PROPIEDADES INDICES CARACTERISTICAS O FASES DEL SUELO PROPIEDADES INDICES CARACTERISTICAS O FASES DEL SUELO

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1 Indice CARACTERISTAS O FASES DEL SUELO CARACTERISTAS DEL SUELO EN TERRENO ENSAYES INDES DE LOS SUELOS ANALISIS GRANULOMETRO LIMITES DE ATTERBERG EJEMPLO 1 1

2 PROPIEDADES INDES CARACTERISTAS O FASES DEL SUELO Las propiedades índices permiten la diferenciación de suelos de una misma categoría,condiciones de estado del suelo y comportamiento físico. Los componentes del suelo pueden encontrarse en los tres estados de la materia : Aire : Aire, gases orgánicos, vapor de agua Agua : Agua y sales minerales disueltas Sólido : Partículas, agentes cementantes,minerales y materia orgánica Volúmenes Vv Va Aire Masas V t Vw Agua W w W t Vs Sólido W s PROPIEDADES INDES CARACTERISTAS O FASES DEL SUELO PROPIEDADES INDES SIMBOLO DEFINION Peso unitario natural γt W t / V t Peso unitario seco γd W s / V t Peso específico γs W s / V s Gravedad específica Gs γs / γw Humedad ( % ) ω Ww /Ws Indice de vacíos e Vv /Vs Porosidad n Vv / V t Grado de saturación ( % ) S V w / Vv Indice de Densidad o D.R. (e máx e ) / ( e máx e mín ) Densidad Relativa γ d max (γd γd min )/γd(γd max γd min ) 2 2

3 CARACTERÍSTAS DEL SUELO EN TERRENO Características de las partículas del suelo Forma Tamaño Composición mineralógica COMPORTAMIENTO DEL SUELO EN TERRENO Características de la masa de suelo Textura Estructura Consistencia Compacidad Humedad CARACTERÍSTAS DEL SUELO EN TERRENO CARACTERÍSTAS DE LAS PARTULAS DEL SUELO FORMA suelos granulares TAMAÑO COMP.MINERAL suelos finos Angulosa 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 4,76 mm Limos : Suelo de grano fino, no plástico de 0,002 a 0,074 mm Arcillas : Suelo fino cohesivo, plástico de tamaño menor a 0,002 mm. Caolinitas Ilitas Montmorilonitas : Resistencia al desplazamiento Resistencia al corte Las partículas se trituran con facilidad Redondeada : Resistencia a la compresión Baja resistencia al desplazamiento por vibración 3 3

4 CARACTERÍSTAS DEL SUELO EN TERRENO CARACTERÍSTAS DE LA MASA DE SUELO TEXTURA Grado de finura y uniformidad detectado con el tacto ESTRUCTURA CONSISTENCIA Suelos no cohesivos : e máx => Suelo suelto DR e mín => suelo compacto Suelos cohesivos : Depende de la composición mineral. Puede ser floculada o dispersa Grado de adherencia y resistencia frente a cargas, propia de los suelos finos. Medida subjetiva expresada mediante los Límites de Atterberg COMPACIDAD Grado de compactación de los suelos no cohesivos. D.R. = γ d máx (γ d γ d mín ) 100 γ d ( γ d máx γ d mín ) HUMEDAD Cantidad de agua en los suelos, medida como porcentaje sobre el suelo seco. ENSAYES INDES DE LOS SUELOS Contenido de agua o Humedad Densidad Densidad Relativa Gravedad Específica Límites de Atterberg Granulometría Objetivo : Destinados a expresar cuantitativamente las características de un suelo. Son parámetros de clasificación de suelos, principalmente, la granulometría y los límites de Atterberg. 4 4

5 ANÁLISIS GRANULOMÉTRO Determina la distribución por tamaño de las partículas de una muestra,utilizando una serie de tamices normalizados, siendo la más común la serie ASTM. Se aplica a los suelos granulares y se expresa en porcentaje que pasa respecto a la abertura de malla en forma semilogarítmica. Indicadores de Graduación :Cc = ( D30 ) D60 * D10 Coeficiente de Curvatura ( Regularidad de la curva ) 1 < Cc < 3 2 Cu = D60 D10 Coeficiente de uniformidad ( Tipo de graduación) Cu > 6 en arenas Cu > 4 en gravas El suelo bajo la malla n 200 se analiza por Sedimentación en el Hidrómetro, procedimiento basado en la Ley de Stokes, en que se determina el diámetro de las partículas de acuerdo a su velocidad de caída en un tiempo t. Este es el método Boyoucos. v = ( 2 γ s γ w ) D 2 18 n n = viscosidad cinemática ANÁLISIS GRANULOMÉTRO Tipo de curva : A. Empinada : Suelo uniforme B. Suave : Suelo graduado C. Con inflexión : Suelo discontinuo o graduación incompleta Norma ASTM Designación Tam.abertura B A Un material bien graduado otorga las siguientes propiedades al suelo : Mejor estabilidad Menor número de huecos Baja permeabilidad Baja compresibilidad Mayor resistencia C 3 75mm 2 50mm 1 1/2 37,5mm 1 25mm 3/4 19mm 1/4 9,5mm nº 4 4,75mm nº 8 2,36mm nº 10 2mm nº 16 1,18mm nº µm nº µm nº µm nº µm nº µm nº µm nº µm nº µm 5 5

6 LIMITES DE ATTERBERG La consistencia de los suelos cohesivos varía aumentando o disminuyendo la humedad.se definen en la NCh 179 los límites de Atterberg, los cuales permiten establecer el contenido de agua con el cual se produce el cambio de estado, es decir, miden la consistencia o plasticidad del suelo fino ( bajo malla n 40 ) Límite Líquido ( L.L) : Límite Plástico ( L.P ) : humedad del suelo en el límite entre el estado semilíquido y plástico humedad del suelo en el límite entre plástico y semisólido Límite de Contracción ( Ls ) : humedad máxima para la cual una reducción de la humedad no causa variación en el volumen. Sólido Semisólido Plástico Semilíquido LC LP LL CUCHARA DE CASAGRANDE 6 6

7 LIMITES DE ATTERBERG Carta de Plasticidad Indice de plasticidad CL ML o OL Línea U CH MH o OH Línea A Límite Líquido Línea A = 0,73 ( LL 20 ) Línea U = 0,90 ( LL 8 ) 7 7

8 LIMITES DE ATTERBERG Indice de Plasticidad ( IP ) : Ip = LL LP Rango de humedad en que el suelo se encuentra en el estado plástico Indice de liquidez o fluidez ( IF ) : Relación agua plasticidad, relaciona el LL y LP con la humedad del suelo IF = ( W LP ) / IP IF = 0 => W = LP IF = 1 => W = LL Indice de Consistencia ( ) : = ( LL W ) / IP < < 0,00 0,00 Muy Muy blanda blanda 0,00 0,00 0,50 0,50 Blanda Blanda 0,50 0,50 0,75 0,75 Rígida Rígida 0,75 0,75 1,00 1,00 Muy Muy rígida rígida >1,00 >1,00 Dura Dura Ejemplo : Propiedades Indice Problema 1 Una muestra cilíndrica de suelo saturado de 10cm de diámetro, pesa 493 gr y tiene un peso específico de 2,78 T/m3. la humedad de saturación es del 35%, calcular la altura de la muestra. Sol : S = 1 => Vv = Vw = Ww / 1 Gs = Ws / Vs ω = Ww / Ws => Ws * ω= Ww => Vt = Vs + Vw = Vs + Ww Wt = Ww + Ws Wt = W * Ws + Ws = Ws ( 1 + W ) Ws / ( 1 + W ) = Ws => Ws / Gs = Vs Ws = 365,2 grs Ww = Wt Ws Vt = Vs + Ww = π (d 2 * h)/4 H = 3,3 cm 8 8

9 Ejemplo : Propiedades Indice Problema 2 Dos zapatas se encuentran fundadas sobre arena con e = 0,64. Después de un sismo, se produce una densificación del terreno. Calcular el asentamiento diferencial entre zapatas. 6m ef = 0,5 ef = 0,55 Sol : V inicial = 6 * área ( Vi ) V final = H * área ( Vf ) Roca Vi / Vf = 6 / H e = Vv / Vs e + 1 = Vv / Vs + 1 = Vt / Vs => V = Vs ( e + 1 ) => 6 / H = Vs ( ei + 1 ) / Vs ( ef + 1 ) => H = 6 ( 1 + ef ) / ( 1 + ei ) Zapata izquierda : H = 5,49 m Zapata derecha : H = 5,67 m Ir a hoja de Calculo Diferencia de asentamiento = 0,18 m 9 9