Suelos definiciones: Suelo del latín solum, es un término que se refiere a la superficie inferior de ciertas cosas. Puede decirse que el suelo es la superficie de la Tierra (la parte más superficial de la corteza terrestre) y donde se plantan las semillas para las actividades agrícolas.Tipos de suelos Suelo aluvional: Los suelos aluviales son suelos de origen fluvial, poco evolucionados aunque profundos, Los suelos

aluviales son suelos con perfil poco desarrollado formados de materiales transportados por corrientes de agua. Suelo fluvio-glacial: Los suelos fluvial-glaciales son origen de glacial conservados en los témpanos de hilo y paso de la

variación de la temperatura son arrastrados por los ríos.Densidad de los suelosLa densidad relativa: Es una manera de indicar el grado de compacidad ( compactación) de un suelo y se puede emplear tanto para suelos en estado natural.La densidad o densidad absoluta: Es la magnitud que expresa la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo. Su unidad en el Sistema Internacional es el kilogramo por metro cúbico (kg/m3)

que entiendes por propiedades índices de los suelos. El estudio del suelo, implica: determinar sus propiedades índice, clasificarlo, conocer el comportamiento del agua en este, su resistencia a esfuerzos externos y los límites respecto a su cambio de volumen. Una vez conocidas sus propiedades y comportamiento, pueden diseñarse estructuras que se ajusten a las condiciones específicas de cada suelo.

o Mineralo Rocao Suelo

Defina el esfuerzo total esfuerzo efectivo y presión neutra y su relación entre ellos Esfuerzo efectivo (p)Es la diferencia entre el esfuerzo total en una dirección y la presión de poros en los vacios del suelo. Se define la presión efectiva, como aquella que actúa de partícula a partícula sólida, tendiendo a producir reducciones en la relación de vacíos del suelo.Presión neutra o de poros (u)Es producida por la carga hidráulica, actuando con la misma intensidad tanto en el agua como en el elemento sólido.Se expresa mediante la relación u = h*YwRelaciones con la presión total (P) La presión normal total actuante en un punto cualquiera de una sección dada a través de un suelo saturado, se deriva de la acción pura y simple de peso, por lo que está constituida de dos partes: presión efectiva y presión neutra o de poros. P = p + u

Defina la red de flujo y que información proporciona

Una red de flujo es una representación gráfica G = (V,E) de la solución de la ecuación de Laplace (el tratamiento cuantitativo del sistema hidrogeológico sin más que aplicar la ley de Darcy a la malla definida ) paraS y t con las condiciones de frontera existentes en el flujo. En donde cada arco tiene una capacidad no negativa. Se distinguen dos vértices.Las trayectorias del flujo del agua a través de los suelos reales y las correspondientes presiones de poro son extremadamente complejas, debido a la manera errática en la que es probable que varíe de punto a punto y en diferentes direcciones la permeabilidad. Por lo tanto, los análisis exactos de problemas tan comunes, como el efecto de un sistema de desagüe o el flujo bajo una ataguía dentro de la excavación para la pila de un puente rara vez son posibles.

como se dividen y se subdividen según su origen:Los suelos del área de estudio, por su material de origen, en forma general pueden ser agrupados en cuatro grupos: aluviales recientes, aluviales sub recientes, aluviales antiguos y residuales. que entiendes por sifonamiento o tubifiasion en suelos.Cuando se traza la red de escurrimiento y se quiere verificar a la tubificación, y se compara el i crítico con el i del problema...ese gradiente i del problema puede calcularse como la sumatoria de las caídas de potencial (que caen dentro del volumen que estoy verificando) dividido su altura?? en otras palabras, es como un problema de ¨ebullición¨ del suelo por flujo ascendente? Defina que es los suelos arcillosos. Es un suelo que posee una textura pesada, es suave y pegajoso. Cuando está húmedo se torna resbaladizo y muy dúctil y es muy duro en seco. Como ventajas, presenta una alta retención de agua. Como desventaja muy obvia está el hecho de que casi todos tienen mal drenaje y se anegan con facilidad. Están compuestos en gran parte por el mineral conocido como ARCILLA. Esto los convierte en un suelo de textura pesada, pegajoso cuando está húmedo y muy duro ante carencia de agua. - Son Suelos CASI IMPERMEABLES.- COLOR: Amarillo, que indica óxidos de hierro hidratado.- GRANULACIÓN: Las partículas de arcilla son menores de 0,002 mmDefina la compactación, la consolidación y la densificación de los suelos o La compactación es el proceso mecánico mediante el cual se reduce el volumen de los materiales en un tiempo

relativamente corto con el fin de que resistan las cargas y tengan una relación esfuerzo

o La consolidación de un suelo a un proceso de reducción de volumen de los suelos finos cohesivos (arcillas y limos plásticos), provocado por la actuación de solicitaciones (cargas) sobre su masa y que ocurre en el transcurso de un tiempo generalmente largo. Producen asientos, es decir, hundimientos verticales, en las construcciones que pueden llegar a romper si se producen con gran amplitud.

o La densificación es un proceso lento y gradual de reducción del índice de vacíos de un suelo por expulsión del fluido intersticial y transferencia de la presión del fluido (agua) para el esqueleto sólido, debido a las cargas aplicadas o al peso propio de las capas suprayacentes.

Teoría de falla en suelos de Morh – CoulombLa teoría de Mohr-Coulomb es un modelo matemático que describe la respuesta de materiales quebradizos, tales como hormigón, o agregados de partículas como el suelo[1] , a esfuerzo cortante, así como tensión normal

El estado de carga y recarga es vs ὀ es una prueba de consolidaciónEs una prueba de consolidación es una prueba de resistencia al suelo estamos probando el estado tensión del suelo.Resistencia drenada y no drenada en arcillas.En principio, un ensayo no drenado-no consolidado permite determinar la resistencia de una arcilla bajo la condición in situ. En suelos arcillosos saturados y en procesos rápidos será necesario, en cambio, considerar los parámetros no drenados.Para el caso de arcillas, sin embargo, la cohesión remanente permite considerar que el terreno presenta aún cierta resistencia (al contrario que el ejemplo de las arenas.)A dicha cohesión en situación de no drenaje se la denomina cohesión no drenada (cu) o resistencia al corte no drenado (Su), y, obviando en este texto la exposición teórica que requiere el caso, puede estimarse que en arcillas saturadas es equivalente a la mitad de la resistencia a la compresión simple (qu). Su = 1/2qusuelos anisotropicosSuelos no tener las mismas propiedades físicas cuando se cambia la dirección de medición. Comúnmente utilizados en referencia a los cambios de permeabilidad con dirección de medición.Suelos isotrópicosSon suelos que poseen las mismas propiedades físicas en todas las direcciones. También llamado isótropoElastoplasticoElastoplástico es el problema físico-matemático de encontrar los desplazamientos y las tensiones en un suelos deformable elasto-plástico, partiendo de la forma original del sólido, de las fuerzas actuantes sobre el mismo, los desplazamientos impuestos de algunos puntos de la superficie del sólido y las ecuaciones constitutivas del material del que está hecho el sólido.

1. Proceso de consolidación de los depósitos de suelos finos saturadosSe denomina consolidación de un suelo a un proceso de reducción de volumen de los suelos finos cohesivos (arcillas y limos plásticos), provocado por la actuación de solicitaciones (cargas) sobre su masa y que ocurre en el transcurso de un tiempo generalmente largo. Producen asientos, es decir, hundimientos verticales, en las construcciones que pueden llegar a romper si se producen con gran amplitud.

2. Porque es importante la teoría de consolidación de terzaghi.

El enunciado del principio de Terzaghi para suelos saturados, consta de dos partes:

Las tensiones en un punto de una sección a través del suelo, pueden calcularse a partir de las tensiones totales actuantes en ese punto. Si los huecos están llenos de agua a una presión u, estas tensiones principales totales se dividen en dos partes, una parte u, que actúa en el agua y en el sólido en todas las direcciones con igual intensidad, llamada tensión neutra, presión intersticial o presión de poro, y otra parte, que se localiza exclusivamente en la fase sólida del suelo, y que representa un exceso sobre la presión neutra llamada tensión efectiva, ésta presión es la diferencia entre la total y la del agua, y no se puede medir físicamente.

Todos los cambios apreciables y medibles debido a un cambio de tensiones, como compresión, distorsión o variación de la resistencia, se deben exclusivamente al cambio de estado de tensiones efectivas.

El suelo es homogéneo y está saturado La compresión y el flujo son unidimensionales Es válida la teoría de los medios continuos y las deformaciones unitarias son pequeñas El agua y las partículas son incompresibles Se verifica la ley de Darcy y la permeabilidad es constante al menos en la dirección del flujo El índice de poros solo depende de la presión efectiva (cierto para consolidación primaria)

3. Grado de consolidación.

Grado de consolidación, Uz, en un punto de coordenada z y en el instante t, es el cociente entre la deformación existente en dicho punto e instante y la deformación final. Uz = zt / f4. Grado promedio de consolidación.

5. En que consiste un ensayo de compresión triaxial consolidado.

Primeramente definiremos lo que se entiende por ensayos triaxiales consolidados, en estos tipos de ensayo el espécimen se

consolida primeramente  bajo una presión de confinamiento,  así el esfuerzo llega a ser efectivo, es decir, la presión de cámara

queda actuando sobre la fase sólida del suelo.

En un ensayo C.U. (consolidado no drenado), la muestra es llevada a la falla por rápido incremento de la carga axial, de manera

que no exista cambio de volumen. El hecho esencial de este tipo de ensayos es no permitir ninguna consolidación durante el

periodo de falla con la aplicación de la carga axial, esto se logra fácilmente en una cámara de compresión Triaxial   cerrando la

válvula de salida de las piedras porosas de la bureta (válvula que conecta el interior de la muestra de suelo con el exterior de la

cámara de compresión).

Se podría pensar que todo esfuerzo desviador fuera tomado por el agua de los vacíos del suelo en forma de presión intersticial,

ello no ocurre así y se sabe que parte de esa presión axial es tomada por la parte sólida del suelo, pero en una prueba de

compresión Triaxial la muestra puede deformarse lateralmente y, por lo tanto, su estructura toma esfuerzos cortantes desde el

principio.

En el ensayo C.D. (consolidado drenado), la diferencia esencial con respecto al ensayo anterior corresponde al hecho de abrir la

válvula de la bureta, esto con el propósito de desalojar el agua contenida en los poros de la muestra de suelo que se esta

ensayando, además se cuenta el hecho de que las velocidades de aplicación de la carga son mucho mas lentas que en el

ensayo C.U.

Otra de las diferencias notables entre los dos ensayos, es que durante el ensayo C.D. se pueden medir las variaciones de

volumen dentro de la muestra, es decir, las variaciones de volumen que experimenta el índice de vacíos, esto se debe a que el

agua  contenida en ellos comienza a salir lentamente, lo que permite  un reacomodo de las partículas sólidas del suelo.

En qué tipos de suelos se utiliza y como se obtiene los parámetro de resistencia.

6. En que consiste un ensayo de compresión triaxial no consolidado.

Este ensayo se lo denomina también ensayo rápido (Q) donde no se permite en ningún momento el drenaje. La probeta no es

consolidada, por lo tanto no se disipa la presión de poros durante la aplicación de la presión isotrópica de cámara  s3 en la etapa

de saturación.

Después de establecer la presión de confinamiento en la cámara, se conecta la prensa para aplicar la carga axial, se deben

tomar lecturas de los deformímetros de deformación y de carga a intervalos regulares, de este último hasta que se produzca la

falla o hasta que la deformación alcance un valor considerable (aproximadamente 20%). El incremento del esfuerzo desviador

es bastante rápido, lo que permite que no se disipe la presión de poros y los resultados puedan solo expresarse en términos de

esfuerzo total.

En qué tipos de suelos se utiliza y como se obtiene los parámetro de resistencia.

Este ensayo se usa para determinar el parámetro de resistencia no drenado cu y es adecuado para arcillas saturadas. En

condiciones no drenadas, los suelos saturados presentan un esfuerzo de corte crítico que tiende a mantenerse constante para

cualquier valor del esfuerzo normal. Un aumento en el esfuerzo axial ocasiona un aumento semejante en la presión de poros,

por lo tanto el esfuerzo efectivo normal permanece constante. En una serie de ensayos no drenados efectuados bajo esfuerzos

desviadores diferentes.

7. Defina una arcilla sobreconsolidada y normalmente consolidada y grafique su curva

La sobreconsolidación se producirá cuando una arcilla soporte en la actualidad una presión efectiva menor a la que haya

soportado a lo largo de su historia. La mayor presión que haya soportado un suelo sobreconsolidado puede haber sido causado

por el peso de estratos que posteriormente fueron erosionados, por el peso del hielo que luego se derritió, por desecación de

una costra superficial, variación del nivel freático, uso humano que luego se retira (contenedores), etc.

Se puede determinar obteniendo previamente la presión de preconsolidación P mediante la construcción de Casagrande, a

partir de la curva edométrica de laboratorio. Trazamos la horizontal y la tangente en el punto de máxima curvatura, y

obtenemos la bisectriz de ambas rectas. La intersección de esta bisectriz con la prolongación hacia atrás de la rama de

compresión noval proporciona un punto cuya abscisa es la presión de preconsolidación. Ya solo tenemos que comparar la

tensión efectiva actual 0 con la tensión obtenida y si 0< P, entonces estaremos ante un suelo sobreconsolidado.

Una arcilla normalmente consolidada asentará más que una arcilla sobreconsolidada puesto que al aplicar una carga a un suelo

sobreconsolidado, éste empezará a consolidar por una rama de pendiente CS menor que la pendiente de una rama de

compresión noval CC, que sería la rama por donde empezaría a consolidar un suelo normalmente consolidado

12   Ensaye Triaxial Consolidado no drenado12.1  Preparación de la muestra

a.  Compactación

            Las muestras de suelo recompactadas para pruebas de compresión, pueden ser preparadas, aplicando procedimientos de compactación standard. Usualmente se requieren preparar las muestras a una densidad seca especificada, aplicando un esfuerzo de compactación determinado.            El procedimiento para probar muestras recompactadas, incluyendo  cálculos, figuras y presentación de resultados, son los mismos para pruebas similares de muestras no perturbadas. Los procedimientos de compactación antes referidos se aplican principalmente a suelos cohesivos y a suelos sin cohesión, parcialmente saturados. La preparación de las muestras de suelos sin cohesión, secos y completamente saturados, requieren un tratamiento especial.

  

 

 

 

 

  Fig.

5.34   Modalidad Ensayo consolidado no Drenado

4.4.2.3. Trayectoria esfuerzo – deformación. PreconsolidaciónLa siguiente figura presenta un diagrama típico tensión – deformación para arcillas saturadas, en la que el asentamiento se estudia a partir de la disminución del índice de poros (que es decreciente respecto al incremento de la tensión).

 Trayectoria tensión – deformación en arcillas (Guía de Cimentaciones para Obras de Carreteras, Ministerio de Fomento)

El primer tramo de la gráfica descendente indica el campo de tensiones previo a la tensión de preconsolidación (valor de la tensión máxima a la que históricamente ha estado sometido un suelo, asimilable en sentido amplio al de “precarga”) en el que la relación entre tensión y deformación es cercana al modelo elástico (depende fundamentalmente de la rigidez del esqueleto sólido). Más allá del punto que indica la tensión de preconsolidación (donde se produce el quiebro de la línea) las deformaciones inducidas y el incremento de tensiones no guardan una relación lineal de proporcionalidad, sino que se ajustan al modelo de la ley de la consolidación (dependen de la velocidad de drenaje del material).

Cuando el suelo es de tipo arcilloso, y la tensión que se aplica por parte de una cimentación se sitúa a orillas del valor de la tensión de preconsolidación (o la supera), la deformación que se produce es función de la capacidad que tiene el suelo de expulsar el agua intersticial (la cual incrementa su presión por efecto de la sobrecarga) y equilibrar el aumento de tensión hidrostática que se produce en el agua de los poros del material. La relación entre la tensión aplicada y la deformación producida deja de seguir en este proceso una relación lineal, y se asimila en mejor medida a una relación logarítmica.

El parámetro del suelo empleado de forma más usual y que en este caso define la relación entre la tensión aplicada y la deformación es el Coeficiente de Compresibilidad, y es obtenido mediante ensayos edométricos.

¿Qué quiere decir que un material sea ELASTOPLÁSTICO?

Decir elastoplastico y ilineal es lo mismo, su caracteristica principal reside en la posibilidad de adoptar un comportamiento elastico lineal hasta un valor de esfuerzo llamado tension de proporcionalidad, y a partir de alli comportarse de modo plastico hasta alcanzar la tension de rotura. La principal diferencia con un material lineal es que en este la tension de rotura es igual a la de proporcionalidad, por lo tanto se "desperdicia" con esta hipotesis todo el rango de resistencia entre ambas tensiones. el grafico se compone de una recta de pendiente igual al modulo de elasticidad desde las coord (0,0) hasta el valor de la tension de proporcionalidad, y a partir de allí una recta horizontal. lo opuesto seria elástico.

EQUILIBRIO PLASTICOUna masa de suelo esta en estado plástico si cada punto de la misma se encuentra al borde de la rotura. Rankine investigo los estados de tensión correspondientes a aquellos que se producen simultáneamente en todos los puntos de la masa semiinfinita de suelo sujeto solo a su propio peso, denominándolos esta do de equilibrio plástico de Rankine.

RESISTENCIA AL CORTE DE SUELOS

resistencia al corte de un suelo a la tensión de corte o cizallamiento en el plano de corte y en el momento de falla. El ingeniero debe entender la naturaleza de la resistencia al corte para analizar los problemas de capacidad de carga, estabilidad de taludes y presiones laterales sobre estructuras de contención de tierra.

Ensayo directoEste método describe y regula el método de ensayo para la determinación de la resistencia al corte de una muestra de suelo, sometida previamente a un proceso de consolidación, cuando se le aplica un esfuerzo de cizalladura o corte directo mientras se

permite un drenaje completo de ella. El ensayo se lleva a cabo deformando una muestra a velocidad controlada, cerca a un plano de cizalladura determinado por la configuración del aparato de cizalladura. Generalmente se ensayan tres o más especímenes, cada uno bajo una carga normal diferente para determinar su efecto sobre la resistencia al corte y al desplazamiento y las propiedades de resistencia a partir de las envolventes de resistencia de Mohr.

ÍNDICE DE RECOMPRESION

El índice de recompresión Cr es determinado por el gráfico representando la variación del índice de vacíoe como una función de

tensión efectiva σef  representada en la escala logarítmica por una secuencia de descarga-recarga.

Determinación del índice de recompresión  Cr

Cambio del índice de vacío en la curva de descarga-recargaCambio de la tensión efectiva para la curva de descarga-recarga

Si no hay resultados disponibles por experimentos en laboratorio o mediciones en el lugar, el índice de recompresión Cr puede

ser aproximadamente derivado por:

Constante de compresión

Índice de compresión

Éste describe la variación del índice de vacío como una función de la variación de la tensión efectiva σef representada en la

escala logarítmica:

Índice de vacío  e  versus tensión efectiva σef

Por lo tanto, representa una de las características de deformación del suelo sobre-consolidado:

Variación del índice de vacío

Variación de la tensión efectiva

Rango de índice de compresión Cc  (Naval Facilities Engineering Command Soil Mechanics DESIGN MANUAL 7.01)

Un rango típico de índice de compresión es de 0,1 to 10. Valores aproximados para arenas homogéneas para el rango cargado

de 95 kPa a 3926 kPa alcanza los valores de 0,05 a 0,06 para un estado suelto y de 0,02 a 0,03 para un estado denso. Para

limos el valor es 0,20.

Índice de expansión Se define como la relación entre la diferencia entre la altura final e inicial del espécimen divididopor la altura inicial

EI=hf−h0h0

Modos de falla por esfuerzo cortante 1Desplazamientos verticales Los desplazamientos verticales que pueden darse por el incremento en los esfuerzos efectivos y por cambio en el contenido de humedad del suelo. 

1.1 Asentamiento por incremento de esfuerzos

2.1.2 Asentamiento por cambio en el contenido de humedad dz = Dez H (2) donde Dez es la deformación unitaria originada por el cambio en el contenido de humedad y H es el espesor del material afectado por el cambio de humedad. Dez puede medirse en un ensaye de expansión del doble odómetro para suelos expansivos; o bien en un ensaye de colapso del doble odómetro para suelos colapsables (fig. No. 2).

2.1.3 Desplazamiento verticales diferencialesSe debe revisar que los desplazamientos verticales diferenciales no produzcan daños en la superestructura: ? dZA - dZB ? / L £

e (3) donde dZA es el desplazamiento vertical de la zapata A, dZB es el desplazamiento vertical de la zapata B, L es la separación entre las zapatas A y B y e es la

2.2 Capacidad de carga

En este punto se revisa que el subsuelo de cimentación no falle por resistencia al esfuerzo cortante (fig. No. 3). La capacidad de carga última se define como el esfuerzo que se aplica a un suelo, mediante una cimentación, para producir una falla en el subsuelo por resistencia al esfuerzo cortante.Para asegurar que este mecanismo de fallas no se presente se trabaja con el siguiente factor de seguridad. F.S. = qd / qa / 2 (4) donde qd es la capacidad de carga última suelo cimentación y qa es el esfuerzo de contacto promedio suelo cimentación.

Bulbo de esfuerzos o presiónEs la zona del suelo donde se producen incrementos de carga vertical considerables por efecto de una carga aplicada del tipo que sea. Esta zona forma un bulbo llamado de presiones y esta conformado por isobaras que son curvas que unen puntos de un mismo valor de presión o esfuerzo.

Ensayo triaxial con consolidación y drenaje:Llamado también ensayo CD o ensayo lento. Prueba de resistencia de una muestra de suelo a lacompresión, en la que el espécimen es sometido a un proceso deconsolidación completa bajo un esfuerzo de confinamiento antes de la aplicación del esfuerzo desviador (axial o cortante, según sea el caso). La aplicación del esfuerzo desviador se hace de modo tal que aún los suelos de baja permeabilidad completamente saturados pueden adaptarse a los cambios  de esfuerzos debidos al esfuerzo desviador; durante todo elproceso de aplicación del esfuerzo desviador se elimina el exceso depresión de poros mediante un adecuado sistema de drenaje. (Norma ASTMD3080

E n s a y o t r i a x i a l c o n c o n s o l i d a c i ó n y s i n d r e n a j e :Llamado también ensayo CU, o ensayo consolidado rápido; prueba de resistencia de un suelo a la compresión en el que a la consolidación completa del espécimen bajo una carga vertical (en el ensayo de corte directo) o bajo un esfuerzode confinamiento dado (en el ensayo triaxial) sigue la aplicación delesfuerzo axial o cortante con un contenido de agua

constante; durante todo el proceso de aplicación del esfuerzo desviador se mide y registra la presión del agua en los poros del suelo. (Normas ASTM D4767 y D3080).

E n s a y o   t r i a x i a l   s i n   c o n s o l i d a c i ó n   y   s i n   d r e n a j e :Llamado también ensayo rápido, o ensayo UU. Ensayo de resistencia a la compresión sobre una muestra que se lleva a la caja de cizalladura o a la cámara triaxial sin someterla a un proceso de consolidación y en el que el contenido de agua del espécimen permanece prácticamente constante durante la aplicacióndel esfuerzo de confinamiento y del esfuerzo desviador. Durante laejecución de este ensayo puede medirse y registrarse las presionesintersticiales (Norma ASTM D2850)

Ensayo UU:Ensayo triaxial sin consolidación y sin drenaje; o ensayo triaxial rápido.

Isotrópico:Término aplicado a los medios o materiales cuyas propiedades en un punto dado son independientes de la dirección en la que sean medidas.