semana 8 - geologia

7/25/2019 Semana 8 - Geologia

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MECANICA DE SUELOS(INTRODUCCIN)


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En Ingeniera, la Mecnica deSuelos es la aplicacin de las

leyes de la fsica y las ciencias

naturales a los problemas que

involucran las cargas impuestasa la capa superficial de la

corteza terrestre. Esta ciencia

fue fundada por Karl von

Terzaghi, a partir de 1925.

La Torre de Pisa, ejemplo de un

problema originado por

deformaciones importantes.


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Todas las obras de Ingeniera

Civil se apoyan sobre el suelo de

una u otra forma, y muchas de

ellas, adems, utilizan la tierra

como elemento de construccinpara terraplenes, diques y

rellenos en general; por lo que, en

consecuencia, su estabilidad y

comportamiento funcional y

esttico estarn determinados,

entre otros factores, por el

desempeo del material de

asiento situado dentro de las

profundidades de influencia de los

esfuerzos que se generan, o por

el del suelo utilizado paraconformar los rellenos.

Dique de contencin de

inundaciones en USA.


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Si se sobrepasan los lmites de

la capacidad resistente delsuelo o si, an sin llegar a ellos,

las deformaciones son

considerables, se pueden

producir esfuerzos secundarios

en los miembros estructurales,

quizs no tomados en

consideracin en el diseo,

productores a su vez de

deformaciones importantes,fisuras, grietas, alabeo o

desplomos que pueden

producir, en casos extremos, el

colapso de la obra o suinutilizacin y abandono.


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EJEMPLO DEHORIZONTES DEL

SUELOa)Coluvin y suelo

ms alto

b)Suelo residual

maduro

c)Suelo residual

joven

d)Roca erosionada.


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LIMITES DE ATTERBERG O LIMITES DE CONSISTENCIAArcillas y limos, a veces llamados "suelos de finos", son

clasificados en funcin de sus lmites de Atterberg.Los lmites se basan en el concepto de que en un suelo de

grano fino solo pueden existir cuatro estados de

consistencia segn su humedad. As, un suelo se

encuentra en estado slido, cuando est seco. Alagregrsele agua poco a poco va pasando sucesivamente

a los estados de semislido, plstico, y finalmente lquido.

Los contenidos de humedad en los puntos de transicin de

un estado al otro son los denominados lmites de

Atterberg.

Los ensayos se realizan en el laboratorio y miden la

cohesin del terreno y su contenido de humedad, para ello

se forman pequeos cilindros de espesor con el suelo.

Se definen tres lmites:


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1.- LIMITE LIQUIDOCuando el suelo pasa de un estado plstico a un estado lquido. Esta

propiedad se mide en laboratorio mediante un procedimiento normalizado

en que una mezcla de suelo y agua, capaz de ser moldeada, se depositaen la Cuchara de Casagrande o Copa de Casagrande, y se golpea

consecutivamente contra la base de la mquina, haciendo girar la

manivela, hasta que el surco que previamente se ha recortado, se cierre

en una longitud de 12 mm (1/2"). Si el nmero de golpes para que se

cierre el surco es 25, la humedad del suelo (razn peso de agua/peso desuelo seco) corresponde al lmite lquido. Dado que no siempre es posible

que el surco se cierre en la longitud de 12 mm exactamente con 25

golpes, existen dos mtodos para determinar el lmite lquido: - trazar una

grfica con el nmero de golpes en coordenadas logartmicas, contra el

contenido de humedad correspondiente, en coordenadas normales, einterpolar para la humedad correspondiente a 25 golpes. La humedadobtenida es el lmite lquido. - segn el mtodo puntual, multiplicar por un

factor (que depende del nmero de golpes) la humedad obtenida y

obtener el lmite lquido como el resultado de tal multiplicacin.


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CUCHARA DE CASAGRANDE


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2.- LIMITE PLASTICOCuando el suelo pasa de un estado semislido a un estado plstico.

Esta propiedad se mide en laboratorio mediante un procedimientonormalizado pero sencillo consistente en medir el contenido de

humedad para el cual no es posible moldear un cilindro de suelo, con

un dimetro de 3 mm. Para esto, se realiza una mezcla de agua y

suelo, la cual se amasa entre los dedos o entre el dedo ndice y una

superficie inerte (vidrio), hasta conseguir un cilindro de 3 mm dedimetro. Al llegar a este dimetro, se desarma el cilindro, y vuelve a

amasarse hasta lograr nuevamente un cilindro de 3 mm. Esto se

realiza consecutivamente hasta que no es posible obtener el cilindro

de la dimensin deseada. Con ese contenido de humedad, el suelo se

vuelve quebradizo (por prdida de humedad) o se vuelve pulverulento.

Se mide el contenido de humedad, el cual corresponde al lmite

plstico. Se recomienda realizar este procedimiento al menos 3 veces

para disminuir los errores de interpretacin o medicin.


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3.- LIMITE DE RETRACCIN O CONTRACCINCuando el suelo pasa de un estado semislido a un estado

slido y se contrae al perder humedad.

Esta propiedad se manifiesta cuando una prdida de humedadno trae aparejado un cambio de volumen. Es el contenido de

humedad entre los estados de consistencia semislido y slido.

Para su obtencin en laboratorio se seca una porcin de suelo

(humedad inicial y volumen inicial conocidos) a 105 C/110 C yse calcula la humedad prdida segn el siguiente clculo:

1.-Densidad del agua* (Volumen inicial - Volumen final) =

Masa de agua perdida

2.-Humedad perdida = Masa de agua perdida/Masa suelo seco3.-El lmite de contraccin "C" se obtiene:

C = Humedad inicial - Humedad perdida


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MATERIALES- Plato de Evaporacin de porcelana:De aprox.

140 mm de dimetro.- Esptula. o cuchillo, con una hoja flexible:Deaprox. 75 mm de largo por 20 mm de ancho.

- Molde cilndrico, metlico o de porcelana:Conel fondo plano y de aproximadamente 45 mm de

dimetro y 13 mm de altura.

- Regla de Enrase de acero:De 150 mm de largo.- Taza de Vidrio:De aprox. 60 mm de dimetro y 30mm de altura, con su borde superior pulido y

esencialmente paralela a la base.

- Placa de Vidrio con tres puntas:Para sumergirla muestra en el mercurio

- Probeta:Con una capacidad de 25 mm ygraduada a 0.2 ml

- Balanza:Con una precisin de 0.01 g.- Mercurio:Suficiente para llenar la taza de vidrio.- Horno:Con los requerimientos de la norma NCh1515 Of 77


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RELACIONADOS CON ESTOS LMITES, SE DEFINEN LOSSIGUIENTES NDICES:

1.- nd ice de p las tic idad (Ip IP): wl - wp

2.- ndice de fluidez (If ): Pendiente de la curva defluidez

3.- nd ice de tenac idad (It):Ip/If

4.- nd ice de liqu idez (IL IL ) o Relac inhumedad-plast ic idad (B):

IL = (Wn - Wp) / (Wl-Wp) (Wn = humedad natural)


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