PROGRAMA ANALÍTICO MECÁNICA DE LOS SUELOS I 1. IDENTIFICACIÓN Asignatura MECÁNICA DE LOS SUELOS I Código de asignatura(sigla) CIV 219 Semestre 6to Prerrequisitos CIV 249 Geología Aplicada a Ing. Civil Horas semanal (HS) HT 4 HP LAB 3 THS 7 Créditos (CR) 5 Período académico II/2011 Docente 2. JUSTIFICACIÓN Recientemente se ha puesto énfasis en la determinación in situ de las propiedades de resistencia y deformación del suelo, debido a que así se evita la perturbación de las muestras durante la exploración de campo. Sin embargo, bajo ciertas circunstancias, no todos los parámetros necesarios pueden ser determinados o no por motivos económicos o de otra índole. En tales casos, se deben hacer ciertas hipótesis respecto a las propiedades del suelo. Para estimar la exactitud de los parámetros del suelo (determinados en laboratorio y en el campo o bien supuestos) se debe tener el conocimiento de los principios básicos de la mecánica de suelos. La resistencia de un suelo depende fundamentalmente de su resistencia a corte. Si los esfuerzos cortantes y axiales dentro de la masa del suelo alcanzan los valores de la combinación critica, se originan deslizamientos a lo largo de alguna superficie de falla y el suelo colapsa bajo las cargas que transmiten las fundaciones de una construcción o crean problema de estabilidad en taludes, excavaciones y empujes de tierra en general. El estudiante debe tener un buen conocimiento de los principios básicos de la mecánica de suelos I. 3. OBJETIVOS GENERALES * Conocer las propiedades físico-mecánicas de los suelos: Tensión admisible del suelo, asentamientos, ángulo de fricción interna, cohesión. * Conocer los equipos utilizados en la determinación de las propiedades de los suelos. * Evaluar y resolver problemas de las aguas en el suelo, drenaje, nivel freático, filtraciones, permeabilidad, etc. * Utilizar el equipo adecuado en trabajos con los suelos 1
4. TEMÁTICO UNIDAD 1 SUELOS Y FORMACIÓN, MINERALES CONSTITUTIVOS Comprender adecuadamente la constitución mineralógica y la formación de los suelos. 1.1. Constitución interna del globo terrestre 1.2. Suelos 1.3. Agentes generales de los suelos 1.4. Suelos residuales y transportados 1.5. Minerales constitutivos de los suelos gruesos 1.6. Minerales constitutivos de las arcillas. UNIDAD 2 EXPLORACIÓN Y MUESTREO EN SUELOS Conocer y realizar los diferentes métodos de exploración y muestreo de suelos. 2.1. Introducción 2.2. Tipos de sondeos 2.3. Sondeos exploratorios 2.4. Métodos de sondeos definitivos 2.5. Métodos geofísicos 2.6. Número, tipo y profundidad de los sondeos 2.7. Problemas ilustrativos UNIDAD 3 RELACIONES VOLUMÉTRICAS Y GRAVIMETRICAS EN LOS SUELOS Conocer un método para la determinación de las propiedades físicas como ser, las relaciones volumétricas y gravimétricas de los suelos 3.1. Fases del suelo, símbolos y definiciones 3.2. Relaciones pesos y volúmenes 2
3.3. Relaciones fundamentales 3.4. Correlación entre la relación de vacíos y la porosidad 3.5. Fórmulas más útiles referentes a suelos saturados 3.6. Fórmulas mas útiles referentes a suelos parcialmente saturados 3.7. Peso especifico seco y saturado 3.8. Suelos sumergidos 3.9. Problemas ilustrativos UNIDAD 4 CARACTERÍSTICAS Y ESTRUCTURACIÓN DE LAS PARTÍCULAS MINERAS Estudiar las propiedades físicas de los suelos, como ser el peso específico y su respectiva estructuración. 4.1. Forma 4.2. Peso especifico relativo 4.3. Estructuración de los suelos 4.4. Problemas ilustrativos UNIDAD 5 GRANULOMETRIA EN SUELOS Conocer la distribución granulométrica de los suelos, procedimiento para la prueba de análisis mecánico granulométrico, y los diferentes sistemas de clasificación de suelos. 5.1. Introducción 5.2. Sistemas de clasificación de suelos basados en criterios de granulometría 5.3. Representación de la distribución granulométrica 5.4. Análisis mecánico 5.5. Teoría de la prueba del hidrómetro 5.6. Procedimiento de prueba para un análisis mecánico combinado 5.7. Problemas ilustrativos 3
UNIDAD 6 PLASTICIDAD Conocer los métodos y prueba para la determinación de los diferentes estados de consistencia de los suelos. 6.1. Generalidades 6.2. Estados de consistencia límite de plasticidad 6.3. Determinación del límite líquido 6.4. Determinación del límite plástico 6.5. Determinación del límite de contracción 6.6. Métodos de prueba para la determinación de los límites de plasticidad 6.7. Problemas ilustrativos UNIDAD 7 CLASIFICACIÓN E IDENTIFICACIÓN DE SUELOS Conocer e interpretar los resultados de los diferentes sistemas de clasificación de suelos. 7.1. Generalidades 7.2. Fundamentos del sistema de clasificación de aeropuertos 7.3. Sistema unificado de clasificación de suelos 7.4. Identificación de suelos 7.5. La carta de plasticidad y las propiedades físicas del suelo 7.6. Sistema S.U.C.S. 7.7. Identificación de suelos en el campo 7.8. Ejercicios de aplicación UNIDAD 8 FENÓMENO CAPILAR Comprender adecuadamente la tensión superficial que produce el agua, y los diferentes tipos y efectos capilares. 8.1. Tensión superficial generalidades 8.2. Ángulo de contacto 8.3. Ascensión capilar 8.4. Efectos capilares 8.5. Problemas resueltos 4
UNIDAD 9 PROPIEDADES HIDRÁULICAS DEL SUELO Conocer las propiedades hidráulicas del suelo, permeabilidad, capilaridad y los diferentes factores en la permeabilidad. 9.1. Flujo laminar y turbulento 9.2. Ley de Darcy y coeficiente de permeabilidad 9.3. Velocidad de descarga, velocidad de filtración y velocidad real 9.4. Métodos para medir el coeficiente de permeabilidad del suelo 9.5. Factores que influyen en la permeabilidad 9.6. Prueba horizontal de capilaridad 9.7. Variación de la permeabilidad de los suelos con la relación de vacíos 9.8. Problemas resueltos UNIDAD 10 FENÓMENOS DE LA CONSOLIDACIÓN UNIDIMENSIONAL DE LOS SUELOS Estudiar los fenómenos de consolidación unidimensional de los suelos, estudio de las presiones de un suelo. 10.1. Consolidación de suelos 10.2. Características de consolidación de suelos relativamente gruesos 10.3. Analogía mecánica de Terzaghi 10.4. Estudio de las presiones en suelo 10.5. Factores que influyen en el tiempo de consolidación 10.6. Asentamiento total primario de un estrato arcilloso sujeto a consolidación y evolución del mismo 10.7. Consolidación secundaria 10.8. Carga de preconsolidación 10.9. Problemas resueltos 5
UNIDAD 11 COMPACTACIÓN DE LOS SUELOS Conocer los diferentes métodos para la compactación de suelos in-situ y en laboratorio. Interpretar los resultados de las pruebas de laboratorio en la compactación de suelos, y el control de compactación. 11.1. Introducción 11.2. Pruebas de compactación 11.3. Factores que influyen en la compactación de los suelos 11.4. Compactación en suelos friccionantes y cohesivos 11.5. Pruebas de compactación 11.6. Consideraciones sobre el significado de los términos de humedad óptima y peso especifico seco máximo 11.7. Control de compactación de campo 11.8. Método rápido para control de la compactación de campo en terraplenes de suelo cohesivo 11.9. Problemas resueltos 5. METODOLOGIA DE ENSEÑANZA Clases en el aula: 1. Exposiciones del profesor con apoyo del pizarrón 2. Exposiciones del profesor con apoyo del proyector multimedia 3. Preguntas y respuestas del profesor a los estudiantes y viceversa. 4. Trabajos en grupos. 5. Exposiciones de los estudiantes. 6. Proyecciones de videos. 7. Estudio de casos. 8. Trabajos en el laboratorio para obtener datos confiables de los diferentes ensayos propuestos. 9. Presentación de informes de cada ensayo realizado y su evaluación correspondiente. 6
6. CRONOGRAMA Unidad I II III 1 er Parc. IV V VI 2 do Parc. VII VIII IX X XI ExFinal Trab. Pr E Nota Semanas/Días 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 7. SISTEMA DE EVALUACIÓN Normas de evaluación 10. Para tener derecho a examen final se requiere asistencia mínima del 85% a las clases teóricas, 85% de las prácticas y 100% de los ensayos de laboratorio. Para la evaluación final se consideran los siguientes indicadores con sus respectivos ponderaciones: Primera prueba parcial 20% Unidades: I, II y III Segunda prueba parcial 20% Unidades IV, V y VI Exámenes prácticos 15% Laboratorio 20% Examen final 25% VII, VIII, IX, X y XI Formas e instrumentos de evaluación 11. Se realiza al inicio del semestre una evaluación diagnostica con el fin de medir el grado de homogeneidad de los conocimientos del grupo. 12. Se hará un seguimiento continuo a los alumnos, tomando nota de su desenvolvimiento y participación para la evaluación parcial. 13. La evaluación parcial consiste en una prueba teórica-practica escrita o un examen oral, dependiendo de la cantidad de alumnos del grupo. Es importante destacar que en cada prueba se verifica el cumplimiento de los objetivos. 14. La evaluación final consiste en la verificación del logro de los objetivos mediante una prueba teórica-practica escrita o un examen oral, dependiendo de la cantidad de alumnos del grupo. 15. Se evaluara al estudiante después de cumplir cada tarea de laboratorio, mediante la presentación de informes y conocimiento. 7
8. BIBLIOGRAFÍA 1. Mecânica dos Solos e suas Aplicações (Homero Pinto Caputo) 1986 2. Introducción a la mecánica de suelos y cimentaciones (George B. Sowers) 1978 3. Mecánica de suelos (Juárez Badillo y Rico Rodríguez) 1982 4. Propiedades Geofísicas de los suelos (Joseph E. Bowles)1988 5. Mecánica de suelos (K. Terzaghi) 6. La Ingeniería de Suelos (Alfonso Rico y Hermilio del Castillo) 7. Introdução a Mecânica dos Solos (Milton Vargas) 1978 8. Manual de Laboratorio de Mecánica de Suelos (Efrain Pérez) 1986 8