clase unidad i y ii
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En esta presentación encontrarán la plataforma teórica acerca de la Unidad I y II.TRANSCRIPT
1. Proporcionar al estudiante una base de conocimientos que permita conocer el comportamiento de los suelos y saber utilizar los parámetros necesarios que la Mecánica de Suelos ofrece para la solución de problemas ingenieriles.
2. Que el estudiante conozca la realización de Pruebas de Laboratorio, (para la determinación de propiedades físicas y mecánicas de suelos), como un complemento importante de la Mecánica de Suelos I.
UNIDAD TEMA
I Conceptos generales.
II Propiedades índice de los suelos.
III Estructura del suelo.
IV Compactación.
V Agua en el suelo.
VI Compresibilidad y asentamiento.
VII Análisis de esfuerzo.
VIII Análisis de resistencia.
Mecánica de Suelos. Juarez Badillo. (T I-III)
Mecánica de Suelos. Lambe-Whitman.
Mecánica de Suelos. Crespo Villalaz
Apuntes de clase.
http://civilgeek.blogspot.com
1. Examen Parcial 25 Puntos2. Examen Final 25 Puntos3. Sistemáticos 50 Puntos
SISTEMÁTICOS (IP)1. Prueba Corta 5 Pts2. Tarea grupal 5 Pts3. Trabajo Investigativo 15 pts
SISTEMATICOS (IIP)1. Prueba Corta 5 Pts2. Laboratorios de suelos 20 Pts
Leer y analizar los principales fundamentosteóricos relacionados con la Mecánica de Suelos I,para su posterior aplicación en problemas típicosingenieriles.
1.Conceptos básicos
2.Origen y formación de los suelos.
3.El suelo como material de construcción.
4.Tipos de suelos para fundaciones.
En ingeniería, la mecánica de suelos es la aplicación de las leyes dela física y las ciencias naturales a los problemas que involucran lascargas impuestas a la capa superficial de la corteza terrestre. Estaciencia fue fundada por Karl Von Terzaghi, a partir de 1925.
Todas las obras de ingeniería civil se apoyan sobre el suelo de una uotra forma, y muchas de ellas, además, utilizan la tierra comoelemento de construcción para terraplenes, diques y rellenos engeneral; por lo que, en consecuencia, su estabilidad ycomportamiento funcional y estético estarán determinados, entreotros factores, por el desempeño del material de asiento situado.
Si se sobrepasan los límites de la capacidad resistente del suelo o si,aún sin llegar a ellos, las deformaciones son considerables, sepueden producir esfuerzos secundarios en los miembrosestructurales, quizás no tomados en consideración en el diseño,productores a su vez de deformaciones importantes, fisuras, grietas,alabeo o desplomos que pueden producir, en casos extremos, elcolapso de la obra o su inutilización y abandono.
En consecuencia, las condiciones del suelo como elemento desustentación y construcción y las del cimiento como dispositivo detransición entre aquel y la superestructura, han de ser siempreobservadas.
CONCEPTO: El suelo es la capa de transformación de la cortezasólida terrestre, sometida a un constante cambio estacional y a undesarrollo peculiar. Aparece como resultado de un conjunto deprocesos físicos, químicos y biológicos sobre el medio rocosooriginal (roca madre) denominados genéricamente meteorización.
. La roca es considerada como un agregado natural de partículasminerales unidas mediante grandes fuerzas cohesivas. Y se llamaroca a todo material que suponga una alta resistencia, y suelo,contrariamente, a todo elemento natural compuesto de corpúsculosminerales separables por medios mecánicos de poca intensidad,como son la agitación en agua y la presión de los dedos de la mano.
ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS
También puede definirse como la descomposición de la roca, en sulugar; sería un proceso estático por el cual la roca se rompe enpequeños fragmentos, se disuelve, se descompone, se forman nuevosminerales. Los suelos son el resultado del proceso demeteorización.
Los factores que condicionan las características de la meteorizacióny por lo tanto, la evolución de un suelo, son el clima, la topografía,los organismos vivos, la roca madre y el tiempo transcurrido. Elresultado es la formación de un perfil de suelo, sucesión típica decapas horizontales que denota el conjunto de factores que hanintervenido en su formación.
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COMPOSICION
Desde el punto de vista de su composición, el suelo es un materialcomplejo compuesto por sólidos (materia mineral y materiaorgánica), líquidos (sobre todo el agua, que en ocasiones, es uncomponente más de las rocas) y gases (aire y vapor de agua,esencialmente). A su vez, los gases y los líquidos llevan sustanciasdisueltas o en suspensión que pueden adherirse a la matriz sólida.
La génesis del suelo es un proceso extremadamente lento. Laformación de una capa de 30 cm de suelo puede durar de 1.000 a10.000 años. Desde este punto de vista, se debe considerar el suelocomo un recurso no renovable y por lo tanto un bien a proteger.
Como consecuencia de la actividad humana desarrollada a través delos años sobre la superficie terrestre, surge la necesidad deintroducir un nuevo concepto, el suelo artificial, entendido comoaporte de materiales sobre el propio suelo natural. La procedenciade los materiales puede ser diversa, diferenciando entre materialesnaturales (arcillas, arenas, y gravas heterométricas) y materialesartificiales (escombros de construcción, residuos de diversosprocesos de fabricación como las escorias, etc.)
En el ámbito de la construcción los suelos se distinguenprincipalmente de acuerdo a su capacidad de soporte o cimentación.Los suelos rocosos poseen altas resistencias a acciones osolicitaciones de carga por eso lo convierte en el suelo porexcelencia para cimentación.
Hoy en día es cada vez más concluyente el hecho de que ningúningeniero que sienta la responsabilidad técnica y moral de suprofesión deja de efectuar un estudio de las condiciones del subsuelocuando diseñan estructuras de cierta importancia. Ya que elloconlleva dos características que se conjugan: seguridad y economía.
No olvidemos: “Quien solo conoce la teoría de la Mecánica de Suelosy carece de práctica, puede ser un peligro público”, Dr. Karl V.Terzaghi (Fundador de la Mecánica de Suelos).
Es por eso que en los proyectos de construcción se desprende lanecesidad de contar, tanto en la etapa de proyecto, como durante laejecución de la obra, con datos firmes, seguros y abundantesrespecto al suelo que se está tratando. El conjunto de estos datosdebe llevar al proyectista a adquirir una concepción razonablementeexacta de las propiedades físicas del suelo que hayan de serconsideradas en sus análisis.
En realidad es en el laboratorio de Mecánica de Suelos en donde elproyectista ha de obtener los datos definitivos para su trabajo;Primero al realizar las pruebas de Clasificación ubicará en formacorrecta la ubicación del problema que se le presenta y de estaubicación podrá decidir como segunda fase de un trabajo, laspruebas más adecuadas que requiere su problema en particular, paradefinir las características de deformación y resistencia a losesfuerzos en el suelo donde se vaya a laborar.
Pero para llegar en el laboratorio a unos resultados razonablemente dignos de crédito es preciso cubrir en forma adecuada una etapa previa e imprescindible: la obtención de muestras de suelo apropiadas para la realización de las correspondientes pruebas.
Resultan así estrechamente ligados las dos importantes actividades, el muestreo de los suelos y la realización de las pruebas necesarias de laboratorio. El muestreo debe estar regido ya anticipadamente por los requerimientos impuestos a las muestras obtenidas por el programa de pruebas de laboratorio y, a su vez, el programa de pruebas debe estar definido en términos de la naturaleza de los problemas que se suponga puedan resultar del suelo presente en cada obra, el cual no puede conocerse sin efectuar previamente el correspondiente muestreo.
Malla de distintas graduaciones para clasificar el suelo según el tamaño de sus partículas
Equipo básico para determinar la densidad del suelo o dicho de otra forma para conocer el porcentaje de compactación del suelo donde se construirá.
El programa exploratorio para la cimentación de una construcción depende de dos factores:
1. El peso de la construcción y otras fuerzas que actúan sobre ella.
2. El servicio de la construcción o fin para el que se va a construir.Si la estructura es ligera no es necesario mucho estudio, pero para estructuras pesadas es imprescindible explorar la profundidad mediante la toma de muestras con pozos y perforaciones, además conocer la geología local y regional
Para un control adecuado de los suelos se necesita su perfecta identificación. La falta de tiempo o de medios hace que frecuentemente sea imposible realizar detenidos ensayos para poderlos clasificar. Así pues la habilidad de identificarlos en el campo por simple inspección visual y su examen al tacto es de gran importancia.
Los suelos en la construcción pueden agruparse en 5 tipos básicos:
La grava: Esta formada por grandes granos minerales con diámetros mayores de ¼ de pulgada. Las piezas grandes se llaman piedras, cuando son mayores a 10 pulgadas se llaman morrillos.
La arena: Se componen de partículas minerales que varían aproximadamente desde ¼ de pulgada a 0.002 pulgadas en diámetros.
El limo: Consiste en partículas minerales naturales, mas pequeñas de 0.02 pulgadas de diámetro, las cuales carecen de plasticidad y tienen poca o ninguna resistencia en seco.
La arcilla: Contienen partículas de tamaño coloidal que producen su plasticidad. La plasticidad y resistencia en seco están afectadas por la forma y la composición mineral de las partículas.
La materia orgánica: Consiste en vegetales parcialmente descompuesto como sucede en la turba o en materia vegetal finalmente dividida, como sucede en los limos orgánicos y en las arcillas orgánicas
Determinar las principales propiedades índice y de
comprensibilidad de los suelos, para su posterior
interpretación y aplicación práctica de los resultados
obtenidos.
PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS SUELOS:
1. MINERALOGÍA: Composición mineralógica de las partículas de suelo.
2. RUGOSIDAD: Características de la superficie de las partículas.
3. FORMA: Área de las partículas diferente para igual volumen.
4. TAMAÑO: Cantidad de partículas para cada tamaño.
Las propiedades índice son algunas propiedades físicascaracterísticas (o índice) que refieren a los resultados numéricos deciertos ensayos, llamados pruebas de clasificación.
(Estos ensayos constituyen la forma de dar una información precisa ydetallada de un suelo).
Según el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS) en atención al tamaño de las partículas se dividen en:
Grava : 76.2 a 4.75 mmArena: 4.75 a 0.075 mmFinos (Limos y arcillas): < 0.075 mm
Según el Massachusetts Institute of Technology (MIT) se clasifican así:Grava > 2 mmArenas: 2 a 0.06 mmLimos: 0.06 a 0.002 mmArcillas < 0.002 mm
Los principales componentes de las arcillas son: el Sílice (Si), el Oxigeno (O) y el Aluminio (Al). Dichos elementos le otorgan a la arcilla la propiedad de expandirse y contraerse ya que absorben agua.
Dentro de las arcillas se encuentran principalmente: Caolinita, Illitay Monmorillonita.
Es la determinación del rango de tamaños de las partículas presente en una muestra de suelo, se expresa como porcentaje de peso total seco.
USOPermeabilidad
Filtros
Ascenso Capilar
Identificación y clasificacíón de los suelos.
METODOS PARA EL ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO
Análisis Granulométrico (>0.75 mm), en este método se hace uso de tamices. Se caracteriza por ser mecánico.
Análisis Hidrométrico (<0.75 mm)
En el eje “Y” se plasman los porcentajes de suelo retenido en cada tamiz y en el eje“X” (superior) se muestran los diferentes tamices. Cuando la gráfica resultante esigual a la mostrada indica que se tiene un suelo bien graduado, en caso contrariose afirma que el suelo es uniforme, osea pobremente graduado.
Consiste en agitar o hacer vibrar la muestra de suelo a través de una serie de mallas cuyas aberturas son progresivamente más pequeñas. VER VIDEO.
Tamiz N°
Abertura(mm)
4 4.75
10 2
20 0.85
40 0.425
60 0.250
100 0.150
200 0.075
La tabla muestra los tamaños estándares de tamices.
Calcule los porcentajes de suelo retenido para cadatamiz y posteriormente grafique los resultados yseñale si el suelo es bien o pobremente graduado.Malla Diámetro
(mm)Masa Suelo Retenido (gr)
Porcentaje Suelo Retenido (%)
Porcentaje que pasa (%)
10 2 0
16 1.180 9.9
30 0.6 24.66
40 0.425 17.60
60 0.250 23.90
100 0.150 35.10
200 0.075 59.85
PANA 278.99
Cu: Coeficiente de uniformidadSi el Cu 1 →Suelo uniforme (Pobremente Graduado)Si el Cu=6 Suelo graduado
Cc: Coeficiente de curvatura, el cual indica la constancia de la pendiente de la curva.Si 1<Cc>3→Suelo bien graduado, fuera de este rango implica un suelo uniformemente graduado.
1.Interacción del agua y el suelo.
2.Estados de consistencia. (Traer video de la prueba de
laboratorio y fotos de los equipos y materiales
usados).
2.1Límites de Attenberg.
2.2Cartas de plasticidad.
3. Clasificación de los suelos por uso.
4.Identificación y descripción de los suelos.
5. Tipología de suelos del Departamento de Estelí y
Nueva Segovia. (En atención al ámbito de la Ingeniería
Civil). Forma y Fecha de Entrega : Impreso 12/12/09Calificación: 10 Puntos (5 informe y 5 breve expo)
