practica 1- mecanica de suelos
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En este reporte encontraremos la importanci que tiene cada una de las capas de suelo, sabiendo que el suelo es parte importante de nuestro planeta, sabiendo que el suelo desde el punto de vista de ingeneria de civilrepresenta todo tipo de material terroso, desde un relleno de desperdicio hasta areniscas parcialmente cementadas o lutitas suevesTRANSCRIPT
JOSÉ ANTONIO GONZÁLEZ ESCALANTE FIRMA____________ 1
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE
TAPACHULA
MECANICA DE SUELOS
M.I ROBERTO MARQUEZ GONZÁLEZ
PRÁCTICA # 1
Identificación de las fases de un suelo
cohesivo y fricciónante.
PRESENTA:
JOSE ANTONIO GONZÁLEZ ESCALANTE
N° CONTROL 14510019
BRIGADA # 2
TAPACHULA, CHIAPAS
A 09/SEP/2015
JOSÉ ANTONIO GONZÁLEZ ESCALANTE FIRMA____________ 2
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 3
OBJETIVO ................................................................................................................................. 4
RELACIÓN DE EQUIPO Y MATERIAL ........................................................................................... 5
PROCEDIMIENTO ...................................................................................................................... 6
DESARROLLO ............................................................................................................................ 7
RESULTADOS ............................................................................................................................ 9
CUESTIONARIO ............................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
CONCLUSIÓN .......................................................................................................................... 20
BIBLIOGRAFIA ......................................................................................................................... 21
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INTRODUCCIÓN Los suelos se pueden clasificar en cohesivos y fricconantes. Una característica
que distingue a los suelos gruesos es su gravidez y orientación de las partículas.
Los suelos finos se caracterizan por su campo electrónico que establece los
minerales de la arcilla y el agua, donde mucho tiene que ver la capacidad de
adsorción entre los cristales de la arcilla y la capa viscosa absorbida.
Los constituyentes minerales de los suelos normalmente están compuestos de
pequeños fragmentos del orden y minerales de varias clases.
Las 4 fases más importantes de partículas son:
Grava
Arena
Limo
Arcilla
Los suelos se pueden clasificar en cohesivos y flexionantes.
Una característica que distingue a los suelos gruesos es su gravidez y su
orientación de las partículas. En cambio, en los suelos finos se caracterizan por
su campo electromagnético que establecen los minerales de la arcilla y el agua,
donde mucho tiene que ver la capacidad de absorción entre los cristales de la
arcilla y la capa viscosa absorbida. De ahí que de esta práctica sea posible
identificar estas características de los suelos antes mencionados.
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OBJETIVO Observar y determinar las fases de unos suelos gruesos y finos totalmente
saturados en agua y evaluar sus características físicas y químicas por las cuales
está compuesto el suelo, ya que de esta manera nos facilita el trabajo como
ingenieros en el ramo de la construcción y cualquier otra área que desempeñe el
ingeniero civil.
El suelo se constituye por tres fases:
Sólido, líquido y gaseosa.
La fase solida está formada por partículas minerales del suelo. Las capas liquidas
y gaseosa suelen comprenderse en el volumen de vacíos mientras que la sólida
constituye el volumen de los sólidos.
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RELACIÓN DE EQUIPO Y
MATERIAL
3 VASOS DE VIDRIO
BOLSAS DE
PLASTICO
BASCULA DIGITAL 3
KG
CINTA MASQUÉ
LIGAS
ARENA
CRONOMÉTRO
LUPA
3 TARAS
ARCILLA
GRAVA
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PROCEDIMIENTO Pesamos netamente 250 g de arena y grava ambas muestra se depositan en los
vasos con capacidad de 350 ml después agitamos y revolvemos el material por 5
minutos para luego observar su gravidez y orientación en relación a la arcilla
pesamos también 250 g y lo introducimos en el vaso después le adicionamos agua
lo suficiente para saturarla luego agitamos durante 5 minutos para luego
determinar las fases de un suelo, cristales y capa viscosa adsorbida después se
cubren los vasos con lienzo de plástico y ligas para que al día siguiente volver a
observar las muestras y justificar la formación de los suelos.
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DESARROLLO 1. Primeramente tomamos 250gr. de muestras de arcilla, 250gr de arena y
250gr. de grava y se pesaron netamente.
2. Luego añadimos agua para saturar las muestras.
3. Entonces con ayuda de las ligas y las bolsas de plástico cubrimos cada
recipiente de una forma segura para que no saliera el material que
contenía.
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4. Proseguimos a agitar durante cinco minutos cada vaso.
5. Transcurrido ese tiempo dejamos reposar y tomar notas de cada una de
las capas que se formaron y se dejó 24 horas.
6. Finalmente al día siguiente se volvió a observar las muestras una última
vez con el fin de determinar las propiedades por las que está compuesto
el suelo.
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RESULTADOS
Observaciones:
Grava
Arena
Peso del vaso Peso del material Peso del vaso + peso del
material
Vaso 1 = 273 g Grava = 250 g 523 g
Vaso 2 = 274 g Arena = 250 g 524 g
Vaso 3 = 272 g Arcilla = 250 g 522 g
Material orgánico
Material grueso
Material
organico
Limo
Material
organico
Limo
Arenisca
Arena fina
Material
organico
Coloide
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Arcilla
Al día siguiente
Grava
Arena
Coloide
Limo
Arcilla
Material orgánico
Material orgánico
Material grueso
Material
organico
Material fino
Coloide
Arenisca
Material
organico
Arena fina
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Arcilla
Limo
Arcilla
Arenisca
Coloide
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CUESTIONARIO
1.- Describa los minerales de la arcilla de acuerdo a su
estructura reticular.
Los minerales arcillosos son formados principalmente por la meteorización
química de las rocas, es decir que estos minerales son producto de la alteración
de minerales preexistentes en la roca. Estos minerales son tan diminutos que
sólo pueden ser vistos utilizando un microscopio electrónico.
Los principales elementos químicos constituyentes de estos minerales son
átomos de: silicio, aluminio, hierro, magnesio, hidrógeno y oxígeno. Estos
elementos atómicos se combinan formando estructuras atómicas básicas, que
combinándose entre si forman láminas, la que al agruparse forman estructuras
laminares que finalmente al unirse por medio de un enlace forman un mineral de
arcilla.
La Figura 1.3 muestra las dos unidades estructurales básicas de los minerales de
arcilla, que son: la unidad tetraédrica constituida por un ión de silicio rodeado
por cuatro átomos de oxígeno (Figura 1.3a) y la unidad octaédrica formada por
un ión central de aluminio o magnesio rodeado por seis iones de oxidrilo (Figura
1.3b). En ambos casos el metal con valencia positiva está situado en el interior,
mientras que los iones no metálicos con valencia negativa forman el exterior.
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Las estructuras laminares mostradas en la Figura 1.4 se forman cuando varias
unidades atómicas básicas se enlazan covalentemente mediante los iones de
oxígeno u oxidrilo. Entre las estructuras laminares se tiene la lámina tetraédrica
y octaédrica.
En la Figura 1.4a se muestra una lámina tetraédrica llamada sílice, que está
formada por tetraedros enlazados que comparten dos átomos de oxígeno, la
forma simbólica de representar esta lámina es por medio de un trapecio. La
Figura 1.4b muestra una lámina octaédrica formada por octaedros de aluminio
enlazados que forman una estructura dioctaédrica llamada alumina o gibsita,
simbólicamente está representada por un rectángulo con letra G. La lámina de la
Figura 1.4c, corresponde a una lámina formada por octaedros de magnesio que
forman una estructura trioctaédrica llamada brucita, simbólicamente está
representada por un rectángulo con letra B.
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La separación entre los iones externos de las láminas de tetraédricas y
octaédricas es suficiente para que ambas láminas puedan unirse por medio de
iones oxígeno u oxidrilo mutuamente; esto hace posible la formación de
estructuras laminares de dos o de tres láminas. En la Figura 1.5 se muestra estas
estructuras.
En la estructura de dos láminas mostrada en la Figura 1.5a, las láminas
tetraédricas y octaédricas están alternadas, mientras que la de tres láminas
mostrada en la Figura 1.5b consiste de una lámina octaédrica emparedada entre
dos láminas tetraédricas, estas dos formas de estructuras laminares son
generales para formar las distintas variedades de minerales de arcilla.
La variedad de los minerales de arcilla, depende de la distribución de apilación
de estas estructuras laminares, así como del tipo de iones que proveen el enlace
de las mismas. La Figura 1.6 muestra los minerales de arcilla más comunes.
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La abundante variedad de minerales de arcilla, está bastante relacionada a la
estructura de los minerales que se muestran en la Figura 1.6, por lo que se pueden
identificar a cuatro grupos de minerales arcillosos que son:
Grupo de la caolinita.- La caolinita (Al4Si4O10(OH)8) es el principal
constituyente del caolín y las arcillas para porcelana. Las caolinitas son
producto de la meteorización del feldespato ortoclasa proveniente del
granito y comúnmente se encuentran en suelos compuestos de sedimento.
La caolinita se presenta en hojuelas hexagonales de tamaño pequeño, su
estructura consiste en una distribución de dos láminas de sílice y gibsita
fuertemente enlazadas (Figura 1.6a). Algunos minerales de arcilla que
pertenecen a este grupo son: la dickita que tiene la misma composición de
la caolinita pero con un orden diferente en sus láminas y la halosita que
generalmente aparece en algunos suelos tropicales, cuyas láminas en
forma tubular están enlazadas por moléculas de agua (Figura 1.6b).
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Grupo de la ilita.- La ilita es el resultado de la meteorización de las
micas, es similar en muchos aspectos a la mica blanca pero tiene menos
potasio y más agua en su composición. Se presenta en forma de hojuelas
y su estructura consiste en arreglos de tres láminas de gibsita con los
iones de K proporcionando el enlace entre láminas adyacentes de sílice
como muestra la Figura 1.6c. Debido a que el enlace es más débil que el de
la caolinita sus partículas son más pequeñas y delgadas.
Grupo de la montmorilonita.- La montmorilonita es el constituyente
principal de la bentonita y otras variedades similares de arcilla. Las
montmorilonitas suelen ser el resultado de la meteorización del
feldespato plaglioclasa en los depósitos de ceniza volcánica. Su estructura
fundamental consiste de distribuciones de tres láminas, cuya lámina
octaédrica intermedia es casi siempre gibsita o en otro caso brucita.
Diversos enlaces metálicos además del potasio (K) forman enlaces débiles
entre las láminas como muestra la Figura 1.6d. Una característica
particular del los minerales del grupo de la montmorilonita es su
considerable aumento de volumen al absorber partículas de agua.
Grupo de la vermiculita.- Este grupo contiene productos de la
meteorización de la biotita y la clorita. La estructura de la vermiculita es
similar a la montmorilonita, excepto que los cationes que proporcionan los
enlaces entre láminas son predominantemente Mg, acompañados por
algunas moléculas de agua como muestra la Figura 1.6e.
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2.- Describa los siguientes conceptos
Suelos:
Representa todo tipo de material terroso, desde un relleno9 de desperdicio,
hasta arenisca parcialmente cementadas o lutitas suaves. Quedan excluidos
de la definición las rocas sanas, ígneas o metamórficas y los depósitos
sedimentarios altamente cementados, que no se ablanden o desintegren
rápidamente por acción de la intemperie. El agua contenida juega un papel tan
fundamental en el comportamiento mecánico del suelo, que debe considerarse
como parte integral del mismo.
Limó:
También conocido como Légamo es un material suelto con una granulometría
comprendida entre la arena fina y la arcilla. Es un sedimento clástico incoherente
transportado en suspensión por los ríos y por el viento, que deposita en el lecho
de los cursos de agua o sobre los terrenos que han sido inundados. Para que se
clasifiquen como tal, el diámetro de las partículas de limo varia de 0.002 mm a
0.06 mm.
Arcilla:
La Arcilla es un tipo de Roca Natural Sedimentaria. Proviene de la
descomposición de las Rocas Feldespato, siendo un silicato alumínico hidratado.
Puede ser un elemento suelto o puede estar formando una masa en estado sólido,
puede ser coherente o incoherente. Es un material terroso de grano
generalmente fino y capas de convertirse en una masa plástica al mezclarse con
cierta cantidad de agua.
Conserva su forma inicial después del secado, adquiriendo a la ves la suficiente
dureza par ser manejada. La Arcilla no se transforma en cerámica hasta que
toda el agua que contiene de manera natural y química se elimina por el calor;
cuando esto sucede al cocerlo en el horno, el producto que resulta posee una
dureza y un estado inalterable a veces incluso mayor que el de algunas clases de
piedra.
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Coloide:
En ingeniería de suelos, las partículas menores de 1 µ (0.001 mm) se considera
como arcillas coloidales, cuyas partículas se hallan en disolución y están
sometidas a movimientos rápidos y en todas direcciones, llamados movimientos
brownianos, producidos por los choques con las partículas del líquido solvente;
debido a esto los colides no se sedimentan. Por otro lado las partículas coloidales
tienen carga eléctrica del mismo signo, lo que les impide atraerse entre sí (carga
negativa). La sedimentación se logra añadiendo a la solución coloidal, un
electrolito o solución química de iones con carga opuesta a la del coloide,
produciendo la floculación, obligando a las partículas unirse entre si.
Adsorción:
La adsorción es el proceso por el cual átomos, iones o moléculas son atrapadas o
retenidas en la superficie de un material, en contraposición a la absorción, que
es un fenómeno de volumen. Es decir es un proceso en el cual un contaminante
soluble (adsórbato) es eliminado del agua por contacto con una superficie solida
(adsorbente). El proceso inverso a la adsorción se conoce como desorción.
3.- Describa las características de un suelo grueso?
La Mecánica de Suelos es la aplicación de las leyes de la Mecánica y la Hidráulica
a los problemas de ingeniería que tratan con sedimentos y otras acumulaciones
no consolidadas de partículas sólidas, producto de la desintegración química y
mecánica de las rocas
Las propiedades hidráulicas de los suelos es el total de agua que cae sobre el
suelo, parte se infiltra; el agua que se infiltra lo hace por gravedad hasta
alcanzar estratos impermeables profundos que forman la capa FREÁTICA, cuya
parte superior se llama NIVEL FREÁTICO.
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Por otro lado, según el estado en que se encuentre el agua en el suelo puede
ser:
Agua gravitacional: Es el agua que pasa a través del suelo por los poros o sea
que pasa por su propio peso.
Agua freática: Es el agua que se encuentra debajo del nivel freático.
Agua retenida: Es el agua que queda en los poros (por tensión superficial o por
absorción).
IMPORTANCIA DEL AGUA EN LOS SUELOS
Para la Ingeniería Civil es importante saber:
1. Cantidad de agua.
2. Movimiento del agua.
3. Composición química del agua.
En los suelos gruesos, el agua no altera la deformación (no cambia el volumen),
por lo tanto el agua no altera las propiedades físicas de los suelos gruesos. El
flujo en los suelos gruesos se llama FLUJO ESTABLECIDO (porque se sabe que
va a fluir). En los suelos finos por ser suelos compresibles, ocasionan cambios de
volumen y forman los FLUJOS NO ESTABLECIDOS, fenómeno asociado con la
consolidación (proceso que analiza el tiempo que tarda en salir el agua de un
terreno, tiempo que está en función de las cargas que se le apliquen al suelo y
éstas a su vez provocan los asentamientos). La composición química del agua
modifica la estructura de los suelos e influye sobre la permeabilidad,
deformación y resistencia del suelo.
JOSÉ ANTONIO GONZÁLEZ ESCALANTE FIRMA____________ 20
CONCLUSIÓN En conclusión de esta práctica pudimos iniciar el estudio de materiales para la
construcción como la arena la grava y la arcilla que son fundamentales en un
proceso constructivo.
Nos pudimos percatar que si estos diferentes materiales son puestos en
contacto con diferentes sustancias estas pueden tomar otras cualidades.
Al depositar agua sobre las muestras y esperar a que estas reposaran nos
percatamos de las distintas capas o propiedades que determinado material
puede tener.
Los suelos se pueden clasificar en cohesivos y friccionantes es decir en finos y
gruesos, una característica que define a los suelos gruesos es su gravidez y su
orientación de las partículas, en cambio los suelos finos se caracterizan por su
campo electromagnético que establecen los minerales de la arcilla y el agua,
donde mucho tiene que ver la capacidad de adsorción entre los cristales de la
arcilla y la capa viscosa adsorbida. De ahí que en esta práctica sea posible
identificar estas características de los suelos antes mencionados.
Esta práctica fue de mucho aprendizaje ya que comenzamos a analizar las
propiedades de un suelo y manipularlas.
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BIBLIOGRAFIA
http://www.fic.umich.mx/fic/documentos/Manual%20de%20Mecani
ca%20de%20Suelos%20II%20(8o%20Semestre).pdf
http://www.buenastareas.com/ensayos/Identificacion-De-Las-
Fases-De-Un/7479420.html
www.quiminet.com/articulos/la-mecanica-de-suelos-20602.htm
http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lic/sanchez_m_r/capi
tulo3.pdf
Tomo 1 fundamento de mecánica de suelos