Mecánica de Suelos I (2010)
27
LOGO Ing. Moisés Suárez Campos. MECÁNICA DE SUELOS I
Transcript of Mecánica de Suelos I (2010)
LOGO
Ing. Moisés Suárez Campos.
MECÁNICA DE SUELOS I
OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA
Adquirir una base de conocimientos y experiencias
que permita identificar el comportamiento de los
suelos.
Utilizar apropiadamente los parámetros necesarios
que la Mecánica de Suelos ofrece para la solución
de problemas ingenieriles.
Identificar las Pruebas de Laboratorio que se
ejecutan, para la determinación de propiedades
físicas y mecánicas de suelos.
UNIDADES DEL PROGRAMA
UNIDAD TEMA
I Conceptos generales.
II Propiedades índice de los suelos.
III Estructura del suelo.
IV Compactación.
V Agua en el suelo.
VI Compresibilidad y asentamiento.
VII Análisis de esfuerzo.
VIII Análisis de resistencia.
BIBLIOGRAFÍA
Mecánica de Suelos. Juarez Badillo. (T I-III)
Mecánica de Suelos. Lambe-Whitman.
Mecánica de Suelos. Crespo Villalaz
Apuntes de clase.
http://civilgeek.blogspot.com
SISTEMA DE EVALUACIÓN
Acumulativo
Pruebas Cortas Grupales e Individuales
Foros de discusión en blog virtuales
Tareas
Trabajos Investigativos y Exposiciones
Giras de campo
Clases Prácticas (Aplicando dinámicas como
Competencias entre géneros).
UNIDAD I: Conceptos Generales
Objetivo de la Unidad:
Analizar los principales fundamentos teóricos
relacionados con la Mecánica de Suelos I, para su
posterior aplicación en problemas típicos
ingenieriles.
Karl von Terzaghi
Qué es la Mecánica de Suelos?
La mecánica de suelos es la aplicación de las leyes de
la física y las ciencias naturales a los problemas que
involucran las cargas impuestas a la capa superficial
de la corteza terrestre. Esta ciencia fue fundada por
Karl von Terzaghi, a partir de 1925.
Todas las obras de ingeniería civil se apoyan sobre el
suelo de una u otra forma, y muchas de ellas,
además, utilizan la tierra como elemento de
construcción para terraplenes, diques y rellenos en
general; por lo que, en consecuencia, su estabilidad y
comportamiento funcional y estético estarán
determinados, entre otros factores, por el desempeño
del material de asiento situado.
Qué tipos de problemas trata la Mecánica
de Suelos?
Si se sobrepasan los límites de la capacidad
resistente del suelo o si, aún sin llegar a ellos, las
deformaciones son considerables, se pueden producir
esfuerzos secundarios en los miembros estructurales,
quizás no tomados en consideración en el diseño,
productores a su vez de deformaciones importantes,
fisuras, grietas, alabeo o desplomos que pueden
producir, en casos extremos, el colapso de la obra o
su inutilización y abandono.
En consecuencia, las condiciones del suelo como
elemento de sustentación y dispositivo de transición
entre el mismo y la superestructura, han de ser
siempre observadas.
Qué tipos de problemas trata la Mecánica
de Suelos?
Qué es el suelo?
El suelo es la capa de transformación de la corteza
sólida terrestre, sometida a un constante cambio
estacional y a un desarrollo peculiar. Aparece como
resultado de un conjunto de procesos físicos,
químicos y biológicos sobre el medio rocoso original
(roca madre) denominados genéricamente
meteorización.
Origen y formación de los suelos
Parte de la descomposición de la roca en su lugar;
mediante un proceso estático (meteorización) por el
cual la roca se rompe en pequeños fragmentos, se
disuelve, se descompone y se forman nuevos
minerales.
Los factores que condicionan las características de la
meteorización y por lo tanto la evolución de un suelo,
son: el clima, la topografía, los organismos vivos, la
roca madre y el tiempo transcurrido. El resultado es
la formación de un perfil de suelo, sucesión típica de
capas horizontales que denota el conjunto de factores
que han intervenido en su formación.
www.themegallery.com
PROCESO DE FORMACIÓN DE LOS
SUELOS
RESULTADO DE LA METEORIZACIÓN
Composición del Suelo
Desde el punto de vista de su composición, el suelo
es un material complejo compuesto por sólidos
(materia mineral y materia orgánica), líquidos (sobre
todo el agua, que en ocasiones, es un componente
más de las rocas) y gases (aire y vapor de agua,
esencialmente). A su vez, los gases y los líquidos
llevan sustancias disueltas o en suspensión que
pueden adherirse a la matriz sólida.
La génesis del suelo es un proceso extremadamente
lento. La formación de una capa de 30 cm de suelo
puede durar de 1.000 a 10.000 años. Desde este
punto de vista, se debe considerar el suelo como un
recurso no renovable y por lo tanto un bien a
proteger.
Cuál es la diferencia entre roca y suelo?
La roca es considerada como un agregado natural de
partículas minerales unidas mediante grandes
fuerzas cohesivas. Se llama roca a todo material que
suponga una alta resistencia.
El suelo es todo elemento natural compuesto de
corpúsculos minerales separables por medios
mecánicos de poca intensidad, como son la agitación
en agua y la presión de los dedos de la mano.
El suelo como material de construcción
Como consecuencia de la actividad humana
desarrollada a través de los años, surge la necesidad
de introducir un nuevo concepto, el suelo artificial o
material de construcción. La procedencia de los
materiales puede ser diversa, diferenciando entre
materiales naturales (arcillas, arenas y gravas
heterométricas) y materiales artificiales (escombros
de construcción, residuos de diversos procesos de
fabricación como el cemento, etc).
En el ámbito de la construcción los suelos se
distinguen principalmente de acuerdo a su
capacidad de soporte o cimentación. Los suelos
rocosos poseen altas resistencias a acciones o
solicitaciones de carga por eso lo convierte en el
suelo por excelencia para cimentación.
El suelo como material de construcción
Presas de Tierra
Estructura de Pavimentos
Lagunas de Oxidación
Estructuras de adobe (Mezcla de suelos)
Construcciones de Terraza
IMPORTANCIA DE UN ESTUDIO DE SUELO
Actualmente es cada vez más concluyente el hecho de
que ningún ingeniero que sienta la responsabilidad
técnica y moral de su profesión, deja de efectuar un
estudio de las condiciones del subsuelo cuando
diseñan estructuras de cierta importancia. Ya que ello
conlleva dos características que se conjugan:
seguridad y economía.
No olvidemos: “Quien solo conoce la teoría de la
Mecánica de Suelos y carece de práctica, puede ser un
peligro público”, Dr. Karl V. Terzaghi (Fundador de la
Mecánica de Suelos).
IMPORTANCIA DE UN ESTUDIO DE SUELO
Es por eso que en los proyectos de construcción se
desprende la necesidad de contar, tanto en la etapa
de proyecto, como durante la ejecución de la obra,
con datos firmes, seguros y abundantes respecto al
suelo que se está tratando. El conjunto de estos
datos deben llevar al proyectista a adquirir una
concepción razonablemente exacta de las
propiedades físicas del suelo.
Equipo existente en un Laboratorio de
Suelos
Equipo básico para
determinar la densidad del
suelo o dicho de otra forma
para conocer el porcentaje de
compactación del suelo
donde se construirá.
Malla de distintas graduaciones
para clasificar el suelo según el
tamaño de sus partículas
LABORATORIO DE SUELOS
Para llegar en el laboratorio a unos resultados
razonablemente dignos de crédito es preciso cubrir en
forma adecuada una etapa previa e imprescindible: la
obtención de muestras de suelo apropiadas para la
realización de las correspondientes pruebas.
Resultan así estrechamente ligados las dos
importantes actividades, el muestreo de los suelos y la
realización de las pruebas necesarias de laboratorio. El
muestreo debe estar regido ya anticipadamente por los
requerimientos impuestos a las muestras obtenidas
por el programa de pruebas de laboratorio.
Construcciones y Cimentaciones
El programa exploratorio para la cimentación de una
construcción depende de dos factores:
1. El peso de la construcción y otras fuerzas que
actúan sobre ella.
2. El servicio de la construcción o fin para el que se va
a construir. Si la estructura es ligera no es necesario
mucho estudio, pero para estructuras pesadas es
imprescindible explorar la profundidad mediante la
toma de muestras con pozos y perforaciones, además
conocer la geología local y regional.
Construcciones y Cimentaciones
Para construcciones de
envergadura
Para pequeñas
construcciones
Tipos de suelos en la construcción
Los suelos en la construcción pueden agruparse en 5
tipos básicos:
La grava: Esta formada por grandes granos minerales
con diámetros mayores a 2 mm.
La arena: Se componen de partículas minerales que
varían aproximadamente desde 0.06 y 2 mm.
El limo: Consiste en partículas minerales naturales,
mas pequeñas con tamaños que oscilan entre 0.002 y
0.06 mm.
La arcilla: Contienen partículas de tamaño coloidal
que producen su plasticidad. La plasticidad y
resistencia en seco están afectadas por la forma y la
composición mineral de las partículas.
www.themegallery.com
Su
elo
sp
ara
fun
dacio
nes
Actividad de Aprendizaje
Realiza un recorrido por tu comunidad o ciudad y visita la
construcción de una vivienda o cualquier obra civil, a
partir de tu visita realiza una entrevista filmada al maestro
de obra y/o albañil e indaga sobre el tipo de suelos en el
sitio, así como las actividades de mejoramiento de suelo
que tuvo que ejecutar antes de colocar las cimentaciones.
Además del video recopilado toma fotografías para que
respalden tu informe, el cual debe contener lo siguiente:
Portada, Introducción, Tema y Objetivos, Desarrollo,
Conclusiones y anexos.
Forma de Entrega: Digital enviar al correo del Ing. Suárez
Fecha de Entrega: 04/12/10
Cantidad de integrantes por grupo: Cuatro (4)
