PRESENTACIÓN DE SUELOS GRANULARES

1. Tipos de Suelos desde el punto
de vista de la mecanica de suelos
• Suelos NO cohesivos: Las partículas de suelo no
tienden a juntarse ni a adherirse, sus partículas son
relativamente grandes, tambien llamados suelos
granulares o friccionantes. (Gravas, arenas, limos)
• Suelos cohesivos: Partículas
efectos
muy pequeñas,
predominan
superficiales.
(interacción
(Arcillas)
los
Las
agua
electroquímicos
partículas
partícula).
tienden a
Suelos
juntarse
plásticos.
• Suelos
grumos,
Orgánicos:
compresibles.
Suelos esponjosos, con
Prohibitivos para soporte
de estructuras de ingenieria. (Turba, Muskeg)
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2. Estructura del suelo
• Definición:
distribución
partículas o
La
y
estructura de un suelo es la
ordenamiento geométrico de las
granos minerales, el aire y el agua
presentes de un material, como consecuencia de
las caracteristicas propias de este, e influenciados
por las fuerzas que actuan sobre las partículas.
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3. • En un suelo de granos gruesos el origen
mineralogico que constituye las partículas influye
relativamente poco en las propiedades geotecnicas
del mismo, en el caso de partículas muy finas la
composición mineralogica tiene una gran
influencia
suelo.
sobre las propiedades y estructura del
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4. • La estructura de un suelo es
de
producto
formación
de su
historia
residual
geologica y su tipo (suelo
o transportado).
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5. otecnología) – Prof. Lucio Gerardo Cru
• Según la estructura del suelo, este respondera a
acambios exteriores: principalmente a cargas y
cambios de humedad (agua); o tambien a cambios
en la
tener
temperatura y a otros factores exogenos para
en cuenta.
∆σ
Universidad del Cauca – Facultad de Ingeniería Civil – Mec. Suelos z

6. • Las caracteristicas para tener en cuenta son:
-
-
-
-
-
Tamaño (Gradación)
Distribución de tamaños (Gradación)
Angularidad, textura y color
Forma de las particulas
Agentes ligantes
• Se deberá tener en cuenta que tipo y
lasmagnitud
partículas.
de fuerzas que actuan sobre
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7. Estructura de los suelos
Tamaño
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Tamaño
mínimo (mm)
Tamaño
máximo (mm)
Fragmentos-Bloques 300 -
Guijarros-Bolos 75 300
Grava 4.76 75
Arena 0.075 4.76
Limo 0.002 0.075
Arcilla - 0.002

8. Universidad del Cauca – Facultad de Ingeniería Civil – Mec. Suelos I (Geotecnología) – Prof. Lucio Gerardo Cruz

9. Universidad del Cauca – Facultad de Ingeniería Civil – Mec. Suelos I (Geotecnología) – Prof. Lucio Gerardo Cruz

10. Estructura de los suelos
Angularidad, Forma de las
partículas, textura superficial
color,
y
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11. .
.
.
.
(b)
Angular
(a) Redondead
a
(d)
Subangular
(e)
Subredondeada
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12. – Facultad de Ingeniería Civil – Mec. Suelos I (Geotecnología) – Prof. LucioUniversidad del rdo Cruz

13. e Ingeniería Civil – Mec. Suelos I (Geotecnología) –Universidad del Cauca – Facultad d f. Lucio Gerardo

14. Suelos I (Geotecnología) – Prof. Lucio Gerardo CruzUniversidad del Cauca – Facultad de Ingeniería Civil –

15. Agente cementante
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Fotografia
de un
contacto
cementado
en un suelo

16. Estructura de los suelos
Composición del
Suelos
- inorgánicos (mineral, roca)
- orgánicos (turba, muskeg)
suelo
•
Mineral: Elemento o compuesto químico presente en
la naturaleza y formado por un proceso geologico,
tiene una composición química expresable
mediante una fórmula.
Roca: Material sólido que constituye la corteza
exterior de la tierra y esta formada por uno o
minerales o cristales.
mas
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17. Civil – Mec. Suelos I cnología) – Prof. Lucio Gerardo Cruz
Clasificación de los minerales
•
•
•
•
Carbonatos
Fosfatos
Óxidos
Silicatos (90%) (SiO2)
Arena de oxido de hierro
Fosfoderita (Fosfato)Universidad del Cauca – Facultad de elasc
Augita (Silicato)
Aragonito (Carbonato)

18. c. Suelos I (Geotecnología) – Prof. Lucio
Estructura de un
Un suelo sin cohesión
tiende a formar su
estructura ,originalmente
de granos aislados,
debido a las fuerzas
gravitatorias actuantes
en una estructura
granular simple donde
cada partícula toca a
otras formando un
esqueleto granular
estable aunque no haya
fuerzas de adherencia
suelo granular
•
Estruct.
Suelta y
compacta
Universideadndterl Ceauecal–laFascu.ltad de Ingeniería Civil – Me

19. • La forma como se estructura el suelo es
delfunción de las caracteristicas propias
suelo antes mencionadas
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Fotografia de un corte
transversal

20. • El tamaño de
las particulas
de este tipo
de suelos
hace que las
fuerzas
gravitatorias
actuantes
sobre cada
particula
superen las
fuerzas
ionicas entre
partículas.
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Arena Gravosa

21. rsidad del Cauca – Facultad
Cohesión aparente
En los suelos granulares no se generan
fuerzas interparticulares, pero en
arenas se desarrolla un fenomeno
•
llamado cohesión aparente, el cual
desarrolla cuando el suelo esta
parcialmente saturado (ni en estado
seco, ni totalmente saturado), y es
debido a las fuerzas de tensión
superficial desarrolladas por el agua
que restringen el movimiento de
se
particulas pequeñas (0.05mm - 5mm)
Unive e Ingeniería Civil – Mec. Suelos I (Geotecnología) – Prof. Lucio Gerardo Cruz

22. Estructura de un suelo cohesivo
En un suelo con cohesión la estructura que se
forma, es debido principalmente a las fuerzas
ionicas actuantes entre las particulas del suelo.
El tamaño de las particulas de este tipo de suelos
hace que las fuerzas interparticulares actuantes
superen las fuerzas gravitatorias actuantes sobre
cada particula. A este tipo de particulas se les
llama coloide.
Como caracteristica la particulas constitutivas son
alargadas (largo>>ancho>>espesor), en forma de
escamas o láminas, o de de forma cilíndrica o
prísmatica.
•
•
•
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23. Fuerzas entre partículas
Son debidas a:•
-
-
-
-
-
Enlaces
Fuerzas
Enlaces
ionicos
de Van der Waals
de hidrogeno
Atracción gravitacional entre dos cuerpos
Cementante
• Teoricamente una particula de suelo posee carga
electrica en su superficie, la cual puede ser
positiva o negativa, pero experimentalmente solo
se han medido cargas negativas.
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24. Fuerzas entre partículas
La carga negativa de una particula es posibleente
debida a:
•
-
-
-
-
-
Sustitución isomorfa (más importante)
Disociasión superficial de los iones hidroxilo
Ausencia de cationes en la estructura cristalina
Adsorción de aniones
Presencia de materia orgánica
• La magnitud de la carga negativa de las particulas
ésta en relación directa con el área de la partícula,
su indicador es la superficie especifica.
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25. Universidad del Cauca – Facultad de Ingeniería Civil – Mec. Suelos I (Geotecnología) – Prof. Lucio Gerardo Cruz
Superficie específica
Tipo de suelo Superficie específica (m²/g)
Minerales arcillosas
Montmorillonita Más de 840
Ilita 65-200
Caolinita 10-20
Arena limpia aprox. 2x10-4

26. Tipos de fuerzas entre
- Fuerza en el contacto
partícula-partícula (Fm)
- Fuerza en el contacto aire-
partícula o aire-aire (Fa)
partículas
- Fuerza en el contacto agua
partícula o agua –agua (Fw)
- Repulsión electrica entre
partículas (R’)
- Atracción electrica entre
partículas (A’)
-
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27. Universidad del Cauca – Facultad de Ingeniería Civil – Mec. Suelos I (Geotecnología) – Prof. Lucio Gerardo Cruz

28. eotecnología) – Prof. Lucio Gerardo CruzUniversidad del Cauca – Facultad de Ingeniería Civil – Mec. elasc
Posiciones
posibles de dos
laminas de arcilla

29. ec. Suelos I (Geotecnología) – Prof. Lucio Gerardo Cruz
Estructura paralela (dispersa) y en
panal
arcilla.
(floculada) en láminas de
Universidad del Cauca – Facultad de Ingeniería Civil
Estructura de Grumos
Estructuras
tipicas de
suelos
cohesivos

30. ersidad del Cauca – Facultad de Ingeniería CivilUniv Mec. Suelos I (Geotecnología) – Prof. Lucio Gerardo Cruz
a) Floculación salina
b) Floculación no salina
c) Dispersión
Estructuras
tipicas de
suelos
cohesivos

31. Universidad del Cauca – Facultad de Ingeniería Civil – Mec. Suelos I (Geotecnología) – Prof. Lucio Gerardo Cruz
Estructuras
tipicas de
suelos
cohesivos

32. Estructura paralela
dura
de una arcilla
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33. d del Cauca – Facultad de Ingeniería Civil – Mec. Suelos I (Geotecnología) – Prof. Lucio
Par estereográfico de una
estructura en panal de
blanda
una arcilla
Universid uz

34. Estructura en lamina
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35. cultad de Ingeniería Civil – Mec. Suelos I (Geotecnología) –
Estructura de grumo
Universidad del Cauca – f. Lucio Gerardo Cruz

36. Estructura en forma de panal de una
arcilla blanda con granos de cuarzo
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37. Corte de un esqueleto granular
arcilla
con relleno de
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38. Universidad del Cauca – Facultad de Ingeniería Civil – Mec. Suelos I (Geotecnología) – Prof. Lucio Gerardo Cruz

39. Universidad del Cauca – Facultad de Ingeniería Civil – Mec. Suelos I (Geotecnología) – Prof. Lucio Gerardo Cruz

40. del Cauca – Facultad de Ingeniería Civil – Mec. (Geotecnología) – Prof. Lucio Gerardo CruzUniversida s I

41. Ingeniería Civil – Mec. Suelos I (Geotecnología) –Universidad del Cauca – Facultad Lucio Gerardo Cruz

42. il – Mec. Suelos I (Geotecnología) – Prof. Lucio Gerardo CruzUniversidad del Cauca – Facultad de Ingeniería

43. Universidad del Cauca – Facultad de Ingeniería Civil – Mec. Suelos I (Geotecnología) – Prof. Lucio Gerardo Cruz
Transmisión de fuerzas a traves del suelo

44. Universidad del Cauca – Facultad de Ingeniería Civil – Mec. Suelos I (Geotecnología) – Prof. Lucio Gerardo Cruz

45. Estructura de los suelos
Composición del
Suelos
- inorgánicos (mineral, roca)
- orgánicos (turba, muskeg)
suelo
•
Mineral: Elemento o compuesto químico presente en
la naturaleza y formado por un proceso geologico,
tiene una composición química expresable
mediante una fórmula.
Roca: Material sólido que constituye la corteza
exterior de la tierra y esta formada por uno o
minerales o cristales.
mas
Universidad del Cauca – Facultad de Ingeniería Civil – Mec. Suelos I (Geotecnología) – Prof. Lucio Gerardo Cruz

46. Civil – Mec. Suelos I cnología) – Prof. Lucio Gerardo Cruz
Clasificación de los minerales
•
•
•
•
Carbonatos
Fosfatos
Óxidos
Silicatos (90%) (SiO2)
Arena de oxido de hierro
Fosfoderita (Fosfato)Universidad del Cauca – Facultad de elasc
Augita (Silicato)
Aragonito (Carbonato)

47. geniería Civil – Mec. Suelos I (Geotecnología) – Prof. Lucio Gerardo
Clasificación
de los silicatos
Universidad del Cauca – Facultad de elasc

48. ía Civil – Mec. Suelos I (Geotecnología) – Prof. Lucio Gerardo Cruz
Unidades
estructurales
básicas de los
silicatos
Universidad del Cauca – Facultad de asc

49. Unidades de dos capas (bicapas)
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50. Unidades de tres capas (tricapas)
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51. Universidad del Cauca – Facultad de Ingeniería Civil – Mec. Suelos I (Geotecnología) – Prof. Lucio Gerardo Cruz

52. el Cauca – Facultad de Ingeniería Civil – Mec. Suelos I (Geotecnología) – Prof. LucioUniversidad uz

53. Retículos tridimensionales
• Son minerales que se forman en retículos
tridimensionalmentes, de forma
aproximadamente equidistante. El cuarzo y
los fedelpastos tienden a estructurarse de
esta manera.
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54. Universidad del Cauca – Facultad de Ingeniería Civil – Mec. Suelos I (Geotecnología) – Prof. Lucio Gerardo Cruz