Este documento proporciona una introducción a la mecánica de suelos. Explica que la mecánica de suelos se refiere a 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. También describe los diferentes tipos de suelos como gravas, arenas, limos y arcillas, así como los procesos físicos y químicos que producen cambios en las rocas y la formación de suelos. Por último,

1. Universidad de Guadalajara
C.U.C.E.I.
Ingeniería Civil y Topografía
Mecánica de Suelos I
Héctor Guillermo Gómez Torres, Ing. Civil, MAC
Guadalajara, Jalisco agosto de 2015

2. ¿Que es mecánica de
suelos?
• “Es la parte de la física que trata de la
acción de las fuerzas sobre cuerpos”.
• “Es la rama de la mecánica que trata de
acción sobre la masa de los suelos”
• “En ingeniería, 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.”

3. Dr. Karl Von Terzaghi
• Como 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 las partículas sólidas, producto
de la desintegración química y
mecánica de las rocas

4. Geotecnia
• Es la rama de la Ingeniería civil que se
encarga del estudio de las propiedades
mecánicas, hidráulicas e ingenieriles de los
materiales provenientes de la Tierra, aplicadas
a las obras de Ingeniería Civil. Los ingenieros
geotécnicos investigan el suelo y las rocas por
debajo de la superficie para determinar sus
propiedades y diseñar las cimentaciones para
estructuras tales como edificios, puentes,
centrales hidroeléctricas, estabilizar taludes,
construir túneles y carreteras, etc.

5. El termino “Suelo”
• Se denomina suelo a la parte superficial
de la corteza terrestre, biológicamente
activa, que proviene de la desintegración
o alteración física y química de las rocas y
de los residuos de las actividades de seres
vivos que se asientan sobre ella.
• “Suelo es una delgada capa sobre la
corteza terrestre de material que proviene
de la desintegración y/o alteración física
y/o química de las rocas”.

6. Efectos físicos que producen
cambios en las rocas son…
 El Sol al actuar sobre las rocas,
calienta más su exterior que su
interior, provocando diferencias
de expansión que generan
esfuerzos muy fuertes, los cuales
dan como resultado el
rompimiento de la capa
superficial y el desprendimiento
de la misma.
 Conocido como “exfoliación”.
 Los cambios de temperatura
producen más efecto en las
rocas duras como las ígneas
(granito, andesita, riolita).

7. Efectos físicos que producen
cambios en las rocas son…
 El agua en movimiento es
un importante elemento
de erosión, al arrastrar los
fragmentos angulosos de
las rocas y provocar la
fricción de unos con otros.,
haciéndolos redondeados
como los cantos rodados
de los ríos.
 También deja sentir su
efectos en forma de lluvia,
al caer sobre superficies
pétreas, llena sus
cavidades, abre grietas y
tiende a llenar los espacios
huecos de las rocas.

8. Efectos físicos que producen
cambios en las rocas son…
 El viento también
contribuye a la erosión del
suelo, cuando arrastra
arenas, como el caso de
los médanos y los loess
(suelos eólicos).

9. Efectos físicos que producen
cambios en las rocas son…
 Son depósitos de hielos en
las altas montañas,
ejercen una gran acción
abrasiva y de transporte
de los materiales de la
superficie de la tierra
 También deja sentir su
efectos en forma de lluvia,
al caer sobre superficies
pétreas, llena sus
cavidades, abre grietas y
tiende a llenar los espacios
huecos de las rocas.

10. Efectos Químicos que
producen cambios en las
rocas son…
 La oxidación es la
reacción química que
puede ocurrir en las rocas
al recibir agua de lluvia, ya
que el oxigeno del aire, en
presencia de humedad,
reacciona químicamente
produciéndose el
fenómeno de oxidación.

11. Efectos Químicos que
producen cambios en las
rocas son…
 La carbonatación es el
ataque que el ácido
carbónico (anhídrido
carbónico CO2, y agua
H2O, efectua sobre las
rocas que contienen fierro,
calcio, magnesio, sodio o
potasio).

12. Efectos Químicos que
producen cambios en las
rocas son…
 La hidratación es la acción
y efecto de combinar un
cuerpo con agua para
formar hidratos, o sea
compuestos químicos que
contienen agua en
combinación, lo cual
genera nuevos minerales.

13. Principales tipos de suelos
De acuerdo con el origen de sus elementos,
los suelos se dividen en dos amplios grupos;
suelos cuyo origen se debe a la
descomposición física o química de las rocas,
o sea de los suelos inorgánicos, y los suelos
cuyo origen es principalmente orgánico.
Los suelos orgánicos, ellos se forman in situ,
muchas veces de la cantidad de materia
orgánica, ya sea en forma de humus o de
materia no descompuesta, o en su estado de
descomposición, es tan alta con relación a la
cantidad de suelo inorgánico que las
propiedades derivar de la porción mineral
quedan eliminadas.

14. Principales
tipos de suelos
Gravas
Arenas
Limos
Arcillas
Caliche
Loess
Diatomita
Gumbo
Tepetate

15. Principales tipos de suelos
GRAVAS:
Las gravas son
acumulaciones sueltas de
fragmentos de rocas y que
tiene más de 2.00 mm de
diámetro.
Sus partículas varían desde
7.62 cm (3”) hasta 2.00
mm. (5/64”).
La forma de las partículas
de las gravas y su relativa
frescura mineralógica
dependen de la historia
de su formación.

16. Principales tipos de suelos
Arenas:
Las arenas es el nombre que
se les da a los materiales de
granos finos procedentes de la
denudación de las rocas o de
su trituración artificial
Sus partículas varían desde
2.00 mm. hasta 0.05 mm.
Las arenas estando limpias no
se contraen al secarse, no son
plásticas, son mucho menos
comprensibles que a arcilla y si
se le aplica una carga en su
superficie, se comprimen casi
de manera instantánea.

17. Principales tipos de suelos
Limos:
Los limos son suelos de granos finos
con poca o ninguna plasticidad,
pudiendo ser limo inorgánico como
el producido en canteras, o limo
orgánico como el que suele
encontrarse en ríos, siendo este de
características plásticas
Sus partículas varían desde 0,05 mm.
hasta 0.005 mm.
Los limos sueltos y saturados son
completamente inadecuados para
soportar cargas por medio de
zapatas, su color varia desde gris
claro a muy oscuro, la
permeabilidad de los limos orgánicos
es muy baja y su compresibilidad
muy alta.

18. Principales tipos de suelos
Arcillas:
Se da el nombre de arcilla a
las partículas sólidas con
diámetro menor a 0.005 mm, y
cuya masa tiene la propiedad
de volverse plástica al ser
mezclada con agua.
Químicamente es un silicato
de alúmina hidratado, aunque
en no pocas ocasiones
contiene también silicatos de
hierro o de magnesio
hidratados.

19. La estructura de estos minerales es
generalmente cristalina y complicada, y sus
átomos están dispuesto en forma laminar.

20. a. El caolinítico que procede de la
carbonatación de la ortoclasa
(feldespato de potásio), estas arcillas no
permiten la penetración de moléculas
de H2O entre ellas, lo cual son arcillas
estables en presencia de agua.
b. El montmorilonítico, al cual pertenecen
las bentonitas, estas arcillas el H2O
puede penetrar en su estructura con
facilidad y sufren fuerte expansión, lo
cual provoca inestabilidad en ellas.
c. El ilítico, producto de la hidratación de
las micas y que presentan un arreglo
reticular similar al anterior, pero con
tendencia a formar grumos por la
presencia de iones de potasio, por lo
cual no son tan expansivas.

21. Principales tipos de suelos
Caliche:
El termino caliche se aplica a
ciertos estratos de suelo cuyo
granos se encuentran
cementados por carbonatos
calcáreos.
Parece ser que para la
formación de de caliches es
necesario un clima semiárido.
La marga es un arcilla con
carbonato de calcio, mas
homogénea que el caliche y
generalmente muy compacta
y de color verdoso.

22. Principales tipos de suelos
Loess:
Son sedimentos eólicos
uniformes y cohesivos. Esa
cohesión que poseen es
debida a un cementante del
tipo calcáreo y cuyo color es
generalmente castaño claro.
El diámetro es entre 0.01 mm y
0.05 mm,
Los Loess se distinguen por que
presentan agujeros verticales
que han sido dejados por
raíces extinguidas.

23. Principales tipos de suelos
Diatomita:
Diatomita o tierras
diatomáceas son depósitos de
polvo silícico, generalmente
de color blanco, compuesto
total o parcialmente por
residuos de diatomeas.
Son algas unicelulares
microscópicas de origen
marino o de agua dulce,
presentando las paredes de
sus células características
silícicas

24. Principales tipos de suelos
Gumbo:
Es un suelo arcilloso fino,
generalmente libre de arena y
que parece cera a la vista: es
pegajoso, muy plástico y
esponjoso.
Una clase especial de suelo que
cuando se moja produce un
barro pegajoso característico. Se
utiliza este nombre en el oeste y
suroeste de los Estados Unidos,
donde también se utiliza para
cualquier arcilla «viscosa» , sea o
no un suelo.lulas características
silícicas

25. Principales tipos de suelos
Tepetate:
Es un material pulverulento, de
color café oscuro, compuesto de
arcilla, limo y arena en
proporciones variables, que con
un cementante que puede ser la
misma arcilla o el carbonato de
calcio.
La mayoría de la veces de origen
a la descomposición y alteración,
por intemperismo de cenizas
volcánicas basálticas. También
suelen encontrarse lentes de
piedra pómez dentro del
tepetate.

26. SUCS

27. Universidad de Guadalajara
C.U.C.E.I.
Ingeniería Civil y Topografía
Mecánica de Suelos I
Héctor Guillermo Gómez Torres, Ing. Civil, MAC
Guadalajara, Jalisco agosto de 2015

28. Obtención de muestras de
los suelos
• La toma u obtención de muestras es el procedimiento que
consiste en recoger partes, porciones o elementos
representativos de un terreno, a partir de las cuales se
realizará un reconocimiento geotécnico del mismo.
• Las muestras son porciones representativas del terreno que
se extraen para la realización de ensayos de laboratorio.
Según la forma de obtención, pueden clasificarse de forma
general en dos tipos:
a. Muestras alteradas: conservan sólo algunas de las
propiedades del terreno en su estado natural.
b. Muestras inalteradas: conservan, al menos teóricamente,
las mismas propiedades que tiene el terreno "in situ".

29. Obtención de muestras de
los suelos