura y estructura del material parental (saprolito). El contenido de roca no afecta el comportamiento a la cizalladura de la masa, pero sí las discontinuidades heredadas del material parental. El contenido de roca puede ser significativo para efectos de investigación y construcción.
Roca 30/50%
PW 30/50
30 a 50% de roca. Tanto el contenido de roca como las discontinuidades heredadas pueden afectar la resistencia al corte de la masa.
Roca 50/90%
PW 50/90
50 a 90% de roca. Estructura interconectada.
Roca 90/100%
PW 90/100
Más del 90% de la roca. A lo largo de las discontinuidades se presentan pequeñas cantidades de material convertido a suelo.
Símbolo
Descripción
Denominación
Ι
Suelo Residual
Ι-A
Horizonte A
Ι-B
Horizonte B
Ι-C
Horizonte C Saprolito
Roca Meteorizada ΙΙ
ΙΙ-A
Gruss
ΙΙ-B
Roca parcialmente meteorizada. ΙΙΙ
Roca sana
ΙΙΙ
Roca sana
Zona de eluviación,. Es generalmente rica en material orgánico.
Zona de iluviación. El material está tan alterado que hay muy poca evidencia del material parental y ninguna estructura de la masa rocosa.
Conserva las estructuras originales de la roca parental. Estructuras heredadas y minerales con orientaciones idénticas a la de la masa rocosa
Zona de transición. Contiene núcleos de roca que forman entre el 10% y el 95% de su volumen
Roca con algo de decoloración y alteración a lo largo de las discontinuidades.
Roca sana, en algunos casos intensamente fracturada.
Suelo residual maduro
Saprolito
Gruss
Suelos transportados Agente de transporte/energía de sedimentación.
