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GEOTECNIA APLICADA A CARRETERAS - ING. JORGE BARRIOS CARRASCO
1

CONTENIDO
▪ CLASIFICACIÓN FÍSICA, MECÁNICA DE LOS
SUELOSY MATERIALES PARA PAVIMENTOS.
▪ EXPLORACIÓN DE SUELOS PARA VÍAS
TERRESTRES
▪ COMPACTACIÓN DE SUELOS Y
ESTABILIZACIÓN DE SUELOS
▪ EMPUJE DE TIERRAS
▪ ESTABILIDAD DE TALUDES
▪ SUBDRENAJE EN VÍAS TERRESTRES
GEOTECNIA APLICADA A CARRETERAS - ING. JORGE BARRIOS CARRASCO 2

CAPÍTULO 1
▪ CLASIFICACIÓN FÍSICA, MECÁNICA DE
LOS SUELOS Y MATERIALES PARA
PAVIMENTOS.

▪ INTRODUCCIÓN:
▪ La clasificación de suelos consiste en incluir un suelo en un grupo que presenta un
comportamiento semejante.
▪ La clasificación sirve para resolver problemas sencillos y sirve de guía para preparar el
programa de exploración y experimentación en laboratorio o si la dificultad o
importancia lo requiere una investigación mas profunda.
▪ La mayoría de clasificaciones de suelo emplean pruebas muy sencillas para obtener
las características del suelo necesarias para asignarlas a un grupo determinado, las
mas utilizadas corrientemente son la granulometría y la plasticidad.
▪ Han surgido varias clasificaciones para resolver diferentes problemas, como el caso de
clasificaciones por permeabilidad, o clasificación por la susceptibilidad a la helada de
acuerdo al Cuerpo de Ingenieros del Ejercito de los EE.UU, también el Bureau of Public
Road preparó una clasificación para construcción de carreteras, y así existen algunas
mas.
▪ En 1952 el Bureau of Reclamation y el Cuerpo de Ingenieros presentaron un “Sistema
Unificado” destinados a servir para todos los problemas de ingeniería en los que
interviniera suelos.
▪ La clasificación de suelos da una ayuda valiosa para el ingeniero, le da indicaciones
generales, sin embargo, el ingeniero debe ser precavido, el uso de la clasificación para
resolver directamente problemas de flujo, asentamiento o estabilidad únicamente a
partir de clasificaciones puede llevar a resultados desastrosos.

▪ Tabla DE SKEMPTON, A. W. The rate of
softening of Stiff, Fissured Clays. Memorias del
III Congreso Internacional de Mecánica de
Suelos e, 1948. Ingeniería de Cimentaciones.
Vol. II. Rotterdam
DIVISIONES SUB-DIVISIONES GRUPO SÍMBOLO
DIMENSIONES DE LAS
PARTICULAS O
FRAGMENTOS
ALTAMENTE
ORGANICOS
TURBA Pt --------------------
ORGANICOS O < MALLA # 200
LIMOS M < MALLA # 200
ARCILLAS C < MALLA # 200
ARENAS S > # 200 y < # 4
GRAVAS G > # 4 y < 7.6 cm (3'')
CHICOS Fc > 7.6 cm (3'') y < 30 cm
MEDIANOS Fm > 30 cm y < 1 m
GRANDES Fg > 1 m
EXTRUSIVAS R ie --------------------
INTRUSIVAS R ii --------------------
CLASTICAS R sc --------------------
QUÍMICAS R sq --------------------
ORGANICAS R so --------------------
NO FOLIADAS R mn --------------------
FOLIADAS R mf --------------------
SUELOS
FRAGMENTOS
DE ROCA
ROCAS
FINOS
GRUESOS
IGNEAS
SEDIMENTARIAS
METAMORFICAS

▪ Curva granulométrica
(Lambe, 1951)
▪ Grava 2%
▪ Arena 85%
▪ Limo 12%
▪ Arcilla 1%

▪ Referencias AASHTO T87-70 (Preparación
de la muestra); AASHTO T88-70
(Procedimiento de prueba) ASTM D432-58
y D422-63
▪ Equipo necesario:
▪ Juego de tamices
▪ Mortero o pulverizador mecánico del
suelo
▪ Balanza sensibilidad 0.1gr.
Número Malla
(U.S. STD.
Sieve )
4 4.76 0.187
5 4 0.157
6 3.35 0.132
8 2.38 0.0937
10 2 0.0787
12 1.68 0.0661
14 1.41 0.0555
16 1.19 0.0469
18 1 0.0394
20 0.841 0.0331
25 0.707 0.0278
30 0.595 0.0234
35 0.5 0.0197
40 0.42 0.0165
45 0.354 0.0139
50 0.297 0.0117
60 0.25 0.0098
70 0.21 0.0083
80 0.177 0.007
100 0.149 0.0059
200 0.074 0.0029
325 0.044 0.0017
400 0.037 0.0014
Abertura (mm) Abertura (pulg)

▪ PROCEDIMIENTO (RESUMEN):
1. Obtener 500 gr de muestra representativa, en lo posible emplear un cuarteador
mecánico.
2. Colocar la muestra sobre el tamiz N° 200 y lavar cuidadosamente hasta que el
agua sea clara, el suelo retenido colocar en recipiente para secado al horno
3. El suelo y agua que pasa colocar en un recipiente desecador y esperar un
tiempo suficiente hasta su sedimentación, retirar el agua y colocar el recipiente
con el suelo suspendido en el horno para el secado.
4. Al día siguiente pesar el residuo secado al horno.
5. A continuación hacer pasar la muestra a través de una serie de tamices que
varíen desde los diámetros mayores a los menores abajo, serie típica de tamices
N°4, N°10 ,N°20, N°40, N°60, N°140, N°200 y bandeja
6. Tamizar de 5 a 10 minutos
7. Retirar y pesar el peso retenido en cada tamiz
8. Calcular el porcentaje de peso retenido y porcentaje de peso que pasa.
9. Dibujar la curva ganulométrica.

▪ Comparación entre los limites de
Lambe (MIT) y del Sistema
Unificado de Clasificación

▪ Coeficiente de uniformidad (Cu)
▪ Se define como la relación entre el diámetro correspondiente al 60% del peso del
material y el diámetro por el que pasa el 10% del material:
𝐶𝑢 =
𝐷60
𝐷10
▪ Si el coeficiente de uniformidad es menor de 5 la granulometría es uniforme, si
está comprendido entre 5 y 20 el suelo es poco uniforme y si es mayor de 20 se
trata de un suelo bien graduado.
▪ Coeficiente de curvatura (Cc)
▪ Se define como 𝐶𝑐 =
𝐷30²
𝐷60𝐷10
y mide el grado de curvatura de la granulometría.
▪ Un suelo bien graduado tendrá un porcentaje en huecos menor y por tanto tendrá
un densidad mayor, serán suelos menos compresibles,más impermeables y más
fáciles de trabajar en obra.

▪ Referencias AASHTO T87-70 (Preparación de la
muestra); AASHTO T88-70 (Procedimiento de
prueba) ASTM D421-58 y D422-63
▪ Cilindro de sedimentación
▪ Hidrómetro
▪ Aparato para dispersar el suelo (agitador)
▪ Agente dispersivo (hexametafostato de sodio)
▪ Termómetro

▪ Utilizar este método siempre que la muestra tenga entre un 80 y 90% de suelo que pasa
por el tamiz N° 200 o en caso de los demás suelos cuando se requiere conocer la
granulometría de la parte fina.
1. Tomar 50 gr de suelo secado al horno y pulverizado, mezclarlo con 125 ml de
solución al 4% de hexametafostato de sodio.
2. Dejar asentar la muestra de suelo cerca de una hora (ASTM sugiere 16 horas para
suelos arcillosos). Transferir la mezcla al vaso de la maquina batidora y añadir agua
destilada hasta los 2/3 del vaso, mezclar por 1 minuto.
3. Transferir el contenido del vaso a un cilindro de sedimentación, añadir agua
destilada hasta completar 1000 ml.
4. Colocar un agitador mecánico para remover todo el suelo, inmediatamente después
colocar el hidrómetro y tomar lecturas con los siguientes tiempos: 1, 2, 3 y 4 minutos,
tomar igualmente lecturas del termómetro, realizar este paso varias veces hasta que
las lecturas concuerden.
5. Tomar medidas adicionales a los 8,15,30,60 minutos y 2,4,8,16,32,64,96 horas.
6. Realizar correcciones por menisco.
7. Calcular los valores para el diámetro y dibujar la gráfica.

▪ Algunos comentarios importantes:
▪ Existen muchas razones practicas como teóricas por las cuales la curva
granulométrica de un suelo es solo aproximada.
▪ La precisión de las curvas granulométricas de suelos finos es mas discutible que la
de suelos gruesos. Los tratamientos químicos y mecánicos que reciben los suelos
naturales antes de realizar un análisis granulométrico (especialmente en el
método del hidrómetro o aerómetro) suelen dar lugar a unos tamaños efectivos
que son muy diferentes de los existentes en el suelo natural. Incluso aunque
pudiera obtenerse una curva granulométrica exacta, su valor solamente sería
limitado.
▪ Si bien el comportamiento de un suelo granular puede relacionarse
frecuentemente con la distribución granulométrica, el comportamiento de un suelo
cohesivo suele depender mucho mas de la historia geológica y de su estructura
que del tamaño de las partículas.
▪ A pesar de sus limitaciones las curvas granulométricas, en especial de las arenas y
limos, tienen realmente valor práctico. Las experiencias tanto teóricas como de
laboratorio muestran que la permeabilidad y la capilaridad de un suelo pueden
relacionarse con un cierto diámetro efectivo de las partículas.

▪ Elaborados por A. Attemberg y A. Casagrande (1948), basados en cuatro estados de
consistencia:
▪ Referencias: ASHTO T89-68 y T90-70, ASTM 423-66 (límite líquido) y D424-59 (límite
plástico), ASTM (1960).
Estado Sólido
Estado Semisólido
Estado Plástico
Estado Líquido
Mezcla fluida
de agua y suelo
Humedad
creciente Límite Líquido
Límite plástico
Límite de retracción o contracción
Suelo seco

▪ El limite líquido se determina midiendo la humedad y el número de golpes
necesarios para cerrar en una determinada longitud una ranura de un
determinado ancho, mediante un aparato normalizado.
▪ El límite plástico se obtiene midiendo el contenido de humedad del suelo
cuando comienza a desmoronarse pequeños cilindros de suelo de 3 mm de
diámetro.
▪ El límite de retracción se define como la humedad presente al haber añadido
agua suficiente para llenar todos los huecos de una pastilla de suelo seca.
▪ Índice de Plasticidad = Límite líquido – límite plástico

▪ Límites de Atterberg de minerales arcillosos: (Datos de Cornell, 1951)

▪ RELACIÓN ENTRE LOS LÍMITES DE ATTERBERG Y OTROS PROBLEMAS DE LA
INGENIERÍA
▪ Los límites están relacionados con la cantidad de agua absorbida sobre la superficie de
las partículas de suelo. Debido al gran aumento de la superficie por unidad de peso al
disminuir el tamaño de las partículas, puede esperarse que la cantidad de agua
absorbida venga muy influenciada por la cantidad de arcilla presente en el suelo.
▪ Skempton (1953) definió una magnitud que denominó actividad:
▪ 𝐴𝑐𝑡𝑖𝑣𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑢𝑛𝑎 𝑎𝑟𝑐𝑖𝑙𝑙𝑎 =
Í𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑑𝑒 𝑝𝑙𝑎𝑠𝑡𝑖𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑
% 𝑒𝑛 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 𝑑𝑒 2𝜇
Expansión potencial de
acuerdo al RNE – E050

▪ De existir evidencia de un suelo expansivo realizar ensayo para la determinación
del hinchamiento unidimensional ASTM D 4648.
▪ La norma indica que no esta permitido cimentar directamente sobre suelos
expansivos. La cimentación deberá apoyarse sobre suelos no expansivos o con
potencial de expansión bajo. Los pisos no deberán apoyarse directamente sobre
suelos expansivos y deberá dejarse un espacio libre suficientemente holgado para
permitir que el suelo bajo el piso se expanda y no lo afecte.
▪ Cuando se encuentre suelos medianamente expansivos y a juicio del ingeniero,
poco profundos, estos serán retirados en su totalidad antes de iniciar las obras de
construcción y serán reemplazados por rellenos controlados compactados.

▪ Suelos licuables:
▪ Debe presentar simultáneamente las siguientes características:
▪ a) Estar constituido por arena, arena limosa, arena arcillosa, limo arenoso no plástico o
grava empacada en una matriz constituida por alguno de los materiales anteriores.
▪ b) Encontrarse sumergido
▪ En suelos finos cohesivos:
▪ Debe presentar simultáneamente las siguientes características:
▪ Porcentaje de partículas mas finas que 0.005 mm<15%
▪ Limite líquido ≤ 35
▪ Contenido de humedad w > 0.9 LL
▪ Sin embargo no licuan si se cumple cualquiera de las siguientes:
▪ Si las partículas de 0.005 mm > 20%
▪ Si el contenido de humedad de cualquier suelo arcilloso es menor que 0.9 LL

▪ Suelos Colapsables
▪ De acuerdo al RNE E050, Son suelos que cambian violentamente de volumen por la acción combinada o
individual de las siguientes acciones:
▪ a) Al ser sometidos a un incremento de carga o
▪ b) Al humedecerse o saturarse
▪ De existir evidencia de un suelo colapsable el ingeniero deberá sustentar su evaluación mediante los
resultados de ensayo de colapsabilidad Potencial según NTP 399.163 (ASTM –D533).
▪ La norma indica que no esta permitido cimentar directamente sobre suelos colapsables. La cimentación
deberá apoyarse sobre suelos no colapsables. Los pisos no deberán apoyarse directamente sobre
suelos colapsables.
▪ Cuando se encuentre suelos colapsables moderados y a juicio del ingeniero, poco profundos, estos
serán retirados en su totalidad antes de iniciar las obras de construcción y serán reemplazados por
rellenos controlados compactados.

▪ Características de los materiales pétreos y suelos:
▪ Los bloques y boleos son elementos muy estables utilizados para terraplenes, balastos
y para estabilizar taludes. Debido a su tamaño y peso su presencia en los depósitos
naturales del suelo tiende a mejorar la estabilidad de las cimentaciones. La
angularidad de las partículas aumenta la estabilidad
▪ La grava y arena tienen esencialmente las mismas propiedades ingenieriles aunque
en grados diferentes. El tamiz N°4 es una división arbitraria y no corresponde a un
cambio apreciable de propiedades. Son fáciles de compactar, resultan poco afectadas
por la humedad y no están sujetas a la acción de la helada. Las gravas suelen ser mas
estables frente al flujo de agua y mas resistentes a la erosión y a la tubificación que las
arenas. Las arenas y gravas bien graduadas son generalmente menos permeables y
mas estables que aquellas deficientemente graduadas.
▪ El limo es inestable por su propia naturaleza, particularmente cuando aumenta la
humedad, con tendencia a fluir cuando esta saturado. Es relativamente impermeable,
difícil de compactar, muy susceptible a la acción de la helada, fácilmente erosionable y
sujeto a la tubificación y ebullición. Los granos lajosos como la mica, diatomeas, etc.,
aumentan la compresibilidad, dan lugar a un limo elástico.
▪ La característica diferenciante de la arcilla es la cohesión o resistencia cohesiva, que
aumenta al disminuir la humedad. La permeabilidad de la arcilla es muy baja, es difícil
de compactar en estado húmedo e imposible de drenar por métodos ordinarios:
compactada es resistente a la erosión y a la tubificación. Esta sometida a expansión y
retracción con variaciones de humedad. Sus propiedades dependen también de su
composición mineral, siendo la montmorilinita la que tiene el mayor efecto sobre las
propiedades.

Carta de Plasticidad de A.
Casagrande.
INDICE
PLASTICO

▪ La forma original del Sistema Unificado de Clasificación de Suelos fue propuesto
por Casagrande en 1942 para su uso en trabajos de construcción de aeropuertos
por la Army Corps of Engineers (Cuerpo de Ingenieros del Ejercito) durante la
Segunda Guerra Mundial, en cooperación con el U.S. Bureu of Reclamation, fue
revisado por el Cops en 1952. actualmente este sistema es ampliamente utilizado
en la ingeniería (ASTM designation D-2487; ASTM, 1991)

Símbolo
del grupo
Nombre del grupo
GW
Grava bien graduada,
mezclas de grava y arena
con pocos finos o sin ellos
GP
Grava mal graduada,
mezclas de grava y arena
con pocos finos o sin ellos
GM
Grava limosa, mezclas mal
graduadas de gravas, arena
y limo
Límites de Atterberg
por debajo de la línea
"A" o Ip < 4
GC
Grava arcillosa, mezclas
mal graduadas de gravas,
arena y arcilla.
por encima de la
línea "A" con Ip > 7
SW
Arena bien graduada, arena
con grava, con pocos finos
o sin ellos.
SP
Arena mal graduada, arena
con grava, con pocos finos
o sin ellos.
SM
Arenas limosas, mezclas
de arena y limo mal
graduadas
por debajo de la línea
"A" o Ip < 4
SC
Arenas arcillosas, mezclas
mal graduadas de arenas y
arcillas
por encima de la
línea "A" con Ip > 7
Criterios adicionales
Por encima de la
línea "A" e Ip
entre 4 y 7
requieren el uso
de simbolos
dobles
Por encima de la
línea "A" e Ip
entre 4 y 7
requieren el uso
de simbolos
dobles
Cu > 4
1< Cc <3
No satisface los criterios de GW
Cu > 6
1< Cc <3
No satisface los criterios de SW
Suelos granulares
gruesos
el 50% o más se retuvo
en el tamiz Nº200
(0.075 mm)
Grava
< 50% de la
fracción gruesa que
pasa el tamiz nº4
(4.75 mm)
Arena
≥ 50% de fracción
gruesa que pasa el
tamiz nº4
Clasificación
Grava limpia
menos del 5%
pasa el tamiz
nº200
Grava con más
de 12% de finos
pasantes del
tamiz nº 200
Arena limpia
menos del 5%
pasa el tamiz
nº200
Arena con más
de 12% de finos
pasantes del
tamiz nº 200

Símbolo
del grupo
Nombre del grupo
ML
limos inorganicos y arenas
muy finas, polvo de roca,
arenas finas limosas o
arcillosas con ligera
plasticidad
CL
Arcillas inorganicas de
plasticidad baja a media,
arcillas con grava, arcillas
arenosas, arcillas limosas,
arcillas magras
orgánico OL
Limos orgánicos y arcillas
limosas orgánicas de baja
plasticidad.
MH
limos inorganicos, suelos
limosos o arenosos finos
micáceos o con diatomeas,
limos elásticos.
CH
Arcillas inorganicas de
plasticidad elevada, arcillas
grasas
orgánico OH
Arcilla orgánica, Limo
orgánico
Pt
turbas y otros suelos
altamente orgánicos
Criterios adicionales
inorgánico
Suelos altamente orgánicos
Suelos de grano fino
más del 50% de la
muestra pasa el tamiz
No.200 (0.075 mm)
Limos y arcillas
límite líquido < 50
Limos y arcillas
límite líquido ≥ 50
Clasificación
inorgánico

▪ Material bien graduado
▪ Material mal graduado

▪ Algunas propiedades
Símbolo del
grupo
Permeabilidad
en estado
compacto
resistencia al
corte en estado
compacto y
saturado
compresibilidad
en estado
compacto y
saturado
facilidad de
tratamiento en
obra
GW permeable excelente despreciable excelente
GP muy permeable buena despreciable buena
GM
semipermeable a
impermeable
buena despreciable buena
GC impermeable buena a regular muy baja buena
SW permeable excelente despreciable excelente
SP permeable buena muy baja regular
SM
semipermeable a
impermeable
buena baja regular
SC impermeable buena a regular baja buena
ML
semipermeable a
impermeable
regular media regular
CL impermeable regular media buena a regular
OL
semipermeable a
impermeable
deficiente media regular
MH
semipermeable a
impermeable
regular a
deficiente
elevada deficiente
CH impermeable deficiente elevada deficiente
OH impermeable deficiente elevada deficiente
Pt --- --- --- ---
Según Wagner, 1957

Propiedades y aplicaciones en obras de ingeniería. Según Wagner, 1957

▪ El sistema AASHTO de clasificación de suelos fue desarrollado en 1929 por el Public
Road Administration System y revisada hasta versión actual en 1975.
▪ Tamaño de granos:
▪ Gravas: fracción que pasa por el tamiz 75 mm (3’’) y es retenido en el tamiz N°10 (2
mm)
▪ Arena: fracción que pasa por el tamiz N°10 (2 mm) y es retenido en el tamiz N° 200
(0.075 mm)
▪ Limo y Arcilla: fracción que pasa el tamiz N° 200
▪ El termino limoso es aplicado cuando la fracción de finos del suelo tienen un índice de
plasticidad de 10 o menor. El termino arcilloso es aplicado cuando la fracción de finos
tiene un índice de plasticidad de 11 o mayor
▪ En caso de encontrar fracciones mayores a 75mm, estos son excluidos de la porción de
la muestra de suelo de la cual se realiza la clasificación. Sin embargo, el porcentaje de
este material es registrado.

1
2
3

▪ Una muestra de suelo inorgánico tiene la siguiente característica
▪ Clasificar el suelo mediante los sistemas de clasificación de suelos AASHTO y
UNIFICADO
Tamiz (mm) % Pasa
2.0 (N° 10) 100
0.075 (N° 200) 71
0.05 67
0.005 31
0.002 19
Límite Líquido = 53%
Indice de Plasticidad = 22%

▪ Sistema de clasificación AASHTO:
▪ 𝐹200 = 71% > 35% → 𝑆𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑙𝑖𝑚𝑜 − 𝑎𝑟𝑐𝑖𝑙𝑙𝑎
▪ 𝐿𝐿 = 53% > 41%
▪ 𝐼𝑝 = 22% > 11% → 𝐴 − 7 − 5
▪ 𝐼𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑑𝑒 𝑔𝑟𝑢𝑝𝑜:
▪ 𝐼𝐺 = 𝐹200 − 35 ∗ 0.2 + 0.005 ∗ 𝐿𝐿 − 40 + 0.01 ∗ 𝐹200 − 15 ∗ 𝐼𝑝 − 10
▪ 𝐼𝐺 = 16.26 → 𝐼𝐺 = 16
▪ 𝑃𝑜𝑟 𝑙𝑜 𝑡𝑎𝑛𝑡𝑜 𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑒𝑠 = 𝑨 − 𝟕 − 𝟓 16 𝑀𝑎𝑦𝑜𝑟𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒 𝐴𝑟𝑐𝑖𝑙𝑙𝑜𝑠𝑜

▪ Sistema de clasificación SUCS:
▪ 𝐹200 = 71% > 50% → 𝑆𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑔𝑟𝑎𝑛𝑜 𝑓𝑖𝑛𝑜
▪ 𝐿𝐿 = 53%
▪ 𝐼𝑝 = 22%
▪ 𝑃𝑜𝑟 𝑙𝑜 𝑡𝑎𝑛𝑡𝑜 𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑒𝑠 = 𝑴𝑯 − 𝒍𝒊𝒎𝒐 𝒅𝒆 𝒂𝒍𝒕𝒂 𝒑𝒍𝒂𝒔𝒕𝒊𝒄𝒊𝒅𝒂𝒅

▪ Calcular el potencial de expansión
para el mismo suelo, considerar que
luego de realizarse la clasificación
mediante el hidrómetro se obtuvo 30%
de arcilla menor a 2 µ.
▪ Se sabe que el Ip= 22%
▪ Actividad = 22/30 =0.73
▪ Por encontrarse muy cerca a una
expansión potencial ALTA. Se
recomienda sustentar la evaluación
mediante ensayo de Determinación
del Hinchamiento Unidimensional
de suelos cohesivos NTP 339.170
(ASTM D4648), para determinar el
potencial de expansión.
Actividad = 0.73

▪ Calcular además preliminarmente
si el suelo puede ser colapsable,
considerar que luego de realizarse
la prueba de densidad natural
seca, se obtuvo un resultado de
1.0 gr/cm3.
▪ Se sabe que el LL= 53%
▪ El suelo se encuentra dentro de
la región colapsable. Se deberá
sustentar su evaluación
mediante los resultados de
ensayo de colapsabilidad
Potencial según NTP 399.163
(ASTM –D533).

▪ Una muestra de suelo inorgánico tiene la siguiente característica
▪ Clasificar el suelo mediante el sistema de clasificación de suelos SUCS.
Tamiz (mm) % Pasa
(N° 4) 60
0.075 (N° 200) 40
Límite Líquido = 26 %
Indice de Plasticidad = 4 %

▪ Sistema de clasificación SUCS:
▪ 𝐹200 = 40% < 50% → 𝑆𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑔𝑟𝑎𝑛𝑜 𝑔𝑟𝑢𝑒𝑠𝑜
▪ 𝐿𝐿 = 26%
▪ 𝐼𝑝 = 4%
▪ 𝑃𝑎𝑠𝑎𝑁°4 = 60%
▪ 𝑃𝑎𝑠𝑎200 = 40%
▪ 𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜𝑁°4 = 20% < 50% → 𝐺𝑟𝑎𝑣𝑎
▪ 𝑃𝑜𝑟 𝑙𝑜 𝑡𝑎𝑛𝑡𝑜 𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑒𝑠 = 𝑮𝑴 − 𝑮𝑪 𝒈𝒓𝒂𝒗𝒂 𝒍𝒊𝒎𝒐𝒔𝒂 𝒂𝒓𝒄𝒊𝒍𝒍𝒐𝒔𝒂 𝒄𝒐𝒏 𝒂𝒓𝒆𝒏𝒂

▪ La estimación del valor de la RESISTENCIA AL CORTE depende de los parámetros
de resistencia y del conocimiento del esfuerzo normal actuante.
▪ Los parámetros de resistencia (en la falla), de acuerdo al modelo Mohr-Coulomb
son:
▪ Angulo de fricción interna (parámetro de fricción)
▪ Intercepto cohesivo (parámetro de cohesión)
MECÁNICA DE SUELOS - ING. JORGE BARRIOS CARRASCO 40

▪ Propuesto por Mohr en 1990.
▪ Considera que un material
falla debido a un combinación
crítica de esfuerzo normal y
esfuerzo cortante.
▪ Se define una curva “curva de
envolvente de falla” con las
combinaciones de esfuerzo
normal y esfuerzo cortante que
originan la falla

▪ La envolvente de falla representa la
“ecuación de resistencia del suelo”:
▪ 𝜏 = 𝑐 + tan ∅
▪ Donde:
▪ c = cohesión
▪ Ø = ángulo de fricción interna

▪ Corte directo
▪ Triaxial
▪ Compresión no confinada
▪ Para tener en cuenta:
▪ La colecta de muestras son del tipo alterada e inalterada.
▪ El ensayo se realiza con 3 muestras como mínimo.
▪ Las muestras a ensayar pueden ser remoldeadas o talladas.
▪ Las muestras alteradas son remoldeadas a su densidad natural.
▪ Las muestras inalteradas son talladas.

▪ Referencias:
▪ ASTM D3080-72, ASCE (1960), ASTM 1964, ASTM 1970.
▪ Objetivo:
▪ Medir la resistencia de cortante de suelos granulares y los parámetros de resistencia
▪ Equipo:
▪ Se utiliza el aparato de corte directo (caja partida una fija y la otra se puede mover
horizontalmente con una fuerza horizontal aplicada)
▪ Procedimiento:
▪ Colocar el espécimen al interior de la caja
▪ Aplicar esfuerzo vertical
▪ Aplicar esfuerzo horizontal hasta la falla

▪ Tipo de ensayo de corte directo:
1. Ensayo no consolidado no drenado: el ensayo se inicia antes de consolidar la
muestra bajo la carga normal. Si el suelo es cohesivo, y saturado, se desarrollará
exceso de presión de poros.
2. Ensayo consolidado no drenado: Se aplica la fuerza normal, y se observa el
movimiento vertical del deformímetro hasta que pare el asentamiento antes de
aplicar fuerza cortante.
3. Ensayo consolidado drenado: La fuerza normal se aplica; y se demora la
aplicación del corte hasta que se haya desarrollado todo el asentamiento; se
aplica a continuación la fuerza cortante tan lento como sea posible para evitar el
desarrollo de la presión de poros en la muestra.

▪ Esquema del ensayo de corte directo

▪ Referencias:
▪ AASHTO T234-70, ASTM D2850-70, ASTM (1949-50), ASCE (1960)
▪ Objetivo:
▪ Medir la resistencia de cortante de diferentes tipos de suelo en diferentes condiciones de
carga y drenaje.
▪ Equipo:
▪ Se utiliza la cámara triaxial, molde para la muestra, membrana de caucho, piedras porosas, etc.
▪ Procedimiento:
▪ Colocar el espécimen al interior de la cámara
▪ Aplicar el esfuerzo confinante (consolidación previa si es el caso)
▪ Aplicar esfuerzo desviador y llevar el espécimen hasta la falla

▪ Existen dos variaciones del ensayo que dependen de las condiciones de drenaje
durante las dos fases de carga:
▪ 1era fase: aplicacion de la presion de confinamiento:
▪ Valvula de drenaje abierta; la muestra de suelo es consolidada (C).
▪ Válvula de drenaje cerrada; la muestra de suelo no es consolidada (U).
▪ 2da fase: aplicacion de la carga desviadora:
▪ Valvula de drenaje abierta; el suelo se comporta bajo condiciones drenadas (D).
▪ Válvula de drenaje cerrada; el suelo se comporta bajo condiciones no drenadas
(U).
▪ En el ensayo triaxial son designadas 2 letras para describir las condiciones de drenaje
y las dos fases de carga.
▪ Los ensayos son:
▪ UU (Unconsolidated Undrained)
▪ CU (Consolidated undrained)
▪ CD (Consolidated Drained)

▪ Esquema del ensayo

▪ Todos los ensayos tienen dos fases:
▪ Aplicación de la presión de celda
▪ Aplicación del esfuerzo desviador

▪ Imágenes: Dr. Alva
Hurtado (ensayos de
resistencia cortante)

▪ Referencias:
▪ AASHTO T208-70, ASTM 2166-66
▪ Objetivo:
▪ Determinar la resistencia al corte de suelos cohesivos (resistencia no drenada)
▪ Procedimiento:
▪ Obtener muestra inalterada y tallada cilíndricamente
▪ Colocar en equipo de compresión simple
▪ Aplicar esfuerzo vertical hasta llevarlo a la falla
▪ Generar grafico esfuerzo deformación y obtener la cohesión.

Esfuerzo
cortante
Esfuerzo
normal
c
Resistencia
no drenada

▪ Referencias AASHTO T193-63, ASTM
D1883-73
▪ Molde de compactación de 6’ diámetro
▪ Pisón de compactación
▪ Aparato para medir la expansión
▪ Pesos para sobrecarga
▪ Maquina de compresión con pistón de
penetración CBR

▪ Se debe emplear el ensayo de CBR tanto en campo como en muestras
compactadas en laboratorio.
1. En caso de laboratorio se deberá obtener una muestra y compactarla en Proctor
modificado (6’’) al contenido de humedad óptimo.
2. En caso se realice el ensayo en condición saturada debe sumergirse la muestra
durante 96 horas y medir la expansión a la 1, 2, 4, 8, 12, 24, 36, 48, 72 y 96 horas.
Se puede terminar el ensayo de expansión después de 48 horas si el
deformímetro no se mueve por lo menos en 24 horas. Luego sacar y drenar por
15 min.
3. Colocar pesas sobre la muestra simulando la carga del pavimento no menor a
4.5 kg.
4. Colocar la muestra sobre la maquina de compresión y sentar el pistón sobre la
superficie del suelo con una carga inicial no mayor a 4.5kg, realizar la
penetración a una tasa de 1.27 mm/min.
5. Hacer lecturas de penetración cada 0.5mm hasta llegar a 5mm a partir del cual
se toma cada 2.5mm hasta llegar a 12.7mm.
6. Extruir la muestra y obtener el contenido de humedad.

▪ Se compara el valor de la carga unitaria que soporta la piedra triturada.
▪ Se utiliza la siguiente relación para obtener el CBR
▪ Si una muestra llega a obtener a una penetración de 2.5mm una presión de 325
Kpa, entonces el valor de CBR será de 325/6900*100 = 4.7 %

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