Este documento introduce la mecánica de suelos y describe los tipos de suelos, su formación, propiedades y cómo afectan el diseño e ingeniería civil. Explica que la mecánica de suelos estudia el comportamiento de los suelos bajo cargas, y que es fundamental para garantizar la estabilidad de estructuras. También resume los pasos clave para estudiar los suelos en un proyecto de ingeniería, incluyendo pruebas geológicas, geofísicas y de laboratorio.

2. Introducción a la Ingeniería Civil
Pedro Baltazar de la Cruz Castillo
Edwin Centeno Aldazabal
Jhony Fir Escobar Soto
Steven Jhon Panduro Ayra
Elvis Capcha Chagua
“Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación”.
Mecánica de suelos

4. Qué es la Mecánica de Suelos
La mecánica de suelos es la aplicación de las leyes de
la física y las ciencias naturales a los problemas que
involucran las cargas impuestas a la capa superficial
de la corteza terrestre. Esta ciencia fue fundada por
Karl von Terzaghi, a partir de 1925.
Todas las obras de ingeniería civil se apoyan sobre el
suelo de una u otra forma, y muchas de ellas,
además, utilizan la tierra como elemento de
construcción para terraplenes, diques y rellenos en
general; por lo que, en consecuencia, su estabilidad y
comportamiento funcional y estético estarán
determinados, entre otros factores, por el desempeño
del material de asiento situado.

5. Qué tipos de problemas trata la
Mecánica de Suelos?
Si se sobrepasan los límites de la capacidad
resistente del suelo o si, aún sin llegar a ellos, las
deformaciones son considerables, se pueden producir
esfuerzos secundarios en los miembros estructurales,
quizás no tomados en consideración en el diseño,
productores a su vez de deformaciones importantes,
fisuras, grietas, alabeo o desplomos que pueden
producir, en casos extremos, el colapso de la obra o
su inutilización y abandono.
En consecuencia, las condiciones del suelo como
elemento de sustentación y dispositivo de transición
entre el mismo y la superestructura, han de ser
siempre observadas.

7. Qué es el suelo?
El suelo es la capa de transformación de la corteza
sólida terrestre, sometida a un constante cambio
estacional y a un desarrollo peculiar. Aparece como
resultado de un conjunto de procesos físicos,
químicos y biológicos sobre el medio rocoso original
(roca madre) denominados genéricamente
meteorización.

8. Origen y formación de los suelos
Parte de la descomposición de la roca en su lugar;
mediante un proceso estático (meteorización) por el
cual la roca se rompe en pequeños fragmentos, se
disuelve, se descompone y se forman nuevos
minerales.
Los factores que condicionan las características de la
meteorización y por lo tanto la evolución de un suelo,
son: el clima, la topografía, los organismos vivos, la
roca madre y el tiempo transcurrido. El resultado es
la formación de un perfil de suelo, sucesión típica de
capas horizontales que denota el conjunto de factores
que han intervenido en su formación.

9. Rocas:
Ígneas Sedimentarias Metamórficas

10. www.themegallery.com
PROCESO DE FORMACIÓN DE LOS SUELOS
Físico – químico – biológico

11. RESULTADO DE LA METEORIZACIÓN

12. Tipos de suelos en la construcción
Los suelos en la construcción pueden agruparse en 5
tipos básicos:
La grava: Esta formada por grandes granos minerales
con diámetros mayores a 2 mm.
La arena: Se componen de partículas minerales que
varían aproximadamente desde 0.06 y 2 mm.
El limo: Consiste en partículas minerales naturales,
mas pequeñas con tamaños que oscilan entre 0.002 y
0.06 mm.
La arcilla: Contienen partículas de tamaño coloidal
que producen su plasticidad. La plasticidad y
resistencia en seco están afectadas por la forma y la
composición mineral de las partículas.

14. Relación de gravimetría y volumetría

20. Granulometría

21. Plasticidad
Estado de consistencia

22. Consolidación
Proceso de reducción de volumen de los suelos finos cohesivos
Este método asume que la
consolidación ocurre en una sola
dimensión.
Consolidación primaria Consolidación secundaria
tiene lugar después de la consolidación
primaria a consecuencia de procesos más
complejos que el simple flujo de agua.

23. asentamientos

25. Tipos de asentamientos
• Asentamientos inmediatos
Es causado por la deformación elástica del suelo (húmedos, secos y saturados) y no
hay ningún cambio en humedad. Se observa mejor en los suelos granulares.
• Asentamientos por consolidación
Es el cambio de volumen en los suelos cohesivos saturados debido a la expulsión del
agua que ocupan los poros. Depende de la permeabilidad del suelo. Es una
deformación dependiente del tiempo.
• Asentamiento por compresión secundario
Resulta del ajuste de la estructura del suelo. Dependiente del tiempo.

27. Compactación
Rodillo liso Rodillo neumáticos
Rodillo pata de cabra
Rodillo vibratorio
Pata de cabra con 4 ruedas
Apisonadoras por impacto

28. Resistencia al esfuerzo cortante de los suelos
Cuando sometemos una masa de suelo a un incremento de presiones producida
por algún tipo de estructura u obra de ingeniería, se generan en el suelo en
cuestión, esfuerzos que tratarán de mantener el equilibrio existente antes de
aplicada la solicitación externa. Cuando la carga exterior aplicada tiene una
magnitud tal que supera a la resultante de los esfuerzos interiores de la masa de
suelos, se romperá el equilibrio existente y se producirá lo que denominaremos, de
aquí en adelante, Planos de Falla o de deslizamiento que no son otra cosa que
planos en los cuales una masa de suelo tuvo un movimiento relativo respecto de
otra.

29. Estabilidad de taludes

32. Estabilidad de cimentaciones

36. Proceso de estudio de suelo

37. 1. Estudio preliminar, revisión de los informes previos del lugar

38. 2. Estudios a distancia, las primeras observaciones del terreno mediante satélites y fotografías
aéreas, obteniendo datos como la existencia de aguas subterráneas. Y a que tipo de suelo se pueden
enfrentar.

39. 3. También es necesaria la realización de mapas geológicos para una tener clara
distribución de los tipos de rocas, presencia de fallas, plegamientos y otras
estructuras, se obtiene diferentes tipos de rocas, para someterlas a pruebas.

40. 4. A través de la Geofísica se investiga la superficie de la tierra (en pequeña profundidad, con perforaciones
o sensores) para establecer sus capacidades, se realizan pruebas de resistividad (analizan el
comportamiento de las corrientes eléctricas al atravesar las rocas y las investigaciones sísmicas (estudio de
reflexión y refracción de las ondas de choque para diseñar las estructuras subterráneas. Los resultados
obtenidos se combinan con los mapas geológicos.

41. 5. Si no se obtiene pruebas claras de los suelos a través de las perforaciones es necesario realizar
excavaciones para estudiar los elementos más importantes de la geología local. Y poner a prueba
métodos de ingeniería y construcción para decidir cuáles son los más adecuados y eficaces.

42. 6. Se realizan además pruebas experimentales para medir su resistencia a las
presiones y tensiones que la construcción impondrá.

43. 7. una vez analizados todos los resultados, determinaran el diseño final del proyecto de
ingeniería. Los principales factores que se tienen en cuenta son: normas de seguridad que
garanticen la estabilidad de la estructura y los aspectos económicos, que permitirán
construir la estructura con un presupuesto realista y un máximo de eficacia.
8. El producto final de este largo y arduo trabajo es el INFORME, que además de tener el
registro completo, adjunta recomendaciones y propuestas para el diseño y la construcción
de la obra. Siendo de gran importancia económica.