clases de mecanica de suelos

8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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FASE SOLIDA

FASE LIQUIDA

FASE GASEOSA


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1.-SUELO PARCIALMENTE SATURADO

VOLUMEN (V)

PESO (W)


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2.-SUELO SATURADOVOLUMEN (V)

PESO (W)


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0

VOLUMEN (V)

PESO (W)

3.-SUELO SECO


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4.-SUELO SUMERGIDO

S. PARCIALMENTE

SATURADO

S. SECO

S. SATURADO

( POR CAPILARIDAD)

NF: nivel freático


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REL CIONES FUND MENT LES

DE L MEC NIC DE SUELOS

a) Relación de pesos. 1. Contenido de humedad (%w)b) Relación de volúmenes

2. Relación de Vacíos (%e)

3. Porosidad (%n)

100% xWs

Www

100% xVs

Vve

100% xVm

Vvn


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4. Grado de Saturación (%Gw)

_SUELO SECO

_SUELO SATURADO

_SUELO PARCIALMENTE

SATURADO

100% xVv

VwGw


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c) Relación de peso y volumen

5.peso especifico de la muestra (Ɣm)

6.peso especifico de la fase solida(Ɣs)

7.peso especifico de la fase liquida(Ɣw)


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8.peso especifico relativo a la muestra(Sm)

9.peso especifico relativo de la fase solida(Ss)

10.peso especifico relativo de la fase liquida(Sw)


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11.peso especifico de un suelo saturado(Ɣsat)

12.peso especifico de un suelo seco(Ɣd)

13.peso especifico de un suelo sumergido(Ɣ´

Vm

WsWw


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1.-En un suelo parcialmente saturado e=1.2 , %w=30% ,Ss=2.66.¿calcule su respectivo peso especifico de lamuestra y peso especifico seco?

0

0.80gr

2.66gr

3.46gr

0.40cm³

0.80cm³

1cm³

1.2cm³

2.2cm³

FG FL

FS

)2........(30

)1.........(2.1

Ws

WwW

Vs

Vve

Ss=2.66=Ɣs/Ɣₒ

Ɣs=2.66gr/cmᶟ=Ws/Vs......(3)

→

SUPUESTOVs=1(cmᶟ, ᶟ)Vm=1(cmᶟ, ᶟ)

Ws=1(gr,Kg,ton)

Ɣm=¿? Ɣd=¿?

Sabemos que Ɣₒ=1gr/cm3


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2.-Una muestra de un suelo pesa 122gr y tiene un Sm=1.82 y

Ss=2.523, si después de secado al horno la muestra pesa 144gr

¿Cuál será su volumen de solidos y cual su volumen de aire?

0

8gr

114gr

122gr

13.85cm³

8cm³

45.18cm³

21.85cm³

67.03cm³

Sm=1.82=Ɣm/Ɣₒ=1gr/cm³

Ɣm=1.82gr/cm³=Wm/Vm

Vm=122gr/1.82gr/cm³

Ss=2.523=Ɣs /Ɣₒ=1gr/cm³

Ɣs=2.523gr/cm³=Ws/Vs

Vs=45.18cm³

Datos:

Wm=122gr

Ws=114gr

Sm=1.82

Ss=2.523gr


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Es la medida que se realiza alas partículas que conforman un suelo .

Determina la gradación del suelo:

Suelo bien graduado Suelo pobremente graduado

Existen dos procesos para determinar la granulometría de unsuelo.

1)VÍA SECA :por tamizado ( tamiz o malla)

2)VÍA HÚMEDA : por sedimentación(hidrómetro)

Por tamizado

Por sedimentación partículas < N°10

partículas > N°200


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100Re

.Re% x

Ws

tenido Peso parcial t

acumuladot .Re%%100 pasaque%Acumulado

acumuladot .Re%%100 pasaque%Acumulado


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¿Qué ES EL D10,D30.D60?


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Es una propiedad de los suelos finos como laarcilla. Esta propiedad depende del contenidode humedad del suelo

• Estado seco %w = 0• Estado seco la muestra nos e con trae.

• Estado semiseco La muestra se desmoron a

• Estado Plástico La muestra se deja moldear .• Estado sem ilíqu ido Consistenc ia pasto sa

• Estado liquido Muestras con suspensión


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Limite liquido: %WLLimite plástico: %WPLimite de contracción


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1.- Se selecciona la muestra según el método de cuarteo y sepesa para luego tamizarlo por la malla Nº 40 , colcando el

material que pasa por la malla en una charola y desechar elmaterial retenido en la malla


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2.- del material de la charola se toma una porción de suelo deaproximadamente 150 grs y se colca en la vasija de porcelana y se

mezcla con agua

Se amasa el suelo que pasa el tamiz #40 con agua hasta

conseguir una pasta homogénea.


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3.- Se limpia la copa de casagrande

Se calibra con el ranurador la copa de Casagrande


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4.- en la copa de Casagrande se coloca una porción de muestra

y se enrasa con la espátula de manera de obtener una masa de

1 cm de espesor en forma uniforme .


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Mediante el ranurador se hace una ranura a lo largo de la muestra

de 2mm de ancho.

Mediante el ranurador se hace una ranura a lo largo de la

muestra de 2mm de ancho.


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Se toma parte del suelo Para determiner su contenido de humedad.

Se llevan los recipientes que contienen el suelo húmedo a pesar.

Luego, se los lleva a estufa y una vez seco el suelo, se lo vuelve a

pesar.


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N° N° degolpes

%w

1° 14 W1

2° 22 W2

3° 34 W3

4° 27 W4


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El límite plástico (LP) es la frontera entre el estado

plástico y el semisólido de un suelo.

En este estado el suelo puede ser deformado

rápidamente o moldeado sin recuperación elástica,

existen cambios de volumen, agrietamiento o

desmoronamiento.


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Ejercicio:En una prueba de limite liquido y limite plástico se obtuvieron los siguientesresultados

LIMITE LIQUIDOENSAYO N°GOLPES

Peso + suelohumedo

Peso capsula+ suelo seco

Peso capsula

1 35-35 35.77 22.48 14.15

2 24-25 36.55 24.40 16.85

3 15-16 33.42 21.03 13.45

4 7-8 35.17 21.65 13.50

LIMITE PLÁSTICO1 17.30 16.00 13.95

2 16.86 16.50 13.48

%W=Ww


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Ww Ws %W

13.29 8.33 159.544

12.15 7.55 160.927

12.39 7.58 163.456

13.52 8.15 165.890

Ww Ws %W

1.30 2.05 63.415

1.36 2.02 67.327

%Wp= (Wi+Wii)/2 = (63.415+67.327)/2 = 65.371

%W= (Ww/WS) =(13.290/8.330 )100= 159.544


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DEL EJERCICIO ANTERIOR

Limite liquido = 1.61% 160.9% = 161%

Limite plástico = 65.37%IP=índice de plasticidad o índice plásticoIP = L.L – LP = 161%-65.37% = 95.630

Este resultado nos indicaIP ESTADO DE

CONSISTENCIA

0-3 PLASTICIDAD NULA = N.P

3-15 LIGERAMENTEPLASTICIDAD

15-30 BAJA PLASTICIDAD

>30 ALTAMENTE PLASTICO


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DEL EJERCICIO ANTERIOR

Limite liquido = 1.61% 160.9% = 161%

Limite plástico = 65.37%IP=índice de plasticidad o índice plásticoIP = L.L – LP = 161%-65.37% = 95.630

Este resultado nos indicaIP ESTADO DE

CONSISTENCIA

0-3 PLASTICIDAD NULA = N.P

3-15 LIGERAMENTEPLASTICIDAD

15-30 BAJA PLASTICIDAD

>30 ALTAMENTE PLASTICO


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Sala de la curva granulométrica. Como se obtiene la curva de fluidos- con #

golpes y porcentaje de humedad. Limite liquido de un suelo con # de 25 golpesque de cerrar un estado plástico a estadoliquido.

Con los 25 golpes es el limite liquido. Limite plástico también es el promedio del

ensayo realizado (plástico - semi seco) conbastocitos de Ø 3mm.

Se procede a obtener el contenido húmedo. LP= promedio (2) contenido de humedad.


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Existen varios mètodos, pero los masusados y generalizados son:

1. METODO AASHTO

2. METODO SUCS (Sistema Unificadode Clasificaciòn de Suelos)


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EXPLICACION DEL METODO

Realiza una Clasificaciòn General en 2campos:

- Materiales Granulares (menos o igual al

35% de la muestra pasa por el TamizNª200),

- Materiales Limoarcillosos (mas del 35%

de la muestra pasa por el tamiz Nº200)


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A su vez el mètodo AASHTO clasifica alsuelos en Grupos y Subgrupòs:Grupos (7): A-1, A-2, A-3, A-4, A-5, A-6,

A-7Subgrupos (8) : A-1a, A1b, A-2-4, A-2-5, A-2-6, A-2-7 A-7-5, A-7-6


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Calculando el Indice de grupo:

I.G.- es un valor que representa la calidaddel material, cuanto menos sea el valormejor serà la calidad del suelo.

NOTA:


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Suelo 1: I.G =3.62 = 4, A-7, A-7-6Suelo 2: IG = 0,56 = 1, A-1, A-1-aSuelo 3: I.G = 16,13 = 16, A-7, a-7-6Suelo 4: I.G = 0,19 = 0, A-2, A-2-6


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EJERCICIOS

1.-CLASIFIQUE EL SUELO

Retenido en la malla 200:20%(respecto al total)Pasa la malla N°4: 92% ( respecto al total)

Cu=4; Ce=1.5

En la fracción fina:LL=250%LP=100%

Ret.malla N°200 : 20%%Q.P.T N°200 : 80% > 50%

Suelo de partículas finas


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Lo definimos en la carta de plasticidad

Ec línea A

IP=0.73(LL-20)LL=250 IP= 167.9

(250,167.9) es un punto cota enla línea A

Mi suelo (250,150)

Resp : OH ( porque loslimites de plasticidad estáncerca de la línea A)


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2.- Clasifique el siguiente suelo:

Retenido en la malla N° 4 :10%Pasa N°4 y es retenido en la malla 200: 60 %Pasa 200:30%

Cu=4 ; Cc=2

LL=40%

LP=25%

%30

%60

%10 N°4

N°200 %Ret.M N°200: 70%>50% Suelo de

Part.Grueso


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Gravas

Arenas +50% pasa por T N°4= 90%

SW Cu = 4>6 no cumple1


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Ec. línea A

IP=0.73(LL-20)LL=40 IP=14.6 (40,146) es un punto corto en la línea “A”

Mi suelo (40,15) este punto se ubica arriba dela línea “A”

SP- SC


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determinar el OCH y el MDS

optima cantidad de humedad

máxima densidad seca

estándar (12000lbpie/pie³)

Proctormodificado(56000lbpie/pie³)


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ENS YO DE PROCTOR

EST ND RD

ENSAYO DE PROCTORMODIFICADO


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Ec=(W*n*N*h)/(Vm)

Donde:

W=peso de martillo

n=numero de capasN=numero de golpes

h=altura de caída del martillo

Vm=volumen de golpe


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57/74

1.98

1.99

2.00

2.01

2.02

2.03

2.04

2.05

2.06

2.07

2.08

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Contenido de humedad %

Densidad

Seca(gr/cm

3)


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TAMIZ PESO RETENIDO %RET. PARCIAL %ACUMULADO RETENIDO

3/4" 9938.6 38.82 0

3/8" 7954.7 31.07 69.89

N°4 5143.2 20.09 20% METODO "A"


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Mínimo 4 ensayos

6”

6000gr Wn= 24kg

(1) (2) (3) (4)


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TAMIZ PESO % RETENIDO

3/4" 6 532 25.17x6000=1 510.2

3/8" 5 927 22.84x1000=1 370.4

N°4 10 255 34.52x 6000=2571.2

< N°4 3233 12.47x6000=748.2

∑=25 947 ∑=6000

GRANULOMETRÍA

M t 1


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Muestra 1

2% →del peso de la muestra

Ww = 2% (6000gr) = 120grVw = 120ml =120cmᶟ

W recipiente = W molde =

2669grV molde = 2032cmᶟ


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W suelo compactado + molde = 7873gr

ρ húmeda = ρ suelo compactado =compactadosueloV

compactadosueloW

W suelo compactado = ( W suelo compactado + molde ) – Wmolde

= 7873gr – 2669gr = 5204gr

V suelo compactado = V molde =2032 cmᶟ

ρ húmeda=3/56.22032

5204

cm gr

gr


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W recipiente = 23gr (1)

W recipiente + suelo húmedo = 178.2gr (2)

W recipiente + suelo seco = 166.8gr (3)

(2) – (3) = Ww = 11.4gr

(3) – (1) = Ns =143.8gr

N° 22


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% W1 = 1008.143

4.11 x

gr

gr 7.93%

ρ d1 3/37.20793.01

3/56.2cm gr

cm gr

W suelo compactado7958 – 2669 = 5289

ρ h= 2032

5289


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RECIPIENTE

N° 24 →

=23 (1)=169.8 (2)=158.76 (3)

(2) - (3) =11.04

(3) - (1) =135.76

% W1

16.8100

76.135

08.11 x


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CONTROL DE COMP CT CION

EN C MPO

Es necesario calcular el grado decompactación del suelo


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METODO DEL CONO DE REN

Trabaja como en un frasco devidrio o plástico, en un cono demetal unido a su parte superior.

Se denomina cono de arenaporque el ensayo trabaja conarena calibrada denominadaarena Ottawa ,arena cuarcipicapreviamente lavada y secadapasa por la malla #10 y se retiene

en la malla # 20;de densidadconocida , me permite hallar elvolumen de suelo compactado.


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Wsuelo compactado=Wsuelo fino + grava= 3929gr

humedad = finos=material < 3/4

tamizamos¾

Para determinar el volumen del hoyo. El volumen del hoyo=V suelo compactado=V

fino+grava.

finosV

finosW


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W frasco+arena =6315gr

arena=475 gr/c

peso de arena del cono =1763 gr

W arena que queda=2321

W arena empleada

W arena en excavación

W arena empleada= W arena en el cono +W arena en laexcavación


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arena=W arena en la excavación

V arena en la excavación

V arena en la excavación =W arena en la excavación = 512.54arena

V arena en excavación=V material extraído = V suelocompactado

V suelo compactado=V finos + grava =1512.54

V finos=( V finos + grava) – V grava =1512.54 – 48.00=1464.54


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CONTROL DE COMP CT CION

m.d.s=2.32gr ARENA CALIBRADA

o.c.h=5.7% arena=1.44gr/cm3

Wfrasco+ Arena qpasa= 2932gr

100%G.C95% m.d.s. labd

Vfinos

Wfinos compactado

4/3

suelo

Tamiz FinosGrava


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SPEEDY O HUMEDÓMETRO

15gr suelo +15gr carbono de calcio

100

%1

W

hd

Carburo de calcio

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