IDENTIFICACIÓN Y CLASIFICACIÓN DE SUELOS

UNIDAD IV
IDENTIFICACIÓN Y
CLASIFICACIÓN DE SUELOS
Propiedades Índices de los Suelos
Porosidad
Relación de vacíos
Humedad
Gravedad Específica
Pesos Específicos
Densidad Relativa
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SUELO y ROCA
Arenisca:
ROCA:
Agregado natural de
partículas minerales, unidas
por fuerzas cohesivas
permanentes.
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.
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Arena:
Suelo formado por
partículas sueltas de
minerales (cuarzo)
FORMACIÓN DEL SUELO
- HORIZONTES -
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FORMACIÓN DEL SUELO
- HORIZONTES -
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FORMACIÓN DEL SUELO
- HORIZONTES -
GEOTECNIA - UNIDAD IV - Ing. M.Sc. Dante Bosch
FORMACIÓN DEL SUELO
- SUELOS RESIDUALES y SEDIMENTARIOS -
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FORMACIÓN DEL SUELO
- SUELOS RESIDUALES y SEDIMENTARIOS -
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SUELO
SUELO => como:
Material de soporte
Material de construcción
Elemento activo
Como elemento de construcción
Como material soporte
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Como elemento activo
FASES DEL SUELO
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FASES DEL SUELO
VOLUMENES
PESOS
VOLUMENES:
Vt: Volumen total
Vv: Volumen vacíos
FASES DEL SUELO
FASE SÓLIDA: Partículas minerales, incluyendo la capa
de agua adsorbida.
Vs: Volumen de sólidos
Vg: Volumen de gases
Vw: Volumen de agua
FASE LÍQUIDA: Agua libre, a veces con sales disueltas.
FASE GASEOSA: Aire, a veces con gases y vapores.
PESOS:
Wt: Peso total
Wg: Peso de gases (aprox. = 0)
Ww: Peso de agua
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FASES DEL SUELO
-ESTADO BIFÁSICO –
Fase sólida y gaseosa
-ESTADO TRIFASICO –
Fase sólida, líquida y
gaseosa
-ESTADO BIFÁSICO –
Fase sólida y líquida
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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
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RELACIONES VOLUMÉTRICAS
- RELACIÓN DE VACÍOS Vv
e=
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
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RELACIONES VOLUMÉTRICAS
- POROSIDAD Vv
n (%) =
⋅ 100
Vt
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 %
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RELACIONES VOLUMÉTRICAS
- GRADO DE SATURACIÓN Vw
Sr (%) =
⋅ 100
Vv
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
% - UNIDAD IV - Ing. M.Sc. Dante Bosch
GEOTECNIA
RELACIONES GRAVIMÉTRICAS
- HUMEDAD Ww
w (%) =
⋅ 100
Ws
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 %)
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RELACIONES GRAVIMÉTRICAS
- PESO UNITARIO TOTAL HÚMEDO Wt
γt =
Vt
Dónde:
γt :
Peso unitario total
Wt:
Peso total
Vt :
Volumen total
Depende de:
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 %
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RELACIONES GRAVIMÉTRICAS
- PESO UNITARIO SECO Ws
γd =
Vt
Dónde:
γd :
Peso unitario seco
Ws:
Peso de sólidos
Vt :
Volumen total
Características:
Sr = 0 %
Ww = 0
Vv = Vg
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RELACIONES GRAVIMÉTRICAS
- GRAVEDAD ESPECÍFICA de los sólidos -
γs
Ws
Gs =
=
γ 0 Vs ⋅ γ0
Dónde:
Gs :
Gravedad específica
γs :
Peso específico de los sólidos
γ0 :
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
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RELACIONES GRAVIMÉTRICAS
- PESO UNITARIO SATURADO -
γ sat
Ws + Ww
=
Vt
Dónde:
γsat :
Peso unitario saturado
Ws:
Peso de sólidos
Ww:
Peso del agua
Vt :
Volumen total
Características:
Sr = 100 %
Vg = 0
Vv = Vw
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RELACIONES GRAVIMÉTRICAS
- PESO UNITARIO SUMERGIDO Haciendo una sumatoria de fuerzas verticales:
ΣY = 0
Psum
Ps + Pa – Psat = 0
Ps = Psat – Pa
Ps = γsat . 13 – Pa
h=1
Recordar que:
Psat
L=1
Pa = γw . h . A = γw . 1 . 12
Por lo tanto:
Ps = γsat . 13 – γw . 13 +
El Peso específico sumergido será = Ps / Vol
γsum = γ’ = γsat - γw
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Pa
RELACIONES GRAVIMÉTRICAS
- DENSIDAD RELATIVA e max - e 0
Dr =
⋅ 100
e max - e min
Dónde:
Dr :
Densidad relativa (en %)
emax : Relación de vacíos máxima
emin :
Relación de vacíos mínima
e0 :
Relación de vacíos natural
Características:
Si e0 = emax => Dr = 0 %
Si e0 = emin => Dr = 100 %
Algunos valores característicos:
Dr (%)
0 – 15
15 – 35
35 – 65
65 – 85
85 – 100
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Suelos granulares
Arena muy suelto
Arena suelto
Arena media
Arena compacta
Arena muy compacta
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
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