Clases de Mecanica de Suelos
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8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos
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FASE SOLIDA
FASE LIQUIDA
FASE GASEOSA
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1.-SUELO PARCIALMENTE SATURADO
VOLUMEN (V)
PESO (W)
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2.-SUELO SATURADOVOLUMEN (V)
PESO (W)
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VOLUMEN (V)
PESO (W)
3.-SUELO SECO
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4.-SUELO SUMERGIDO
S. PARCIALMENTE
SATURADO
S. SECO
S. SATURADO
( POR CAPILARIDAD)
NF: nivel freático
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REL CIONES FUND MENT LES
DE L MEC NIC DE SUELOS
a) Relación de pesos. 1. Contenido de humedad (%w)b) Relación de volúmenes
2. Relación de Vacíos (%e)
3. Porosidad (%n)
100% xWs
Www
100% xVs
Vve
100% xVm
Vvn
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4. Grado de Saturación (%Gw)
_SUELO SECO
_SUELO SATURADO
_SUELO PARCIALMENTE
SATURADO
100% xVv
VwGw
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c) Relación de peso y volumen
5.peso especifico de la muestra (Ɣm)
6.peso especifico de la fase solida(Ɣs)
7.peso especifico de la fase liquida(Ɣw)
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8.peso especifico relativo a la muestra(Sm)
9.peso especifico relativo de la fase solida(Ss)
10.peso especifico relativo de la fase liquida(Sw)
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11.peso especifico de un suelo saturado(Ɣsat)
12.peso especifico de un suelo seco(Ɣd)
13.peso especifico de un suelo sumergido(Ɣ´
Vm
WsWw
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1.-En un suelo parcialmente saturado e=1.2 , %w=30% ,Ss=2.66.¿calcule su respectivo peso especifico de lamuestra y peso especifico seco?
0
0.80gr
2.66gr
3.46gr
0.40cm³
0.80cm³
1cm³
1.2cm³
2.2cm³
FG FL
FS
)2........(30
)1.........(2.1
Ws
WwW
Vs
Vve
Ss=2.66=Ɣs/Ɣₒ
Ɣs=2.66gr/cmᶟ=Ws/Vs......(3)
→
SUPUESTOVs=1(cmᶟ, ᶟ)Vm=1(cmᶟ, ᶟ)
Ws=1(gr,Kg,ton)
Ɣm=¿? Ɣd=¿?
Sabemos que Ɣₒ=1gr/cm3
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2.-Una muestra de un suelo pesa 122gr y tiene un Sm=1.82 y
Ss=2.523, si después de secado al horno la muestra pesa 144gr
¿Cuál será su volumen de solidos y cual su volumen de aire?
0
8gr
114gr
122gr
13.85cm³
8cm³
45.18cm³
21.85cm³
67.03cm³
Sm=1.82=Ɣm/Ɣₒ=1gr/cm³
Ɣm=1.82gr/cm³=Wm/Vm
Vm=122gr/1.82gr/cm³
Ss=2.523=Ɣs /Ɣₒ=1gr/cm³
Ɣs=2.523gr/cm³=Ws/Vs
Vs=45.18cm³
Datos:
Wm=122gr
Ws=114gr
Sm=1.82
Ss=2.523gr
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Es la medida que se realiza alas partículas que conforman un suelo .
Determina la gradación del suelo:
Suelo bien graduado Suelo pobremente graduado
Existen dos procesos para determinar la granulometría de unsuelo.
1)VÍA SECA :por tamizado ( tamiz o malla)
2)VÍA HÚMEDA : por sedimentación(hidrómetro)
Por tamizado
Por sedimentación partículas < N°10
partículas > N°200
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100Re
.Re% x
Ws
tenido Peso parcial t
acumuladot .Re%%100 pasaque%Acumulado
acumuladot .Re%%100 pasaque%Acumulado
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¿Qué ES EL D10,D30.D60?
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Es una propiedad de los suelos finos como laarcilla. Esta propiedad depende del contenidode humedad del suelo
• Estado seco %w = 0• Estado seco la muestra nos e con trae.
• Estado semiseco La muestra se desmoron a
• Estado Plástico La muestra se deja moldear .• Estado sem ilíqu ido Consistenc ia pasto sa
• Estado liquido Muestras con suspensión
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Limite liquido: %WLLimite plástico: %WPLimite de contracción
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1.- Se selecciona la muestra según el método de cuarteo y sepesa para luego tamizarlo por la malla Nº 40 , colcando el
material que pasa por la malla en una charola y desechar elmaterial retenido en la malla
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2.- del material de la charola se toma una porción de suelo deaproximadamente 150 grs y se colca en la vasija de porcelana y se
mezcla con agua
Se amasa el suelo que pasa el tamiz #40 con agua hasta
conseguir una pasta homogénea.
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3.- Se limpia la copa de casagrande
Se calibra con el ranurador la copa de Casagrande
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4.- en la copa de Casagrande se coloca una porción de muestra
y se enrasa con la espátula de manera de obtener una masa de
1 cm de espesor en forma uniforme .
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Mediante el ranurador se hace una ranura a lo largo de la muestra
de 2mm de ancho.
Mediante el ranurador se hace una ranura a lo largo de la
muestra de 2mm de ancho.
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Se toma parte del suelo Para determiner su contenido de humedad.
Se llevan los recipientes que contienen el suelo húmedo a pesar.
Luego, se los lleva a estufa y una vez seco el suelo, se lo vuelve a
pesar.
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N° N° degolpes
%w
1° 14 W1
2° 22 W2
3° 34 W3
4° 27 W4
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El límite plástico (LP) es la frontera entre el estado
plástico y el semisólido de un suelo.
En este estado el suelo puede ser deformado
rápidamente o moldeado sin recuperación elástica,
existen cambios de volumen, agrietamiento o
desmoronamiento.
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Ejercicio:En una prueba de limite liquido y limite plástico se obtuvieron los siguientesresultados
LIMITE LIQUIDOENSAYO N°GOLPES
Peso + suelohumedo
Peso capsula+ suelo seco
Peso capsula
1 35-35 35.77 22.48 14.15
2 24-25 36.55 24.40 16.85
3 15-16 33.42 21.03 13.45
4 7-8 35.17 21.65 13.50
LIMITE PLÁSTICO1 17.30 16.00 13.95
2 16.86 16.50 13.48
%W=Ww
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Ww Ws %W
13.29 8.33 159.544
12.15 7.55 160.927
12.39 7.58 163.456
13.52 8.15 165.890
Ww Ws %W
1.30 2.05 63.415
1.36 2.02 67.327
%Wp= (Wi+Wii)/2 = (63.415+67.327)/2 = 65.371
%W= (Ww/WS) =(13.290/8.330 )100= 159.544
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DEL EJERCICIO ANTERIOR
Limite liquido = 1.61% 160.9% = 161%
Limite plástico = 65.37%IP=índice de plasticidad o índice plásticoIP = L.L – LP = 161%-65.37% = 95.630
Este resultado nos indicaIP ESTADO DE
CONSISTENCIA
0-3 PLASTICIDAD NULA = N.P
3-15 LIGERAMENTEPLASTICIDAD
15-30 BAJA PLASTICIDAD
>30 ALTAMENTE PLASTICO
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DEL EJERCICIO ANTERIOR
Limite liquido = 1.61% 160.9% = 161%
Limite plástico = 65.37%IP=índice de plasticidad o índice plásticoIP = L.L – LP = 161%-65.37% = 95.630
Este resultado nos indicaIP ESTADO DE
CONSISTENCIA
0-3 PLASTICIDAD NULA = N.P
3-15 LIGERAMENTEPLASTICIDAD
15-30 BAJA PLASTICIDAD
>30 ALTAMENTE PLASTICO
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Sala de la curva granulométrica. Como se obtiene la curva de fluidos- con #
golpes y porcentaje de humedad. Limite liquido de un suelo con # de 25 golpesque de cerrar un estado plástico a estadoliquido.
Con los 25 golpes es el limite liquido. Limite plástico también es el promedio del
ensayo realizado (plástico - semi seco) conbastocitos de Ø 3mm.
Se procede a obtener el contenido húmedo. LP= promedio (2) contenido de humedad.
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Existen varios mètodos, pero los masusados y generalizados son:
1. METODO AASHTO
2. METODO SUCS (Sistema Unificadode Clasificaciòn de Suelos)
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EXPLICACION DEL METODO
Realiza una Clasificaciòn General en 2campos:
- Materiales Granulares (menos o igual al
35% de la muestra pasa por el TamizNª200),
- Materiales Limoarcillosos (mas del 35%
de la muestra pasa por el tamiz Nº200)
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A su vez el mètodo AASHTO clasifica alsuelos en Grupos y Subgrupòs:Grupos (7): A-1, A-2, A-3, A-4, A-5, A-6,
A-7Subgrupos (8) : A-1a, A1b, A-2-4, A-2-5, A-2-6, A-2-7 A-7-5, A-7-6
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Calculando el Indice de grupo:
I.G.- es un valor que representa la calidaddel material, cuanto menos sea el valormejor serà la calidad del suelo.
NOTA:
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Suelo 1: I.G =3.62 = 4, A-7, A-7-6Suelo 2: IG = 0,56 = 1, A-1, A-1-aSuelo 3: I.G = 16,13 = 16, A-7, a-7-6Suelo 4: I.G = 0,19 = 0, A-2, A-2-6
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EJERCICIOS
1.-CLASIFIQUE EL SUELO
Retenido en la malla 200:20%(respecto al total)Pasa la malla N°4: 92% ( respecto al total)
Cu=4; Ce=1.5
En la fracción fina:LL=250%LP=100%
Ret.malla N°200 : 20%%Q.P.T N°200 : 80% > 50%
Suelo de partículas finas
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Lo definimos en la carta de plasticidad
Ec línea A
IP=0.73(LL-20)LL=250 IP= 167.9
(250,167.9) es un punto cota enla línea A
Mi suelo (250,150)
Resp : OH ( porque loslimites de plasticidad estáncerca de la línea A)
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2.- Clasifique el siguiente suelo:
Retenido en la malla N° 4 :10%Pasa N°4 y es retenido en la malla 200: 60 %Pasa 200:30%
Cu=4 ; Cc=2
LL=40%
LP=25%
%30
%60
%10 N°4
N°200 %Ret.M N°200: 70%>50% Suelo de
Part.Grueso
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Gravas
Arenas +50% pasa por T N°4= 90%
SW Cu = 4>6 no cumple1
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Ec. línea A
IP=0.73(LL-20)LL=40 IP=14.6 (40,146) es un punto corto en la línea “A”
Mi suelo (40,15) este punto se ubica arriba dela línea “A”
SP- SC
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determinar el OCH y el MDS
optima cantidad de humedad
máxima densidad seca
estándar (12000lbpie/pie³)
Proctormodificado(56000lbpie/pie³)
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ENS YO DE PROCTOR
EST ND RD
ENSAYO DE PROCTORMODIFICADO
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Ec=(W*n*N*h)/(Vm)
Donde:
W=peso de martillo
n=numero de capasN=numero de golpes
h=altura de caída del martillo
Vm=volumen de golpe
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1.98
1.99
2.00
2.01
2.02
2.03
2.04
2.05
2.06
2.07
2.08
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Contenido de humedad %
Densidad
Seca(gr/cm
3)
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TAMIZ PESO RETENIDO %RET. PARCIAL %ACUMULADO RETENIDO
3/4" 9938.6 38.82 0
3/8" 7954.7 31.07 69.89
N°4 5143.2 20.09 20% METODO "A"
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Mínimo 4 ensayos
6”
6000gr Wn= 24kg
(1) (2) (3) (4)
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TAMIZ PESO % RETENIDO
3/4" 6 532 25.17x6000=1 510.2
3/8" 5 927 22.84x1000=1 370.4
N°4 10 255 34.52x 6000=2571.2
< N°4 3233 12.47x6000=748.2
∑=25 947 ∑=6000
GRANULOMETRÍA
M t 1
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Muestra 1
2% →del peso de la muestra
Ww = 2% (6000gr) = 120grVw = 120ml =120cmᶟ
W recipiente = W molde =
2669grV molde = 2032cmᶟ
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W suelo compactado + molde = 7873gr
ρ húmeda = ρ suelo compactado =compactadosueloV
compactadosueloW
W suelo compactado = ( W suelo compactado + molde ) – Wmolde
= 7873gr – 2669gr = 5204gr
V suelo compactado = V molde =2032 cmᶟ
ρ húmeda=3/56.22032
5204
cm gr
gr
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W recipiente = 23gr (1)
W recipiente + suelo húmedo = 178.2gr (2)
W recipiente + suelo seco = 166.8gr (3)
(2) – (3) = Ww = 11.4gr
(3) – (1) = Ns =143.8gr
N° 22
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% W1 = 1008.143
4.11 x
gr
gr 7.93%
ρ d1 3/37.20793.01
3/56.2cm gr
cm gr
W suelo compactado7958 – 2669 = 5289
ρ h= 2032
5289
-
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RECIPIENTE
N° 24 →
=23 (1)=169.8 (2)=158.76 (3)
(2) - (3) =11.04
(3) - (1) =135.76
% W1
16.8100
76.135
08.11 x
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CONTROL DE COMP CT CION
EN C MPO
Es necesario calcular el grado decompactación del suelo
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METODO DEL CONO DE REN
Trabaja como en un frasco devidrio o plástico, en un cono demetal unido a su parte superior.
Se denomina cono de arenaporque el ensayo trabaja conarena calibrada denominadaarena Ottawa ,arena cuarcipicapreviamente lavada y secadapasa por la malla #10 y se retiene
en la malla # 20;de densidadconocida , me permite hallar elvolumen de suelo compactado.
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Wsuelo compactado=Wsuelo fino + grava= 3929gr
humedad = finos=material < 3/4
tamizamos¾
Para determinar el volumen del hoyo. El volumen del hoyo=V suelo compactado=V
fino+grava.
finosV
finosW
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W frasco+arena =6315gr
arena=475 gr/c
peso de arena del cono =1763 gr
W arena que queda=2321
W arena empleada
W arena en excavación
W arena empleada= W arena en el cono +W arena en laexcavación
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arena=W arena en la excavación
V arena en la excavación
V arena en la excavación =W arena en la excavación = 512.54arena
V arena en excavación=V material extraído = V suelocompactado
V suelo compactado=V finos + grava =1512.54
V finos=( V finos + grava) – V grava =1512.54 – 48.00=1464.54
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CONTROL DE COMP CT CION
m.d.s=2.32gr ARENA CALIBRADA
o.c.h=5.7% arena=1.44gr/cm3
Wfrasco+ Arena qpasa= 2932gr
100%G.C95% m.d.s. labd
Vfinos
Wfinos compactado
4/3
suelo
Tamiz FinosGrava
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SPEEDY O HUMEDÓMETRO
15gr suelo +15gr carbono de calcio
100
%1
W
hd
Carburo de calcio