Propiedades básicas de suelos

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1 Proiedades básicas de suelos 2.1 Materiales y fases 1. Fase sólida Partículas de minerales 2. Fase líquida Agua adsorbida o libre Otro tio de líquido 3. Fase gaseosa Aire Gases

2 Proiedades ara la identificación Porosidad: n = t Índice de oros: e = s = t e = s n = 1 n Humedad: w = W W w s Grado de saturación: S = r w Peso esecífico: Peso esecífico de las artículas sólidas: Ws γ s = s Peso esecífico natural: Wt γ n = t Peso esecífico saturado (S r = 1): W t ( sat.) γ sat = t Peso esecífico seco (S r = 0): W t (sec o) γ d = t

3 Agruación de las artículas en suelos granulares: Deende de: Tamaño de las artículas Uniformidad / gradación Forma (redondeamiento) Índice de oros Porosidad Peso esecífico [-] [%] seco [kn/m 3 ] material e max e min n max n min γ d min γ d max Arena limia uniforme Arena limosa Limo inorgánico Comacidad relativa o Índice de densidad: emax e D r = e e 100% max min

4 2.2 Clasificación de suelos Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (Casagrande)

5 Granulometría Tema 2 Tamaño de clastos: Bloque: 256 mm < Φ Canto: 64 mm < Φ < 256 mm Grava: 2 mm < Φ < 64 mm Arena: mm < Φ < 2 mm Limo: mm < Φ < mm Arcilla: Φ < mm Curva granulométrica: A: suelo casi uniformemente gradado (mal gradado) B: suelo bien gradado C: suelo ga graded con un vacío Coeficiente de uniformidad: C u = D 60 /D < C u : suelo bien gradado 20 < C u < 5 : suelo con granulometría oco uniforme C u < 5 : suelo con granulometría uniforme

6 Límites de Atterberg Un suelo de grano fino solamente uede existir en cuatro estados de consistencia según su humedad Índice de lasticidad: IP = w l - w Los limites de Atterberg están relacionados con la cantidad de agua adsorbida sobre la suerficie de las artículas. El área de la suerficie de las artículas aumenta si el tamaño de las artículas disminuye Límites están relacionados con el tamaño de artículas! Actividad de una arcilla: Índice de lasticidad (IP) % en eso de la fracción arcillosa

7 Clasificación mediante la lasticidad (Casagrande) La searación entre limos y arcillas está definida or la línea A (establecida emíricamente) Línea A : IP = 0.73 (w l 20) Tema 2 Los diferentes materiales (con sus abreviaturas): Fracción fina (1ª letra = tamaño del grano, 2ª letra = lasticidad): ML: limo de baja lasticidad. CL: arcilla de baja lasticidad OL: suelo orgánico de baja lasticidad MH: limo de alta lasticidad CH: arcilla de alta lasticidad OH: suelo orgánico de alta lasticidad Fracción gruesa (1ª letra = tamaño del grano, 2ª letra = gradación): GW: grava bien gradada GP: grava mal gradada SW: arena bien gradada SP: arena mal gradada Además: GM: grava limosa SM: arena limosa GC: grava arcillosa SC: arena arcillosa

8 2.3 Comortamiento mecánico de suelos Tensión Deformación σ ε Tios de tensión Comresión (σ) Tracción (σ) Corte o cizalla (τ) Princiales tios de deformación Elástica (reversible como goma) Plástica (irreversible) Comortamiento de los suelos Resistencia a comresión: Frágil: rotura del material con una deformación equeña (ε < 3-5 %) Dúctil: material se deforma considerablemente antes de romer (ε = 5 10 %) Rotura dúctil Tensión Rotura frágil Deformación

9 Conceto de tensiones efectivas Tensiones totales: σ Presiones del fluido de oros (intersticiales): u, w Tensiones efectivas: σ = σ - u = σ - w Comresibilidad - Consolidación Resultados de ensayos edométricos:

10 Resistencia a la tensión de cizalla Tema 2 Ensayo de corte directo (esquema del aarato): σ n τ τ Resultados del ensayo de corte directo: La envolvente de Mohr σ n La Ley de Mohr-Coulomb τ = c + σ tg φ Cohesión: - cementación - adhesión entre las artículas c cohesión del material φ ángulo de fricción interna

11 2.4 Flujo de agua en los suelos Altura iezométrica: h Ley de Darcy: Q = v A Q: caudal [cm 3 /s] v: velocidad [cm/s] A: área [cm 2 ] v = k i = k h/l k: coeficiente de ermeabilidad [cm/s] i: gradiente hidráulico [-] Permeabilidades de materiales tíicos: material k [cm/s] Notas Gravas > 1 Arenas gruesas Arenas finas mediante bombeo Se uede drenar Limos, arcillas meteorizadas Drenaje muy escaso Arcillas no meteorizadas Prácticamente imermeables

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