CUESTIONARIO PARCIAL 1

TEMA 2:

De una lista de elementos, identificar aquellos que son ms abundantes en la corteza terrestre.

En orden de ms abundante a menos abundante: Oxigeno (46.6%), silicio (27.7%), aluminio (8.1%), hierro (5%), calcio (3.6%), sodio (2.8%), potasio (2.6%) y magnesio (2.1%). De una lista de minerales, identificar aquellos que son ms abundantes en la corteza terrestre.

Minerales silicatados: Feldespatos (51%), Cuarzo (12%), Micas (5%), Arcillas (5%), otros silicatos (3%) y minerales no silicatados (8%)

De una lista de rocas, identificar cules son gneas, sedimentarias o metamrficas.

-Rocas gneas: basalto, granitos y obsidiana. Rocas sedimentarias: arenisca, conglomerado, caliza. Rocas Metarficas: gneis, pizarra, esquisto.

Identificar las caractersticas distintivas de cada tipo de roca

- Rocas gneas: son las rocas provenientes del magma cuando ste se enfra lentamente. - Rocas metamrficas: Son las rocas que se forman a partir de otras por un proceso denominado metamorfismo, estas pueden ser tanto gneas como sedimentarias. - Rocas Sedimentarias: Son formadas por la acumulacin de sedimentos que bajo altas presiones dan origen a este tipo de roca.

De una lista de procesos geolgicos, identificar aquellos que son importantes en la formacin del suelo.

Existen tres procesos importantes en la formacin de suelos. La Meteorizacin, el Transporte de sedimentos y la deposicin de los mismos, ms comnmente llamada como erosin.

Identificar la definicin de los trminos meteorizacin, meteorizacin fsica, meteorizacin qumica y meteorizacin biolgica. Identificar la definicin de los diferentes mecanismos de meteorizacin. De una lista de mecanismos, identificar los mecanismos de meteorizacin fsica, qumica y biolgica. Identificar un mecanismo de meteorizacin ilustrado en una imagen.

Meteorizacin: Es la desintegracin o descomposicin de las rocas en la superficie terrestre como consecuencia de su exposicin a los agentes atmosfricos.

Meteorizacin fsica: es la meteorizacin que provoca la desintegracin de las rocas sin alterar su composicin qumica. (Gelifraccin, descompresin y expansin trmica).

-Gelifraccin: es el proceso en el que una roca se fractura como resultado del congelamiento del agua en sus fracturas.-Descompresin: ocurre cuando la roca se ve sometida a cargas mucho menores a las que existan durante su formacin.-Expansin trmica: ocurre en sitios en donde las rocas se ven sometidas a grandes cambios de temperatura, las fracturas son dadas por la diferencia de coeficientes de expansin trmica.

Meteorizacin qumica: es la meteorizacin que provoca la descomposicin de las rocas alterando su composicin qumica y la estructura interna de sus minerales. (Disolucin, oxidacin, hidrolisis (responsable de la meteorizacin: silicatos)).

-Disolucin: ocurre cuando los minerales hidrosolubles se disuelven en agua.-Oxidacin: Es un proceso de meteorizacin comn en los minerales ricos en hierro.-Hidrolisis: Es un proceso de meteorizacin en el cual el agua reacciona con algunos minerales.

Meteorizacin biolgica: Es la meteorizacin resultante por la accin de los organismos vivos. (Accin de las races y la accin de los lquenes).

Identificar la definicin de depsitos de suelos sedimentarios y residuales.

Suelos Residuales: Cuando el material meteorizado no es transportado, si no que permanece en contacto con la roca parental, este material se mezcla con agua y aire provenientes de la atmosfera.

Suelos Sedimentarios: Cuando el material meteorizado es transportado, llegando eventualmente a hacer parte de un depsito sedimentario, este material se mezcla con agua y aire provenientes de la atmsfera.

TEMA 3: Identificar las razones por las cuales el tamao de las partculas es el criterio de clasificacin ms importante en geotecnia.

-Porque condiciona el tipo defuerzas entre las partculas y stas condicionan el comportamiento mecnico del material.-Porque el entorno fsico de un material granular depende del tamao de sus partculas. Por ejemplo, las fuerzas importantes entre dos partculas de 1 cm de dimetro son muy distintas de las fuerzas importantes entre dos partculas de 1 m de dimetro.-Tienen un efecto muy importante en el comportamiento del material-Son materiales en los que la variacin del tamao de las partculas es enorme.

Identificar los rangos de tamao de partcula correspondientes a cada tipo de suelo.

-Gravas: (4,75 mm < d < 75 mm) -Arenas: (0,075 mm < d < 4,75 mm)-Limos: (0,002 mm < d < 0,075 mm) -Arcillas: (d < 0,002 mm)

Identificar qu suelos pertenecen al grupo de los suelos gruesos y cules al grupo de los suelos finos.

-Gruesos: gravas, arenas y limos gruesos-Finos: limos finos y arcillas

Identificar los nombres de los tipos de arcilla ms comunes (presentados en clase).

-kaolinitas y bentonitas

De una lista de minerales arcillosos, identificar cul tiene mayor superficie especfica.

-Montmorillonita: 50 a 120 m2/g (primaria), 700 a 840 m2/g (secundaria)-Kaolinita: 10 a 20 m2/g-illita: 65 a 100 m2/g

TEMA 4:

Identificar la definicin de la granulometra.

Lo suelos que se encuentran en la naturaleza contienen muchos tamaos, la distribucin de estos es a lo que se le llama granulometra .Lo anterior con fines de anlisis, tanto de su origen como de sus propiedades mecnicas, y el clculo de la abundancia de los correspondientes a cada uno de los tamaos previstos por una escala granulomtrica.

Identificar los ensayos ms empleados para caracterizar la granulometra.

Granulometra mecnica ( tamizado): -Se mide utilizando una serie de tamices de diferentes aberturas.A cada tamiz se le asigna un nmero que corresponde al nmero de huecos por pulgada lineal ,4 ( Grandes) ,10,20,40,100 y 200 (pequeos)Granulometra por hidrmetro:-Se mide utilizando un hidrmetro, cuya tarea es medir densidad relativa de un lquido (relacin entre densidad de un lquido y la densidad del agua.)Se prepara una suspensin de suelo en agua y de calcula el tiempo que tarde en sedimentarse. (Las partculas ms grandes a mayor velocidad y las pequeas a menor.)

Identificar para qu tipo de suelos est diseados los diferentes ensayos existentes para caracterizar la granulometra.Suelos de formacin sedimentaria Identificar las caractersticas fsicas que pueden deducirse a partir de una curva granulomtrica.

Gracias a las distintas curvas granulomtricas se puede establecer el uso de determinado conjunto de suelo.

Figura 1

La figura presentada, est en escala logartmica, se lee y analiza de la siguiente manera, si nos ubicamos en el nmero 1 de dimetro del eje x, hacia su izquierda la siguiente lnea ser 0.9, y la siguiente 0,8, as sucesivamente hasta llegar al 0.1. Si en el eje x est en el 1, y en el eje Y de % ms fino est ubicado en el 90 % significa que en ese dimetro pasa por el tamiz el 90% del material, o sea se retiene el 10 % de ese dimetro.

Figura 2. ( suponiendo que hay dimetro creciente hacia la derecha)

-La curva (c) demuestra que est bien gradado , este tipo de suelo generalmente se utiliza para concreto ya que si se encuentra de esta forma y se utiliza , la resistencia del concreto ser mayor.-La curva (e) ilustra un porcentaje de suelo grueso uniformemente gradado, este generalmente se utiliza para la creacin de filtros naturales, puede representar una grada.-La curva (d) muestra arcillas y limos en su mayora, genera lodos.- la curva (b) denota que el porcentaje fino retenido no vara mucho en relacin con el dimetro que de los sedimentos, puede ser una arena.

De un grupo de curvas granulomtricas, identificar cul corresponde al material ms fino y cul al ms grueso.

La anterior figura ilustra un suelo grueso ya que solo el 18%( aprox) del material que lo compone es ms fino que el tamiz NO.200. De un grupo de curvas granulomtricas, identificar cul corresponde a una arcilla, cul a un limo, cul a una arena y cul a una grava.

Mirar punto anterior, parte superior.Arcilla: de dimetro en mm 0,0001 a 0.002Limo: de dimetro en mm de 0,002 a 0.06Arena: de dimetro en mm de 0,06 a 2Grava: de dimetro en mm de 2 a 10.

De un grupo de curvas granulomtricas, identificar cul corresponde a un material bien gradado y cul a un material mal gradado.

Calcular los parmetros que permiten caracterizar un material a partir de su curva granulomtrica.

Los parmetros que se pueden calcular son si es un suelo fino o grueso, eso se hace mirando el porcentaje de material que pasa por el tamiz #200 un suelo es considerado grueso si ms del %50 del material es retenido en el tamiz #200, si est bien gradado o no, esto se puede determinar a partir de los coeficientes de uniformidad donde D60 es el dimetro para el cual el 60% de las partculas son ms finas y D10 es el dimetro para el cual el 10% de las partculas son mas finas y el coeficiente de curvatura donde D30 es el dimetro para el cual el 30% de las partculas son ms finas

A partir de una curva granulomtrica, calcular el porcentaje de material que pasa el tamiz No. 200.

Observar punto 4

A partir de una curva granulomtrica, identificar si se trata de un material predominantemente grueso o predominantemente fino.

Observar punto 4 A partir de una curva granulomtrica, calcular el coeficiente de uniformidad.

D60= dimetro donde pasa el 60% del materialD10= dimetro donde pasa el 10% del material

D60=1.1D10=0.2

A partir de una curva granulomtrica, calcular el coeficiente de curvatura.D30=0.8

A partir de una curva granulomtrica, identificar si se trata de una curva granulomtrica normal o de una curva con curvatura especial.

Curva normal: Cc entre 1 y 3.

TEMA 5:

A partir de un diagrama de fases, calcular relaciones entre las fases del suelo.

Un diagrama de fase lo presentan de la siguiente forma

A partir de un diagrama de fases, calcular la densidad, el peso unitario, el peso unitario seco, el peso unitario saturado, el peso unitario de slidos, la gravedad especfica, la porosidad, la relacin de vacos, la humedad y el grado de saturacin del suelo.

Densidad

Peso Unitario

Peso Unitario seco

Peso Unitario Saturado

Peso unitario de solidos

Gravedad especifica

La porosidad

Relacin de vacos

Humedad

Grado de saturacin del suelo

A partir de un diagrama de fases, y de las relaciones de vacos mnima y mxima del suelo, calcular la densidad relativa del suelo.

Relacin de vacos mnima y mxima (Se sacan experimentalmente)

Densidad relativa del suelo

A partir del volumen, la masa, la masa seca y la gravedad especfica, calcular la densidad, el peso unitario, el peso unitario seco, el peso unitario saturado, el peso unitario de slidos, la porosidad, la relacin de vacos, la humedad y el grado de saturacin del suelo.

Nos dan: Volumen, Masa, masa seca y gravedad especfica

DensidadPeso UnitarioPeso Unitario secoPeso Unitario SaturadoPeso unitario de solidosLa porosidad Relacin de vacosHumedadGrado de saturacin del suelo

(se usan las mismas frmulas de arriba)

Identificar la magnitud tpica de la densidad, el peso unitario, el peso unitario seco, el peso unitario saturado, el peso unitario de slidos, la gravedad especfica, la relacin de vacos.

Valores Tpicos Peso UnitarioTipo

Grava20-2215-17

Arena18-2013-16

Limo18-2014-18

Arcilla16-2214-21

Peso unitario saturado de la arcilladle Bogot 13KN/m3 y la de ciudad de Mxico 10KN/m3

Tipo de sueloRelacin de vacosHumedad (%)

Arena suelta uniforme0.830

Arena densa uniforme0.4516

Arena limosa suelta angular0.6525

Arena limosa-densa angular0.415

Arcilla firme0.621

Arcilla blanda0.9-1.430-50

Loess0.925

Arcilla orgnica blanda2.5-3.290-120

Barro glacial0.310

Humedad arcilla Bogot 180%, Mxico 400%.Relacin de vacos arcilla Bogot 5, Mxico 12.

Densidad relativaDr (%)Descripcin

0-15Muy suelta

15-35Suelta

35-65Medianamente densa

65-85Densa

85-100Muy densa

TEMA 6:

Demostrar conocimientos bsicos sobre los lmites de Atterberg:

A partir de una grfica de volumen vs humedad se puede observar que se presenta un cambio en el comportamiento mecnico y volumen de los suelos a medida que se vara el contenido de agua. Los lmites de Atterberg relacionan el contenido de humedad y el comportamiento mecnico del suelo (slido, semislido, plstico, lquido). A medida que se aumenta el contenido de humedad, el suelo se comportar de manera ms lquida (mayor maleabilidad).Lquido: el suelo se comporta como un lquido (puede fluir fcilmente, no tiene geometra determinada).Plstico: el suelo ya no fluye tan fcilmente pues se comporta de manera ms rgida. En este estado, el suelo se deforma sin aparicin de grietas (plastilina).Semislido: el suelo se hace un poco ms rgido por lo que la deformarse aparecen grietas visibles. Slido: el suelo se comporta como un slido rgido, por lo que al cambiar la humedad, el volumen se mantiene constante. Adems, ante la deformacin se puede sufrir fractura en vez de agrietamiento, pues no fluye.

Identificar la definicin de los lmites de Atterberg, el ndice de plasticidad y la actividad.

Lmites de Atterberg: humedades lmite entre los estados slido, semiplstico, plstico y lquido.Lmite lquido (LL): lmite entre los estados lquido y plstico. Limite plstico (PL): lmite entre los estados plstico y semislido.Lmite de contraccin (SL): lmite entre los estados semislido y slido.

ndice de plasticidad (PI): Indica que tan amplia es la zona de comportamiento plstico en un suelo determinado. Se representa como la diferencia entre el lmite lquido y el lmite plstico. . La Caolinita tiene menor PI que la montmorillonita, pues la primera tiene partculas muy juntas por lo que el agua no podr entrar fcilmente y pasar de un estado slido a lquido rpidamente (pequea zona de plasticidad).

ndice de liquidez: ; humedadSi El suelo est en estado lquidoSi El suelo est en estado plsticoSi El suelo est en estado semislido o slido

Actividad: la actividad se define como la pendiente de una grfica de PI contra fraccin de arcilla, teniendo en cuenta que la relacin entre estas es lineal . La actividad depende del tipo de arcilla y permite conocer el material arcilloso que se tiene. Entre mayor sea la actividad, ms grave porque el ndice plstico vara ms y es ms difcil determinar el punto en el que el suelo se comienza a comportar como un lquido.

Calcular los lmites de Atterberg, el ndice de plasticidad y la actividad de un suelo.

A partir de LL, PL y SL:

A partir de la grfica que se obtiene en el ensayo de la Cazuela de Casagrande, determinar el lmite lquido.

El lmite lquido corresponde al valor de la humedad para 25 golpes que se ajusta a la grfica del ensayo. LL=46.2%.

A partir de los lmites lquido y plstico, calcular el ndice de plasticidad.

Se tiene el valor del lmite plstico y lquido.

Si no se da el valor de los lmites, para determinar los lmites lquido y plstico se puede utilizar un penetrmetro de cono. En este caso, se obtiene una grfica de contenido de humedad contra mm de penetracin. El lmite lquido corresponde a la humedad a 20 mm de penetracin, y el lmite plstico consiste en proyectar la lnea del ensayo hasta 0 mm de penetracin, y multiplicar ese valor de humedad por 2 elevado a la pendiente de la lnea.

A partir de la grfica correspondiente, calcular la actividad de un suelo.

La actividad corresponde a la pendiente de la grfica PI contra fraccin de arcilla.

Identificar las caractersticas mecnicas que pueden deducirse a partir de los lmites de Atterberg, el ndice de plasticidad y la actividad.

Lmites de Atterberg: se determina si el suelo se comporta de manera slida, semislida, plstica o lquida (para saber el comportamiento de cada uno, ver explicacin arriba).

ndice de plasticidad: que tan amplia es la zona de comportamiento plstico, y mientras mayor sea el PI, ms sensible es el suelo a cambios de humedad.

Actividad: permite conocer qu tan estable es el comportamiento del suelo a partir de la fraccin de arcilla que contenga. A mayor actividad, la variacin del PI ser mayor.

A partir de dos lmites lquidos, dos ndices de plasticidad o dos actividades, identificar cul material tiene mayor superficie especfica.

Dos lmites lquidos: el material con mayor lmite lquido tendr mayor superficie especfica (necesita mayor cantidad de agua para comportarse como un lquido).

Dos ndices de plasticidad: el material con mayor ndice de plasticidad (PI) tendr una mayor superficie especifica (necesita mayor cantidad de agua para comportarte como un lquido).

Dos actividades: el material con mayor actividad tendr mayor superficie especfica.

A partir de dos lmites lquidos, dos ndices de plasticidad o dos actividades, identificar cul material tiene es ms sensible a los cambios de humedad.

Dos lmites lquidos: el material con mayor lmite lquido ser ms sensible a cambios de humedad.

Dos ndices de plasticidad: el material con mayor ndice de plasticidad (PI) ser ms sensible a cambios de humedad.

Dos actividades: el material con mayor actividad ser ms sensible a cambios de humedad.

Identificar la magnitud tpica de los lmites lquido y plstico, y del ndice de plasticidad, para la caolinita y la montmorillonita.

Tipo de sueloLmite lquido (LL)Lmite plstico (PL)ndice de Plasticidad (PI)

Caolinita60-8010-2070-40

Montmorillonita200-50040-60460-140

TEMA 7:

Hay dos tipos de clasificacin de suelos:

1. AASHTO: clasifica el suelo en 7 grupos diferentes, del A1 al A7. Usada comnmente para la clasificacin de suelos en vas.1.1. Para suelos gruesos: A1- A31.2. Para suelos finos: A4 A72. USCS: es suelo se clasifica de acuerdo a una serie de smbolos 2.1. Segn el material:

2.1.1. G (Gravel) : grava2.1.2. S (Sand): arena2.1.3. M (Silt): limos2.1.4. C (Clay): arcillas2.1.5. O (Organic): orgnico

2.2. Segn gradacin:2.2.1. W (Well graded): bien gradado2.2.2. P (Poorly graded): mal gradado

2.3. Segn plasticidad:2.3.1. H (High Plasticity): alta plasticidad2.3.2. L (Low Plasticity): poca plasticidad

Entre varios grupos de suelos clasificados segn los sistemas de la AASHTO y la USCS, identificar el tipo de suelo (i.e., tamao de partcula, gradacin, plasticidad y presencia de materia orgnica). VER TABLAS.

El suelo de Bogot tiene una humedad del 180%La ciudad de Mxico tiene una humedad 400%

TEMA 8:

Identificar la definicin de la compactacin:

Compactacin es la densificacin del suelo por salida de aire, lo cual requiere la aplicacin de una cierta cantidad de energa mecnica.

Identificar el propsito de la compactacin como proceso constructivo:Aumentar la resistencia del suelo y hacerlo menos deformable.

Identificar el parmetro utilizado en la prctica para medir el grado de compactacin de un suelo:

Existen dos parmetros utilizados para medir el grado de compactacin: La relacin de vacos o la porosidad y el peso unitario seco. Sin embargo, el ms usado es el peso unitario seco

Identificar los factores que controlan el grado de compactacin de un suelo:

Los factores que controlan el grado de compactacin de un suelo son la energa mecnica que se aplica, tipo de suelo y la humedad del suelo.

Identificar los fenmenos fsicos asociados a la existencia de una humedad ptima y un peso unitario mximo:

Si el peso unitario es mximo significa que la humedad es ptima, y fsicamente quiere decir que el material est en el estado ms compacto posible que se puede lograr con el esfuerzo que se aplica.

Identificar los ensayos de laboratorio utilizados para caracterizar la compactacin de un suelo.

Ensayo Proctor EstndarEnsayo Proctor Modificado

Identificar los equipos de campo normalmente utilizados para compactar diferentes tipos de suelo.

Compactacin por rodillos estticos (solo peso)Compactacin por vibracin (suelos granulares) el mejorCompactacin por ruedas neumticas (suelos finos) muchas pasadas requeridasCompactacin por patas de cabra (suelos finos) solo peso pero ms eficiente

A partir de la grfica correspondiente, identificar la humedad ptima y el peso unitario mximo de un material.

TEMA 9:

Identificar la definicin de nivel fretico:Es la lnea divisoria que divide el suelo saturado del parcialmente saturado. Especficamente esta lnea es entenda como la frontera en donde la presin del agua en los poros y la presin atmosfrica es igual. Por otro lado el agua puede subir por encima del nivel fretico gracias al efecto de capilaridad.

Identificar la definicin de la cabeza hidrulica; Identificar los componentes de la cabeza hidrulica importantes en geotecnia:

Es la energa mecnica por unidad de peso que contiene el agua. De este modo se conoce como:

hz = cabeza por elevacinhp = cabeza por presinv2/2g = es la cabeza por velocidadEn el caso de los suelos la velocidad es muy baja (menor al 1cm/s) por ende se desprecia la cabeza por velocidad quedando as:

u = presin del agua en los poros. = peso unitario del agua.

Identificar el parmetro utilizado en la prctica para caracterizar el fenmeno de flujo de agua en el suelo; Identificar los factores que pueden afectar la permeabilidad:

A partir de la ley de Darcy se puede encontrar una relacin entre la velocidad vx y el gradiente de cabeza hidrulica dH/dx de este modo:

K = permeabilidad (coeficiente de proporcionalidad)

De igual forma teniendo la velocidad con que se desplaza el agua a travs del suele se puede encontrar el caudal:

Existen cuatro cosas que puede afectar la permeabilidad: Relacin de vacos. Viscosidad del fluido. Tipo de suelo. Velocidad de flujo.

Identificar los ensayos de laboratorio utilizados para determinar la permeabilidad en diferentes suelos:

En primer lugar se debe entender que existe una variacin en los experimentos para encontrar la permeabilidad en campo y en el laboratorio. De esta forma:Laboratorio: Ensayo de permeabilidad a cabeza constante: (suelos granulares de a tamiz 200)Para este ensayo se tiene una altura h que se va a mantener a lo largo del tiempo y se mide cual es el caudal que sale al final del tubo de ensayo

Ensayo de permeabilidad a cabeza variable: (suelos finos)En este ensayo se fija una altura al principio del ensayo y se mide su cada a lo largo del tiempo. De este modo se tiene:

Campo: Ensayo de bombeo. Se realiza un poso en donde se extrae agua a un caudal constante, se verifica a su alrededor que tanto baja el agua a cierta distancia. Ensayo de Boutwell. Se inca un muestreado y se mira que tanto caudal esta absorbiendo el suelo a lo largo del tiempo. Es un ensayo a cabeza variable y se realiza para saber tanto la permeabilidad vertical como horizontal. Ensayo de perforacin a cabeza constante. Ensayo con sondas porosas.