UNIDAD IV IDENTIFICACIÓN Y CLASIFICACIÓN DE SUELOS

Transcripción

1 UNIDAD IV IDENTIFICACIÓN Y CLASIFICACIÓN DE SUELOS Propiedades Índices de los Suelos Porosidad Relación de vacíos Humedad Gravedad Específica Pesos Específicos Densidad Relativa

2 SUELO y ROCA ROCA: Agregado natural de partículas minerales, unidas por fuerzas cohesivas permanentes. Arenisca: Roca sedimentaria formada por la cementación de granos de arena SUELO: Agregado natural de partículas minerales, separables por fuerzas mecánicas de poca intensidad, como la agitación en agua. Arena: Suelo formado por partículas sueltas de minerales (cuarzo)

3 FORMACIÓN DEL SUELO - HORIZONTES -

4 FORMACIÓN DEL SUELO - HORIZONTES -

5 FORMACIÓN DEL SUELO - HORIZONTES -

6 FORMACIÓN DEL SUELO - SUELOS RESIDUALES y SEDIMENTARIOS -

7 FORMACIÓN DEL SUELO - SUELOS RESIDUALES y SEDIMENTARIOS -

8 SUELO => como: Material de soporte Material de construcción Elemento activo SUELO Como elemento de construcción Como elemento activo Como material soporte

9 FASES DEL SUELO

10 FASES DEL SUELO VOLUMENES PESOS VOLUMENES: Vt: Volumen total FASES DEL SUELO FASE SÓLIDA: Partículas minerales, incluyendo la capa de agua adsorbida. FASE LÍQUIDA: Agua libre, a veces con sales disueltas. FASE GASEOSA: Aire, a veces con gases y vapores. Vv: Volumen vacíos Vs: Volumen de sólidos Vg: Volumen de gases Vw: Volumen de agua PESOS: Wt: Peso total Wg: Peso de gases (aprox. = 0) Ww: Peso de agua

11 FASES DEL SUELO -ESTADO BIFÁSICO Fase sólida y gaseosa -ESTADO TRIFASICO Fase sólida, líquida y gaseosa -ESTADO BIFÁSICO Fase sólida y líquida

12 SUELO PROPIEDADES ÍNDICES RELACIONES VOLUMÉTRICA Y GRAVIMÉTRICAS Permiten definir cuantitativamente las propiedades de un suelo, sus condiciones y su comportamiento físico y mecánico RELACIONES FUNDAMENTALES: VOLUMÉTRICAS: Relación de vacíos Porosidad Grado de saturación Densidad relativa GRAVIMÉTRICAS: Humedad Peso especifico relativo de los sólidos o gravedad específica Peso específico seco Peso específico húmedo Peso específico saturado Peso específico sumergido

13 RELACIONES VOLUMÉTRICAS - RELACIÓN DE VACÍOS - e = Vv Vs Dónde: e : Relación de vacíos Vv : Volumen de vacíos Vs : Volumen de sólidos Rango: 0 < e < Valores característicos: Arenas muy compactas con finos: e = 0,25 Arcillas altamente compresibles: e = 15

14 RELACIONES VOLUMÉTRICAS - POROSIDAD - n (%) = Vv Vt 100 Dónde: n : Porosidad (en porcentaje) Vv : Volumen de vacíos Vt : Volumen total Rango: 0 < n < 100 Algunos valores característicos: Arenas: n = 25 % a 50 % Arcillas: n = 30 % a 90 %

15 RELACIONES VOLUMÉTRICAS - GRADO DE SATURACIÓN - Sr (%) = Vw Vv 100 Dónde: Sr : Grado de saturación (en %) Vw: Volumen de agua Vv : Volumen de vacíos Rango: 0 % Sr 100 % Algunos valores característicos: Suelo seco: Sr = 0 % Suelo húmedo: 0 % < Sr < 100 % Suelo saturado: Sr = 100 %

16 RELACIONES GRAVIMÉTRICAS - HUMEDAD - w (%) = Ww Ws 100 Dónde: w : Humedad en porcentaje Ww: Peso de agua Ws : Peso de sólidos Rango: 0 % w Algunos valores característicos: Arenas: w = 12 % a 36 % (Sr = 100 %) Arcillas: w = 12 % a 325 % (Sr = 100 %)

17 RELACIONES GRAVIMÉTRICAS - PESO UNITARIO TOTAL HÚMEDO - γ t = Wt Vt Dónde: γ t : Peso unitario total Wt: Vt : Depende de: Peso total Volumen total Peso de los granos individuales Cantidad total de partículas presentes (función de e) Cantidad de agua existente en los vacíos (función de w) Características: 0 % < Sr < 100 %

18 RELACIONES GRAVIMÉTRICAS - PESO UNITARIO SECO - γ d = Ws Vt Dónde: γ d : Peso unitario seco Ws: Peso de sólidos Vt : Volumen total Características: Sr = 0 % Ww = 0 Vv = Vg

19 RELACIONES GRAVIMÉTRICAS - GRAVEDAD ESPECÍFICA de los sólidos - Gs = γ γ s 0 = Ws Vs γ 0 Dónde: Gs : γ s : γ 0 : Gravedad específica Peso específico de los sólidos Peso específico del agua Algunos valores característicos: Arenas: Gs = 2,65 Arcillas: Gs = 2,7 a 2,9 Suelos con materia orgánica: Gs < 2,65

20 RELACIONES GRAVIMÉTRICAS - PESO UNITARIO SATURADO - γ Dónde: sat = Ws + Ww Vt γ sat : Peso unitario saturado Ws: Peso de sólidos Ww: Peso del agua Vt : Volumen total Características: Sr = 100 % Vg = 0 Vv = Vw

21 RELACIONES GRAVIMÉTRICAS - PESO UNITARIO SUMERGIDO - Haciendo una sumatoria de fuerzas verticales: ΣY = 0 Ps + Pa Psat = 0 Ps = Psat Pa Ps = γ sat. 1 3 Pa Recordar que: Pa = γ w. h. A = γ w Por lo tanto: Ps = γ sat. 1 3 γ w h=1 Psum Psat L=1 Pa El Peso específico sumergido será = Ps / Vol γ sum = γ = γ sat - γ w

22 RELACIONES GRAVIMÉTRICAS - DENSIDAD RELATIVA - Dr = e e max max - e - e 0 min 100 Dónde: Dr : Densidad relativa (en %) e max : e min : Relación de vacíos máxima Relación de vacíos mínima e 0 : Relación de vacíos natural Características: Si e 0 = e max => Dr = 0 % Si e 0 = e min => Dr = 100 % Algunos valores característicos: Dr (%) Suelos granulares Arena muy suelto Arena suelto Arena media Arena compacta Arena muy compacta

23 BIBLIOGRAFÍA 1) Ingeniería Geológica Autor: Vallejos. Biblioteca del Depto. de G.A. 2) Fundamentos de Ingeniería Geotécnica Autor: Das Biblioteca del Depto. de G.A. 3) Mecánica de Suelos en la Ingeniería Práctica Autor: Terzaghi. Biblioteca Central Ing. Dante Bosch 4) Mecánica de Suelos Autor: Juarez Badillo Biblioteca Central Ing. Dante Bosch