Suelos introduccion

1. CAPITULO III
PROPIEDADES DE LOS SUELOS
ASIGNATURA: MECÁNICA DE SUELOS I-II
SEMESTRE: I-2024
DOCENTE: ING. ANDREA V. VERA CH.
UNIVERSIDAD LOYOLA

2. CONTENIDO
1. INTRODUCCION
2. PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS DE LOS SUELOS.
3. CLASIFICACION DE LOS SUELOS.
4. ESFUERZOS Y DEFORMACIONES DE UNA MASA DE SUELO.
5. PERMEABILIDAD E INFILTRACIÓN.
6. COMPACTACIÓN DE SUELOS.
7. TEORIA DE LA CONSOLIDACIÓN Y EL ANALISIS DE ASENTAMIENTO.
8. MEDIDORES DE FLUJO (Resistencia Cortante).

3. BIBLIOGRAFIA BASICA
• FUNDAMENTOS DE INGENIERIA GEOTECNICA, BRAJA M. DAS.
• MECANICA DE SUELOS TOMO I, TOMO II, E. JUAREZ BADILLO.
• MECANICA DE SUELOS, PETER BERRY.
• MECANICA DE SUELOS, LAMBE Y WHITMAN.
• MECANICA DE SUELOS Y FUNDACIONES, BUDHU.
• DESLIZAMIENTOS Y ESTABILIDAD DE TALUDES – SUAREZ.

4. INTRODUCCION
• Para el diseño y construcción de cimientos,
muros de contención y cualquier obra civil, se
necesita conocer el origen del depósito de suelo
sobre el que se va a construir la estructura.
• Cada depósito presenta características
geomecánicas únicas.
• Los suelos que cubren la superficie de la tierra
están formados por la erosión de las rocas.
• Las propiedades físicas del suelo se establecen
principalmente por los minerales que constituyen
las partículas del suelo y, por lo tanto, la roca de
la cual se derivó.

5. INTRODUCCION
• El diseño de cimentaciones de estructuras como
edificios, puentes y presas requiere de un
conocimiento de factores como:
• a) la carga que se transmitirá por la
superestructura al sistema de cimentación,
• b) los requerimientos del reglamento de
construcción local,
• c) el comportamiento y la deformabilidad
relacionada con el esfuerzo de los suelos que
soportarán el sistema de cimentación y
• d) las condiciones geológicas del suelo en
consideración.
Mecánica
de suelos

6. INTRODUCCION
• Las propiedades geotécnicas de un suelo, como:
• su distribución granulométrica,
• plasticidad,
• compresibilidad y
• resistencia cortante,
• las propiedades de resistencia y deformación del suelo se pueden
determinar in situ, esto evita alterar las muestras durante la exploración de
campo.
• Pero, no todos los parámetros se pueden o se determinan in situ.
• Para evaluar la precisión de los parámetros del suelo, ya sea que se hayan
determinado en el laboratorio o en el campo, o bien, que se hayan
supuesto, el ingeniero debe tener un buen conocimiento de los principios
básicos de mecánica de suelos.
se pueden evaluar
mediante pruebas de
laboratorio.

7. INTRODUCCION
• El ingeniero debe darse cuenta de que los depósitos
naturales de suelos sobre los que se construyen las
cimentaciones no son homogéneos en la mayoría
de los casos.
• El ingeniero debe tener una comprensión completa
de la geología del área, es decir, el origen y la
naturaleza de la estratificación del suelo y también
de las condiciones del agua en el subsuelo.
• La ingeniería de cimentaciones es una combinación
ingeniosa de mecánica de suelos, ingeniería
geológica y buen juicio derivado de una experiencia
pasada.
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8. INTRODUCCIÓN
• TAMAÑO DE LA PARTICULA
• Los suelos son generalmente llamados grava, arena, limo o arcilla, dependiendo del tamaño predominante
de las partículas dentro del suelo.
• Para describir los suelos por su tamaño de partícula, varias organizaciones han desarrollado límites de
separación de tamaño de suelo.
Modificado de Das, Braja, 2009

9. INTRODUCCION
• Las gravas son fragmentos de rocas con partículas
ocasionales de cuarzo, feldespato y otros
minerales.
• En las partículas de arena predominan el cuarzo y
el feldespato. A veces también pueden estar
presentes granos de otros minerales.
• Los limos son las fracciones microscópicas del suelo
que consisten en fragmentos de cuarzo muy finos y
algunas partículas en forma laminar que son
fragmentos de minerales micáceos.
• Las arcillas son en su mayoría partículas en forma
de láminas microscópicas y submicroscópicas de
mica, minerales de arcilla y otros minerales.
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10. INTRODUCCION
TAMAÑO DE LA PARTICULA
• las arcillas se definen como partículas menores de
0.002 mm (ASTM).
• Las partículas se clasifican como arcilla sobre la base
de su tamaño, ya que no en todos los casos
contienen minerales de arcilla.
• Las arcillas se definen como aquellas partículas “que
desarrollan plasticidad cuando se mezclan con una
cantidad limitada de agua” (Grim, 1953).
• La plasticidad es la propiedad de las arcillas,
parecida a la masilla, cuando contienen una cierta
cantidad de agua.
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11. INTRODUCCION
MINERALES DE ARCILLA
• Los minerales de arcilla son silicatos de aluminio
complejos compuestos de una de las dos unidades básicas:
1) sílice tetraédrico y
2) aluminio octaédrico.
• Cada unidad del tetraedro consiste de cuatro átomos de
oxígeno que rodean un átomo de silicio.
• La combinación de unidades tetraédricas de sílice da una
lámina de sílice.
• Tres átomos de oxígeno en la base de cada tetraedro son
compartidos por tetraedros en la vecindad.
• Las unidades octaédricas consisten en seis hidroxilos
rodeando un átomo de aluminio, y la combinación de las
unidades hidroxilo de aluminio octaédricas da una capa
octaédrica.
Modificado de Das, Braja, 2009

12. INTRODUCCION
MINERALES DE ARCILLA
• La caolinita consiste de capas repetidas de
láminas de sílice-gibbsita elementales.
• Cada capa es de aproximadamente 7.2 Å de
espesor.
• Las capas se mantienen unidas por enlaces de
hidrógeno.
• La caolinita se produce como plaquetas, cada una
con una dimensión lateral de 1000 a 20 000 Å y
un espesor de 100 a 1000 Å. El área de la
superficie de las partículas de caolinita por unidad
de masa es de aproximadamente 15 m2/g.
• El área de superficie por unidad de masa se define
como superficie específica.
Modificado de Das, Braja, 2009

13. INTRODUCCION
MINERALES DE ARCILLA
• La ilita consiste de una lámina de gibsita unida a dos
láminas de sílice, una en la parte superior y otra en la
parte inferior.
• A veces se llama arcilla micácea.
• Las capas de ilita están unidas entre sí por iones de
potasio.
• La carga negativa para equilibrar los iones de potasio
proviene de la sustitución de aluminio por alguno de
silicio en las láminas tetraédricas.
• Las partículas de ilita tienen generalmente dimensiones
laterales que van de 1000 a 5000 Å, y espesores de 50 a
500 Å.
• La superficie específica de las partículas es de
aproximadamente 80 m2/g.
Modificado de Das, Braja, 2009

14. INTRODUCCION
MINERALES DE ARCILLA
• La montmorillonita tiene una estructura similar a la
de la ilita, es decir, una lámina de gibsita intercalada
entre dos láminas de sílice.
• En la montmorillonita existe sustitución isomorfa de
magnesio y hierro para el aluminio en las láminas
octaédricas.
• Aquí no están presentes los iones de potasio, como
en el caso de la ilita, y una gran cantidad de agua es
atraída al espacio entre las capas.
• Las partículas de montmorillonita tienen
dimensiones laterales de 1000 a 5000 Å y espesores
de 10 a 50 Å.
• La superficie específica es de aproximadamente 800
m2/g.
• micrografía electrónica de barrido que muestra el
tejido de la montmorillonita. Modificado de Das, Braja, 2009

15. PROPIEDADES DE LOS SUELOS
DISTRIBUCION GRANULOMETRICA
• En cualquier masa de suelo, los tamaños
de los granos varían en gran medida.
• Para clasificar apropiadamente un suelo,
se debe conocer su distribución
granulométrica.
• La distribución granulométrica de un
suelo se determina si:
• Es suelo de grano grueso mediante un
análisis granulométrico con mallas.
• Es suelo de grano fino, por medio del
análisis del hidrómetro.
https://www2.caminos.upm.es/departamentos/ict/lcweb/ensayos_aridos/granul
ometria.html

16. PROPIEDADES DE LOS SUELOS
ANALISIS GRANULOMETRICO CON MALLAS (POR TAMIZADO)
• Se efectúa tomando una cantidad medida de suelo
seco bien pulverizado y haciéndolo pasar a través
de un apilo de mallas con aberturas cada vez más
pequeñas que dispone de una charola en su parte
inferior.
• Se mide la cantidad de suelo retenido en cada
malla y se determina el porcentaje acumulado del
suelo que pasa a través de cada una.
• La tabla contiene una lista de los números de
mallas utilizadas en Estados Unidos y el tamaño
correspondiente de sus aberturas.
• Estas mallas son de uso común para el análisis de
suelos para fines de su clasificación.
Das, Braja, 2012

17. PROPIEDADES DE LOS SUELOS
ANALISIS GRANULOMETRICO CON MALLAS (POR TAMIZADO)
• El porcentaje de suelo en cada malla,
determinado por un análisis con
mallas, se traza en papel
semilogarítmico
• Observe que:
• el diámetro de grano, D, está trazado en
la escala logarítmica y
• que el porcentaje de suelos está trazado
en la escala aritmética.
Das, Braja, 2012
Curva de la distribución granulométrica de un suelo de grano grueso
obtenida en un análisis con mallas.
Escala
geométrica
Escala logarítmica

18. PROPIEDADES DE LOS SUELOS
• Se pueden determinar dos parámetros a partir de
las curvas de distribución granulométrica de suelos
de grano grueso:
1) el coeficiente de uniformidad (Cu )
2) el coeficiente de graduación, o coeficiente de
curvatura (Cc ).
donde D10, D30 y D60 son los diámetros correspondientes
al porcentaje de finos que pasa 10, 30 y 60%,
respectivamente.
D60
D30
D10