Introduccon a la mecanica de suelos

1. Introducción a la
mecánica de suelos
Ing. Julio López

3. El suelo
Para el ingeniero la palabra Suelo representa
todo tipo de material terroso, desde un
relleno de desperdicio, hasta areniscas
parcialmente cementadas o lutitas suaves.
Quedan excluidas de la definición las rocas
sanas, ígneas o metamórficas y los depósitos
sedimentarios altamente cementados, que no
se ablanden o se desintegren rápidamente por
acción de la intemperie.
Mecánica de Suelos – Tomo 1. Juarez Badillo.
PE “Salitrillos” en Reynosa, Tamaulipas.

4. Mecánica de Suelos
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, producidas por la
desintegración mecánica o
descomposición química de las rocas,
independientemente de que tengan o
no contenido de materia orgánica
Theoretical Soil Mechanics, Terzaghi

5. Clasificación de Suelos
Un sistema de clasificación de suelos proporciona un lenguaje
común para expresar en forma concisa las características generales
de los suelos
Consiste en categorizar y agrupar a los suelos junto con otros que posean
características semejantes en cuanto a propiedades físicas, mecánicas e
hidráulicas similares.
Según el tamaño de las partículas, podemos distinguir los
siguientes tipos de suelos:

6. Sistema Unificado de Clasificación
SUCS - ASTM D2487

7. Gruesos
Arena (S)
Bien
graduada (W)
Mal
Graduada (P)
Grava (G)
Bien
graduada (W)
Mal
Graduada (P)
S = Sand
G= Gravel
W = Well
P = Poorly

8. Finos
Arcillas (C)
Alta
plasticidad (H)
Baja
Plasticidad (L)
Limos (M)
Alta
Plasticidad (H)
Baja
Plasticdad (L)
C = Clay
M= Moh
H = High
L = Low

9. Clasificación SUCS ()
 Granulometría,
 Densidad o peso
unitario,
 Porosidad,
 Relación de vacíos,
 Humedad,
 Saturación,
 Plasticidad.
Propiedades índice
del suelo

10. Exploración Geotécnica

11. Propiedades
Mécanicas del suelo
 Resistencia al esfuerzo
cortante
 Compresibilidad
 Permeabilidad
PE en La Ventosa y Unión Hidalgo, Oaxaca.

12. • .
PE “Santiago” en San Felipe, Guanajuato.
PE San Pedro, Querétaro.
Propiedades
índice
Ensayos de
laboratorio
Propiedades
Mecánicas
Ensayos de
laboratorio
Pruebas In
situ
(campo)

13. Pruebas In situ en suelos
 Ensayo de Penetración estándar
 Veleta
 Penetrómetro de bolsillo
 Piezocono
 Penetración dinámica ligera y superpesada
 Penetrómetro Automático Numérico Dinámico.
 Presiómetros
 Permeabilidad Lugeon o Lefranc

14. Prueba de penetración estándar
ASTM D 1586 - 11
Standard Test Method for Standard Penetration Test (SPT) and Split- Barrel Sampling of Soils
OBJETIVOS
Determinar la Compacidad y la Capacidad de Soporte del suelo no
cohesivo
Tomar muestras representativas del suelo
Hallar correlación entre:
• El número de golpes, N, medido y la compacidad
• y la resistencia a la compresión simple por medio de tablas ya existentes

15. El método de penetración estándar consiste en dejar caer libremente, desde una
altura de 76.2 cm (30”), un martinete de 140 lb (63.5 kg) sobre un yunque acoplado
a la sarta de tubería de perforación, en cuyo extremo inferior se encuentra el
penetrómetro estándar o tubo de media caña. Se contabiliza el número de golpes
necesarios para hincar las 12” (30 cm) finales del penetrómetro, como una medida
de la resistencia a la penetración del suelo.
PFV “Villanueva” en Coahuila.
PE “La Bufa” en Zacatecas.
DESCRIPCIÓN DE LA PRUEBA
Se registra el Valor N: Representa el número de golpes de la resistencia a la
penetración del suelo. El valor N es igual a la suma del número de golpes requerida
para hincar el muestreador en 3 o 4 intervalos, según sea el caso, de 0,15 m
Los muestreadores de media caña se usan en el campo para obtener muestras de
suelo generalmente alteradas pero son aún representativas.

16. Equipo
 Máquina de perforación
 Barras de perforacion
 Martinete
 Cabeza de gato
 Sistema de Izaje

17. Muestras

18. Correlaciones
COMPACIDAD
(Suelo
Granular)
N
(S.P.T.)
Muy suelta < 4
Suelta 4 – 10
Compacta 10 – 30
Densa 30 – 50
Muy Densa > 50
CONSISTENCIA
(Suelos
Cohesivos)
N
(S.P.T.)
Muy blanda < 2
Blanda 2 - 4
Mediana 4 - 8
Compacta 8 - 15
Muy compacta 15 - 30
Dura > 30

19. PFV “Villanueva” en Coahuila.
PE “La Bufa” en Zacatecas.
Ventajas Desventajas
 Se obtienen muestras alteradas y la
resistencia a la penetración “N”.
 Las correlaciones son aproximadas
y de carácter empírico.
 Es un ensaye simple que puede ser
intercalado con facilidad con algún
otro tipo de exploración o ensaye.
 Muestra alterada (solo para
caracterización) Se obtienen
solamente muestras alteradas
para pruebas índice.
 Es apropiado en la mayoría de los
suelos arenosos.
 Se obtienen números burdos para
la realización de análisis
geotécnicos.
 Puede ser aplicable en rocas
suaves.
 Gran incertidumbre para aplicarlo
en suelos blandos.
 Su disponibilidad es muy amplia en
el país.
 Variabilidad e incertidumbre en
los valores “N”.

20. Prueba con presiómetro
ASTM D4719 - 20
Standard Test Methods for Prebored Pressuremeter Testing in Soils
OBJETIVOS
Determinar el comportamiento de deformación del subsuelo sometido a determinadas
presiones. De este ensaye se obtienen parámetros necesarios para análisis
geotécnicos, como son el módulo de elasticidad y el módulo de cortante
La ventaja de este método es que el ensayo se realiza en el terreno en su estado
natural

21. El ensaye presiométrico consiste en aplicar una presión lateral al subsuelo por
medio de una sonda cilíndrica, dilatable radialmente, introducida en el subsuelo.
Durante la realización del ensaye, se mide la deformación que se produce en la
membrana de la sonda, inflada con gas. Se trata de un ensaye de esfuerzo-
deformación.
PFV “Villanueva” en Coahuila.
PE “La Bufa” en Zacatecas.
DESCRIPCIÓN DE LA PRUEBA
Para la realización del ensaye es necesaria una perforación previa (sondeo), que
permita poner la sonda en contacto con el suelo o roca a ensayar.

22. Equipo
 Sonda
 Control de lectura
 Equipo de bombeo o gas

23. Gráficas
Inicio del tramo
elástico, indica que ya
toco paredes
Tramo elástico, conserva una
proporcionalidad
Punto de fluencia del material,
hay cambio de pendiente del
tramo elástico, en ensayos con
doble ciclo es aquí donde debe
iniciar la descarga.

24. 0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00
Presión
Deformación de la sonda (mm)
Curva Radio - Presión Bruta
. Ensayo a doble ciclo en arcilla a 15 m

25. Ensayo en Roca Basáltica a 15 m, no se alcanza el punto máximo de fluencia

26. Exploración con
pruebas de
campo
Ensayes de
laboratorio
Informes de
resultados,
interpretación de
datos y cálculos
geotécnicos
Campañas de exploración geotécnicas