Mec. Suelos II Unidad

7/24/2019 Mec. Suelos II Unidad

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MECANICA DE SUELOS IMECANICA DE SUELOS I

II SEGUNDA UNIDAD : Relaciones

Volumtricas y Gravimtricas.


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2.1.- FASES DEL SUELO2.1.- FASES DEL SUELO

En el suelo puede observarse la existencia de una fase slida formada por laspartculas minerales, una fase lquida que seria el agua intersticial libre y unaparte gaseosa que rene al aire o vapores producto de la descomposicin

orgnica atrapados entre los slidos.

GA

!"#$"%&

'!"%&

VmVv

Vs

Va

Vw

Vs

Volmenes (v !esos (w

"a # $

"w

"s

"m

(resentando en un corte bloque esquemtico de una muestra de suelo

Vm # Volumen total %e la masa %el suelo

Vs # Volumen %e s&li%os

Volumen %e los l'ui%os (a)ua

Va # volumen %el aireVv # Volumen %e vac'os.

"m # !eso total %e la masa %el suelo

"s # !eso %e los s&li%os

"w # !eso %el l'ui%o"a # !eso %el aire # $

)olmenes *v+ (esos *+


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2.2.- RELACION DE PESOS Y VOLUMENES2.2.- RELACION DE PESOS Y VOLUMENES

En *ec+nica %e Suelos, se relaciona el -eso %e las %istintas ases %el suelo

con sus volmenes corres-on%ientes, -or me%io %el conce-to %el -eso

es-ec'ico.

!eso es-eciico a-arente ( m:/onoci%o como -eso volumtrico, %ensi%a% a-arente, -eso es-eciico %e masa

m# "m # "s 0 "w11111..(2

Vm Vm

!eso es-eciico %el a)ua ( w: o# w11111111111111111..En con%iciones -r+cticas

m # "w

Vw

!eso es-eciico %el a)ua %estila%a ( o

: a 34/ y a !.A:n.m. en sistemas %eriva%os %el mtrico %ecimal es i)ual a 2 &

a una -otencia %e 2$.

!eso es-eciico %e los s&li%os ( s:

s# "s 1.........................................(5 5.3 6 s 6 )r7cm8

Vs


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En los laboratorios de -ecnica de uelos puede determinarsefcilmente el peso de las muestras medas y secas en el orno o estufa yel peso especfico relativo de los suelos. Estas magnitudes no son lasnicas cuyo clculo es necesario, es preciso obtener relacionesvolum/tricas y gravim/tricas para poder determinar otras magnitudesen t/rminos de estas.

(eso Especfico 0elativo1 )iene acer la relacin entre el peso especficode la sustancia y el peso especfico del agua destilada a 23 4 y su5eta a

una atmsfera de presin.

RELACION

DEP

ESOSY

VOLUMENES

RELACION

DEP

ESOSY

VOLU

MENES!eso es-eciico relativo %e la muestra ( Sm:

Sm#m # "w11111111..1111..(8

o Vm o

!eso es-eciico relativo %e la muestra ( Sm:

Ss # s # "s1111..1111..1111..(3

o Vso


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2.3.- RELACIONES FUNDAMENTALES PARA EL MANEJO DE2.3.- RELACIONES FUNDAMENTALES PARA EL MANEJO DELAS PROPIEDADES MECANICAS DE LOS SUELOS.LAS PROPIEDADES MECANICAS DE LOS SUELOS.

5.8.2.9Relaci&n %e vac'os (e:o tamin conoci%o como -ro-orci&n %e vac'os

e# Vv 1111111111111..11..(;

Vs

$ < e < 111111111variaci&n teorica

$.5; < e < 2;11111111..variaci&n -ractica

$.5; !ara arenas muy com-actas a 2; !ara arcillas altamente com-resiles.

5.8.5.9!orosi%a% (%:

%# Vv 1111111111111..11..(=

Vm

$ 11111111..variaci&n -r+ctica

5.8.8.9Gra%o %e saturaci&n ( G" > :

Gw > # Vw? 2$$1111111..(@

Vv

$> < Gw < 2$$>

$1111111.Suelos secos

2$$111111.suelos satura%os

5.8.3.9/onteni%o %e ume%a% ( "> :

" > # "w ? 2$$1111111..(B

"s


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2.4.- CORRELACION ENTRE LA RELACION DE VACIOS Y POROSIDAD.-2.4.- CORRELACION ENTRE LA RELACION DE VACIOS Y POROSIDAD.-

i consideramos una muestra de suelo, adoptando el valor de la unidad para el volumende slidos se obtiene1

GA

!"#$"%&

'!"%&2

E#$E-A %E $6A -$E70A %E $E!&

olucin1

8+ 4omo dato )s 9 8, incgnitas )m, )v, :s, :.

;+ 4onsideramos el concepto s


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2.5.- FORMULAS PARA SUELOS SATURADOS Y PARCIALMENTE SATURADOS.-

2.5.1.- SUELOS SATURADOS.-2.5.1.- SUELOS SATURADOS.-

!"#$"%&

'!"%&

Vw

2


"w

"s

!"#$"%&

'!"%&

Vw

Vs


"w

"s

2

*a+ *b+En la figua !a" #$n%i&'a($% V% ) 1 * 'n !+" #$n%i&'a($% V( ) 1

olucin *a+ olucin *b+

1".- &' la f$(ula !," $+'n'($%S% ) /%0V%$../% ) S%$2".- &' la f$(ula !" $+'n'($%

' ) V0V%..V% ) '3".- D'l #$n#'4$ &'l $$+'n'($%

$) /50VV 6 4'$ V5 )VV) '

$ ) /50'.5/) ' $

1".- &' la f$(ula !7" $+'n'($%) V0V(....) V2".- &' la f$(ula !," $+'n'($%

S% ) /%0V% $../% )!1-" S%$3".- &' la f$(ula !3" $+'n'($%

$) /50V56 .5/) $

!"#$"%&

'!"%&

e

2

Volmenes (v

e o !"#$"%&

'!"%&

2 9

Volmenes (v

o

2

*a+ *b+

20e

Ss o (29Ss o

!esos (w !esos (w


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FORMULASP

ARASUEL

OSSATURADOS

FORMULASP

ARASUELOSSATURADOS

FORMULAS PARA SUELOS SATURADOSFORMULAS PARA SUELOS SATURADOS

4.1.- de la for!la "#$ o%&e'eo()4.1.- de la for!la "#$ o%&e'eo()

/ ) /50/% ) ' $0S% $' ) / S%.!11"

4.2.- de la for!la "1$ * "+$4.2.- de la for!la "1$ * "+$

S( ) ( 0 $......................(0 $() S% $8 ' $0 1 8 '

S( ) S% $8 ' $) S% 8 ' ) S% !1 8 /" ) 8 !1 - " S%...!12" ! 1 8 ' "$ 1 8 ' 1 8 S% 5

() S( $ ) S% 8 ' $) S% !1 8 /" $) 8 !1 - " S% $..........!13" .


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2.5.2.- FORMULAS PARA SUELOS PARCIALMENTE SATURADOS2.5.2.- FORMULAS PARA SUELOS PARCIALMENTE SATURADOS

GA

!"#$"%&

'!"%&

Va

Vs #2


"a # $ GA

!"#$"%&

'!"%&


"s # 2

C$n%i&'a($% 'n l$% '%9u'(a% !a" V% ) 1 * 'n !+"6 /% ) 1olucin *a+ olucin *b+

1".- &' la f$(ula !" $+'n'($%

V ) '2".- &' la f$(ula !," $+'n'($%

S% ) /%0V% $../% ) S% $3".- &' la f$(ula !:" $+'n'($%

/ ) /50/%/5 ) / S% $

1".- &' la f$(ula !," $+'n'($%S% ) /%0 V% $) V% ) 1 0 S%$

2".- &' la f$(ula !:" $+'n'($%/ ) /50/%/5 ) /

3".- &' la f$(ula !2" $+'n'($%%) /%0/%) 10V%.' ) V0V%

V ) ' 0 S% $

GA

!"#$"%&

'!"%&

e

2

!esos (w

GA

!"#$"%&

'!"%&


"w # "

Volmenes (v

20e

/ S% $

S% $

' 0 S% $

1 0 S% $a b


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FORMULASFORMULAS

2.8.C de la formula *8+, *>+ y *+ obtenemos12.8.C de la formula *8+, *>+ y *+ obtenemos1de *8+de *8+

mm99 8 8 .. ss..........................................................................*82+..........................................................................*82+

8 e8 e

mm99 :s ::s :9 s9 s oo : s : s oo)m 8 e)m 8 e

s 9s 9


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2..3.- PESO VOLUMETRICO SECO O DENSIDAD SECA !2..3.- PESO VOLUMETRICO SECO O DENSIDAD SECA ! & "& "

( ) /( ) /% 8 /5

V( V(Si /5 ) ;

() &) /%!1


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2..,.- SUELOS SUMERIDOS2..,.- SUELOS SUMERIDOSuelos parcialmente saturado

uelos saturado

Agua adsorvida

!mite decapilaridad

!imite de agualibre

uelo sumergido

9 )

Empu5e idrosttico 9 )o

sumergido 9 )

C )o

sumergido 9 )* C o+


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PESO ESPECIFICO DE LA MASA SUMERIDA !PESO ESPECIFICO DE LA MASA SUMERIDA ! B( "B( "

En suelos aCo el nivel re+tico (suelo sumer)i%o el em-uCe i%rost+ticoinluye en los -esos es-ec'icos tal como se anota, ya ue los suelos suren un

em-uCe ascensional ue en ma)nitu% es i)ual al volumen %el l'ui%o

%es-laa%o. En el c+lculo caso %el -eso es-ec'ico a-arente %ee contem-larse

la -osiili%a% %e ue este se encuentre totalmente satura%o

m # mF 2 (en )r7cm811111111111..(2B

5.;.2.9 Suelos satura%os

Ss # ss F 2 111111111111111111111.(2

Sm # Sm F 2 11111111111111111111..(5$

!"#$"%&

'!"%&

e

2

Volmenes (v

eo20e

*b+

Ss o

!esos (w

De la i)ura.

m9 s K 8 o9 s K 8 o


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PESO ESPECIFICO DE SLIDOSPESO ESPECIFICO DE SLIDOSSUELO

S(gr/cm3) SUELO S(gr/cm

3)

ARENA DE CUARZO 5.=; *HN*HRIJJHNIA 5.32

GRAVA 5.5; A 5.3$ /AHJINIA 5.=$

LIMO 5.=; A 5.=B /UARKH 5.==

ARCILLA ARENOSA 5.=B A 5.@5 /AJ/IA 5.@5

ARCILLA GRAVOSA 5.@8 A 5.@; *I/A 5.B$ A 5.$

POROSIDAD Y RELACION DE VACIOS

SUELO POROSIDAD % RELACION DE VACIOS e

GRAVA 3$ A ; $.=@ A 2.55

GRAVA ARENOSA 2; A 3$ $.2B@ A $.=@

ARENA 5$ A ;$ $.@; A 2.$$

LIMO ARENOSO 5$ A 8$ $.5; A $.38

LIMO 3$ A =; $.=@ A 2.B;

ARCILLA COMPACTA 5$ A 3$ $.5; A $.=@

ARCILLA GRAVOSA 3$ A $ $.=@ A 5.$$

ARCILLA RIGIDA 8$ A ;$ $.38 A 2.$$

ARCILLA PLASTICA 3$ A @$ $.=@ A 5.88

FANGO (BARRO) @$ A $ 5.88 A 5.$

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