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Mecánica de suelos Generalidades M. En I. Jorge A. Castro Ca stro Viazcán Viazcán
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Mecánica de suelos
¿Qué es la ingeniería geotécnica? Es la rama de la inge in geni nier ería ía ci civi vill qu que e tr trat ata a del estudio y la solución de los problemas relacionados con el com co mpo port rta amie ient nto o de los los suelos y rocas.
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¿Qué es la mecánica de suelos? Es la rama de la ingeniería geotécnica que estudia las propiedades y comportamiento físico de los suelos.
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¿Qué es un suelo?
Un suelo desde el punto de vista de la Mecánica de Suelos es un agregado natural de partículas minerales que pueden ser separados por medios mecánicos como por ejemplo: la agitación con agua
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Tipos de suelos(Desde el punto de vista de la Geología) Suelos residuales Aquellos que permanecen en el sitio donde fueron formados
Suelos transportados Son aquellos formados por los productos de alteración de las rocas removidos y depositados en otro sitio diferente al de su origen, siendo los principales agentes de transporte: el agua, el viento, los glaciares, la gravedad, etc. De acuerdo a su forma de transporte, estos suelos pueden dividirse en :
-Suelos aluviales -Suelos lacustres -Suelos eólicos - Depósitos de piemonte
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Ciclo de formación de los suelos
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Tipos de suelos(Desde el punto de vista de la Mecánica de Suelos) Suelos gruesos Gravas: Tamaños de 3” a 4.75 mm( Malla N°4)
Arenas : Tamaños de 4.75 mm(Malla N°4) a 0.074mm(Malla N°200)
Suelos finos Limos: Tamaños de 0.074 mm(Malla N°200) a 0.002 mm ( 2 micras) Arcillas : Tamaños menores a 0.002 mm( 2 micras)
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1.2 Factores geológicos que influyen en las propiedades de los suelos Desintegración mecánica -Congelación de agua -Cambios de temperatura -Efectos de los organismos -Esfuerzos tectónicos -Efectos telúricos -Efectos de gravedad
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Descomposición química - Descomposición química al reaccionar los minerales de la roca con el ácido carbónico producido por el agua y el bióxido de carbono producido por el aire. - Las rocas ígneas y silíceas contienen feldespato, propio del granito, lo que produce suelos de tipo arcilloso por ejemplo Illita. - Materiales formados por hidróxidos de fierro. Es por eso que en general en regiones con altos índices de humedad ,se encuentran suelos finos (limos y arcillas)
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1.3 Características y estructuración de los suelos
Un suelo nunca es un mero agregado desprovisto de organización, al contrario, sus partículas se disponen en forma organizada, siguiendo leyes naturales y según la acción de fuerzas que son susceptibles de análisis.
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Estructura simple
Producida cuando las fuerzas debidas al campo gravitacional terrestre son claramente predominantes en la disposición de las partículas; es por lo tanto, típica de suelos de grano grueso (gravas y arenas limpias) de masa comparativamente importante.
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Estructura panaloide
Esta estructura se considera típica en granos de pequeños tamaños (0,02 mm de diámetro o algo menores), que son arrastrados y redepositados ya sea por el agua o por los vientos.
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Estructura floculenta Cuando en el proceso de sedimentación dos partículas de diámetros menores de 0,02 mm llegan a tocarse, se adhieren con fuerza y se sedimentan juntas; así, otras partículas pueden unirse al grupo, formando un grumo con estructura similar a un panal. Cuando estos grumos llegan al fondo, forman a su vez panales, cuyas bóvedas no están ya formadas por partículas individuales, sino por otros grumos. Generalidades
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Estructura compuesta Se considera que las estructuras anteriores rara vez se presentan puras en la naturaleza, pues la sedimentación comprende partículas de todos los tamaños y tipos, para los que rigen las leyes de la naturaleza de modo diferente. La estructura normal de un suelo, se forma en condiciones que permiten la sedimentación de partículas gruesas y finas simultáneamente; esto ocurre frecuentemente en agua de mar o lagos, con contenidos de sales apreciable, donde el efecto floculante de las sales coexiste con el arrastre de vientos, corrientes de agua, etc.
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Estructura castillo de naipe Para las arcillas una estructura tal como la que se muestra en la figura siguiente, a la cual se ha denominado en “castillo de naipes”. Debe notarse que esta estructuración, también corresponde al suelo un importante volumen de vacíos y que las reflexiones anteriores sobre consolidación de los suelos por el peso de los supra yacentes conservan su validez.
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Estructura dispersa
Algunas investigaciones modernas (1960) han indicado que una hipótesis estructural del tipo de “castillo de naipes”, en la cual las partículas tienen contactos mutuos, si bien puede aceptarse como real en muchos casos quizás no es la más estable en la que pudiera pensarse. Cualquier perturbación que pueda existir, como deformación por esfuerzo cortante, tiende en general a disminuir los ángulos entre las diferentes láminas de material.
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1.4 Clasificación de las arcillas en base a su estabilidad
Caolinitas Son arcillas estables. Fórmula química (OH)8 Al4Si4O10
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Illitas Son arcillas colapsables. Su fórmula química es (OH)4K2(Al4Fe4Mg4Si8)O20
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Montmorillonitas Son arcillas expansivas. Su composición química se expresa mediante la siguiente fórmula: (OH)4 Al4Si8O20NH2O
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