MECANICA DE SUELOS Y ROCAS

“PROPIEDADES FISICAS E INDICES DE SUELOS”

Que presenta el Ingeniero CivilCORONADO ZULOETA OMAR

Para la Cátedra correspondiente:20014 - II

CAPITULO III

FACULTAD DE INGENIERIA, ARQUITECTURA Y URBANISMOESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

CONTENIDO

1.- Introducción2.- Composición de Suelos3.- Contenido de Humedad de Suelos4.- Peso Unitario de los Suelos5.- Índice de Vacíos de los Suelos6.- Porosidad de los Suelos7.- Densidad Relativa de Suelos8.- Grado de Saturación de Suelos9.- Peso Especifico Saturado y

Sumergido

INTRODUCCIÓN

P. FísicasP. Físicas ÍndiceÍndice

Una propiedad índice es cualquier propiedad del suelo utilizada en la clasificación del suelo.

Antes de poner en práctica la definición anterior, se debe establecer un conjunto de principios que rigen la elección de las propiedades índice apropiadas. Parece que las propiedades índice deben poseer los siguientes atributos:1. La propiedad debe ser simple de expresarse, preferentemente debe tener valor numérico.2. Debe ser posible de medirse rápidamente.3. La medición de la propiedad debe ser de bajo costo.4. La propiedad debe ser significativa.5. La medición debe ser reproducible.

aire

agua

sólidos

Pesos

Wa0

Ww

Ws

Wm

Volúmenes

Va

Vw

Vs

Vm

Vv

aire

agua

sólidos

capa contráctil

Volúmenes

Va

Vw

Vs

Vm

Vc

Wm

Pesos

Wa0

Ww

Ws

Wc

Diagrama de cuatro fases de un suelo no saturado

COMPOSICIÓN DE SUELOS

Fase Sólida

FactoresFactores

TamañoTamaño

Granos GruesosGranos Gruesos

EstructuraEstructura

CalidadCalidad

FormaForma

Granos FinosGranos Finos

FlocularFlocular

Celular o de ParedCelular o de Pared

Granular o SimpleGranular o Simple

TerzaghiTerzaghi

LambeLambe

DispersiónDispersión

FloculaciónFloculación

Características de la partícula del suelo

Angulosa : Resistencia al desplazamientoResistencia al corteLas partículas se trituran con facilidad

Redondeada : Resistencia a la compresiónBaja resistencia al desplazamientopor vibración

FormaSuelos Granulares

FormaSuelos Granulares

TamañoTamaño

Composición MineralSuelos Finos

Composición MineralSuelos Finos

Caolinitas Ilitas Montmorilonitas

Bloques : Fragmentos de roca mayores a 300 mm Bolones : Fragmentos de roca de 80 ( 3” ) a 300 mm Gravas : Agregados sin cohesión de 4,76 a 80 mm ( 3” ) Arenas : Partículas de roca sin cohesión de 0,074 a 4,76mm Limos : Suelo de grano fino, no plástico de 0,002 a 0,074mm Arcillas : Suelo fino cohesivo, plástico de tamaño menor a 0,002mm .

Características de la masa del suelo

Grado de finura y uniformidad detectado con el tactoTexturaTextura

Cantidad de agua en los suelos, medida como Porcentaje sobre el suelo seco.

EstructuraEstructura

Suelos no cohesivos :

e máx. => Suelo suelto e mín. => suelo compacto Suelos cohesivos : Depende de la composición mineral .

Puede ser floculada o dispersa

ConsistenciaConsistencia

CompacidadCompacidad

HumedadHumedad

Grado de adherencia y resistencia frente a cargas, propia de los

suelos finos. Medida subjetiva expresada mediante los

Límites de Atterberg

Fase Liquida

Higroscópica Capilar

Gravitacional

Agua

CONTENIDO DE HUMEDAD DE LOS SUELOS

Es la relación, en %, del peso del agua del espécimen, al peso de los sólidos. El problema es ¿cuál es el peso del agua?. Para tal efecto debemos señalar que existen varias formas de agua en el suelo, y unas requieren más temperatura y tiempo de secado que otras para ser eliminadas. En consecuencia, el concepto “suelo seco” también es arbitrario.

PESO UNITARIO DE LOS SUELOS

PESO ESPECÍFICO RELATIVO

Estado Mas Compactado

Estado Más suelto

minmax

max

eeee

C natr

Donde:emax = Relación de Vacíos del Suelo en su estado mas suelto

emin = Relación de Vacíos del Suelo en su estado mas compacto

Enat = Relación de vacíos del Suelo en su estado Natural

DENSIDAD RELATIVA DE LOS SUELOS

Cuando es menor la gama de tamaños de las presentes y cuando mas pequeñas y angulares son las partículas menor es la compacidad mínima.

Cuando mayor es la gama de tamaños presentes, mayor será la compacidad máxima .

DETERMINACIÓN DE LOS SUELOS GRANULARES APARTIR DE LA COMPACIDAD RELATIVA

Compacidad Relativa Cr % Denominación

0 - 15 Muy Bueno 15 - 35 Suelto 35 - 65 Medio 65 - 85 Compacta 85 - 100 Muy Compacta

La humedad de los suelos granulares saturados varia desde del 0.1%. Para arenas secadas al aire hasta mas del 10%.

INDICE DE VACIOS DE LOS SUELOS

Es la relación entre el volumen de vacíos y el de los sólidos. Su valor puede ser e > 1 y alcanzar valores muy altos.

POROSIDAD DE LOS SUELOS

Se define como la probabilidad de encontrar vacíos en el volumen total. Por eso 0 < n < 100% (se expresa en %). En un sólido perfecto n = 0; en el suelo n = 0 y N = 100%.

GRADO DE SATURACIÓN DE LOS SUELOS

Se define como la probabilidad de encontrar agua en los vacíos del suelo, por lo que 0 £ S £ 100%. Físicamente en la naturaleza S diferente de 0%, pero admitiendo tal extremo, S = 0% para un suelo seco y S = 100% para un suelo saturado.

PESO ESPESIFICO SUMERGIDO

Esto supone considerar el suelo saturado y sumergido. Al sumergirse, según Arquímedes, el suelo experimenta un empuje, hacia arriba, igual al peso del agua desalojada.

FASES UNITARIAS

FASES UNITARIAS

Porosidad, relación de vacíos y peso unitario de suelos típicos en estado natural (Terzaghi - Peck)

FORMULARIO

FORMULARIO

FORMULARIO

Ejercicios de Aplicación

Una muestra de Suelo no Completamente saturada tiene un Volumen de 38cc y pesa 56.2 gr. Luego de secarse al horno su peso es de 44.1 gr. Siendo el peso específico relativo de la muestra de 2.6, hallar la humedad relativa y el porcentaje de humedad de la muestraNota:HR = (Volumen de vacíos llenos de Agua / Volumen de su masa)

Ejercicio de Aplicación

Se dan los siguientes datos para un suelo: n = 0.45, Gs = 2.68 y w = 10%. Determine la masa de agua por añadirse a 10 m3 de suelo para tener una Saturación Plena.