La mecánica de suelos estudia el comportamiento del suelo bajo la acción de fuerzas, y cómo este interactúa con estructuras. El suelo se forma a partir de la meteorización de rocas y tiene un perfil con capas que varían en propiedades con la profundidad. La ingeniería de suelos aplica estos principios para el diseño de cimentaciones que soporten estructuras de manera segura.

1. MECÁNICA DE SUELOS Ing. Frank Marcial, Gonzales Torres

2. ¿Qué es mecánica?
Mecánica, es la rama de la
FISICA, que estudia el
comportamiento de los cuerpos
bajo la acción de FUERZAS.
¿Qué es el suelo?
Suelo, es el material, que forma
parte de la corteza terrestre,
proveniente de la desintegración de
las rocas.
¿Qué es Mecánica de Suelos?
Mecánica de Suelos, es la parte de la ciencia, que
estudia el comportamiento del suelo frente a la
acción de fuerzas (cargas).

3. Puente
Reservorio
Red de alcantarillado
Bocatoma
Torre de trasmisión
Carretera
Edificaciones

4. Intensidad
constante
1.ACCIONES PERMANENTES (Carga Muerta) 2. ACCIONES TEMPORALES o SOBRECARGA (Carga Viva)

5. CARGA TOTAL = CARGA MUERTA + CARGA VIVA
Peso propio Sobrecarga
Carga Total
= +

6. Cargas de la Súper
Estructura
Sub Estructura

9. En el proyecto de cualquier sistema de cimentación, el problema
fundamental es evitar que se produzcan asentamientos
suficientemente grandes para dañar la estructura o dificultar sus
funciones (Lambe, 1981).
Falla por asentamiento

10. Un objetivo muy importante de la Mecánica
de Suelos es determinar la iteración entre el
suelo y la estructura, cuando esta le
transmite una carga, para poder preveer y
adoptar medidas que eviten asentamientos
perjudiciales, tanto uniformes como
perjudiciales, aumentando al mismo tiempo
la estabilidad.

11. El terreno sirve de cimentación para soportar estructuras y terraplenes; se emplea también el
suelo como material de construcción. Es decir, el suelo interviene en diversos problemas
particulares en cada proyecto de construcción.
En la cimentación: toda estructura de
ingeniería civil, edificios, puentes,
carreteras, túneles, presas, deben
cimentarse sobre la superficie de tierra
o dentro de ella para que estas
estructuras tengan un comportamiento
satisfactorio deben poseer una
cimentación adecuada.
Como material de construcción:
Estructuras de retención de agua
Material de préstamo
Relleno

12. Suelos No Cohesivos: las partículas de suelo no tienden a juntarse ni adherirse, sus partículas son
relativamente grandes, también llamados suelos granulares o friccionantes (Gravas, Arenas y Limos).
Suelos Cohesivos: son partículas muy pequeñas, predominan los efectos electroquímicos
superficiales. Las partículas tienden a juntarse (por iteración agua – partícula). Son suelos plásticos
(Arcillas).
Suelos Orgánicos: son suelos esponjosos, con grumos, comprensibes. Prohibitivos para soporte de
estructuras de ingeniería.

13. Mineral: Un mineral puede ser definido como una
sustancia inorgánica natural que tiene una composición
química en particular o una variación de su
composición, y una estructura atómica regular que
guarda intima relación con su forma cristalina. Los
minerales son los principales constituyentes solidos de
todas las rocas, que dan a las rocas características
físicas, ópticas y químicas como el color, lustre, forma,
dureza y otros; generalmente los minerales dominantes
de los suelos son el cuarzo y feldespatos.
Suelo: Para propósitos ingenieriles, se define suelo
como un agregado no cementado formado por
partículas minerales y materia orgánica en
descomposición (partículas solidas) con algún liquido
(generalmente agua) y gas (normalmente aire) en los
espacios vacíos.
Roca: La roca puede ser definida como un agregado
natural sólido con contenido mineral, que tiene
propiedades físicas como químicas. Las rocas son
materiales cementados, usualmente tienen muy baja
porosidad, pueden ser encontradas en procesos de
descomposición con sus propiedades físicas y químicas
alteradas, presentan discontinuidades y su
comportamiento es complejo cuando se someten a
esfuerzos.

14. Mecánica de Suelos: La mecánica de suelos es la rama
de la ciencia que estudia las propiedades físicas del
suelo y el comportamiento de las masas de un suelo
sometidas a varios tipos de fuerzas. Las propiedades
que se estudian son: origen distribución de tamaño de
partículas, plasticidad, capacidad de drenar agua,
compresibilidad, resistencia al corte y capacidad de
apoyo.
Ingeniería de Suelos: Se considera la aplicación de los
principios de mecánica de suelos a problemas prácticos
en la ingeniería, donde la experiencia y el
conocimiento adquirido se complementan.
Ingeniería Geotécnica: La ingeniería geotécnica es
definida como una subdisciplina de la ingeniería civil
que involucra materiales encontrados cerca de la
superficie de la tierra como la roca, suelo y agua
subterránea, encontrando relaciones para el diseño,
construcción y operación de proyectos de ingeniería. La
ingeniería geotécnica es altamente empírica e incluye
la aplicación de los principios de la mecánica de suelos
y la mecánica de rocas para el diseño de fundaciones
estructuras de retención y estructuras terrestres.

15. Ciclo de las Rocas: Se llama ciclo de las rocas a un proceso geológico extremadamente lento, queda lugar al origen de tres
categorías diferentes de rocas (Rocas Ígneas, Rocas Sedimentarias y Rocas Metamórficas).
Las rocas ígneas son formadas por la solidificación del magma derretido, expulsado de las profundidades de la tierra.
Las rocas sedimentarias son formadas por la compactación
de minerales sueltos como gravas, arenas, limos y arcillas, por
medio de sobrecargas que después son cementados por
agentes como el oxido de hierro, calcita, dolomita y cuarzo.
Los agentes cementadores son llevados generalmente por las
aguas subterráneas que llenan los espacios vacíos entre las
partículas y forman las rocas sedimentarias.
Las rocas metamórficas son formadas por procesos
metamórficos como lo son el cambio de composición y textura
de las rocas, sin fundirse por presión o calor.
Ver vídeo de GEA y el Ciclo de las Rocas

16. El suelo es producto de la meteorización de las rocas,
es decir, la desintegración de esta en pedazos de
minerales cada vez mas pequeños, que en contacto con
el medio (agua, aire) se unen formando el suelo; la
meteorización y otros procesos geológicos actúan en
las rocas que se encuentran cerca de la superficie
terrestre transformándola en materia no consolidada o
mas comúnmente llamada suelo.
CONSTITUCION INTERNA DEL GLOBO TERRESTRE
Componente Espesor
Densidad
media
Minerales Estado
Núcleo 3400 km
Muy alta (9.9
a 13.1
gr/cm3)
Hierro y níquel
Solido y
Fluido
Corteza terrestre 30 a 40 km
Menor (2.2 a
2.9 gr/cm3)
Silicatos
Rígido
(balance
isostático)
Suelo Muy pequeño
Mucho menor
(menos de 2
gr/cm3)
Diversos Variable

17. La meteorización es el proceso de desintegración de rocas a pedazos mas pequeños por procesos mecánicos y químicos. Debido a
esto es que la meteorización se divide en dos partes dependiendo del proceso que son la meteorización mecánica y la meteorización
química.
La meteorización mecánica puede ser causada por la expansión y contracción de las rocas, debido a la continua pérdida
y ganancia de calor, lo que produce que el agua que se escurre entre los espacios vacíos se congela y, por lo tanto se expande lo
que da como resultado un aumento de presión muy grande que finalmente desintegra la roca sin cambiar su composición química.
Dentro de la meteorización mecánica se puede mencionar la descarga mecánica, la carga mecánica, expansión y contracción
térmica, acumulación de sales incluyendo la acción congelante, desprendimiento coloidal, actividad orgánica, carga neumática.
La meteorización química se produce debido a que los minerales de la roca original son transformados en nuevos
minerales debido a reacciones químicas, dentro de la meteorización química se puede mencionar la hidrólisis, carbonización, solución,
oxidación, reducción, hidratación, lixiviación y cambio de cationes.

18. Los suelos producto de la meteorización pueden permanecer en el suelo de origen o pueden ser movidos a otros lugares por
la acción del hielo, agua, viento y la gravedad. La forma de clasificación de los suelos producto de la meteorización
depende de la forma de transportación y depósitos.
Suelos Glaciares: Son los suelos formados por el transporte y descomposición de los glaciares.
Suelos Aluviales: Son los suelos transportados por las corrientes de agua y depositados a lo largo de la corriente.
Suelos Lacustres: Son los suelos formados por la deposición en lagunas en reposo.
Suelos Marinos: Son los formados por la deposición en mares.
Suelos Eólicos: Son los suelos formados transportados y depositados por el viento.
Suelos Coluviales: Son los suelos formados por el movimiento de los suelos de su lugar de origen por efecto de la
gravedad, como los deslizamientos de tierra.
Suelos Residuales: Son los suelos formados producto de la meteorización que se mantienen en su mismo lugar de
origen, que a diferencia de los suelos producto del transporte y deposición, estos están relacionados con los materiales del
lugar, clima y topografía. Se caracterizan por tener una gradación del tamaño de partículas aumentado su tamaño por el
incremento de la profundidad, pueden componerse de materiales altamente compresibles.
Ver vídeo sobre Meteorización

19. Es un conjunto de organismos definidos y propiedades que varían vectorialmente. En la dirección
vertical generalmente sus propiedades cambian mucho mas rápidamente que en la horizontal. El
suelo tiene perfil y este es un hecho del que se hace abundante aplicación.

20. El suelo esta formado por capas, tiene un perfil.
Tomado de: Cesel Ingenieros, Cimentaciones Superficiales, Ing. Hebert Sotelo Aedo

21. Suelo, es todo material
terroso
Relleno de desperdicio
Areniscas parcialmente
cementadas
Lutitas suaves
hasta
ocasionalmente
Que va
desde
Arenisca
Lutita
Relleno

22. Materiales excluidos
Roca sana: ígnea o
metamórfica
Depósitos
sedimentarios
altamente
cementados