El documento resume los conceptos fundamentales de la formación de los suelos y su clasificación. Explica que los suelos se forman a partir de la erosión de las rocas y que sus propiedades dependen de los minerales que los componen. Además, introduce las relaciones volumétricas y gravimétricas clave para caracterizar los suelos, como la porosidad, relación de vacíos y grado de saturación. Finalmente, presenta las clasificaciones más comunes de los suelos inorgánicos.

1. FORMACIÓN DE LOS
SUELOS
Mg. Juan Paul E. Henríquez Ulloa.
INCI-294
2020 - 20

2. Es muy útil para los ingenieros civiles comprender el
origen de los depósitos del suelo sobre el que se
construirán las obras ingenieriles, ya que cada
depósito tiene características geomecánicas únicas.
La mayor parte del suelo que cubre la superficie
terrestre está formada por la erosión de las rocas.
Las propiedades físicas del suelo están determinadas
principalmente por los minerales que forman las
partículas del suelo y, por lo tanto, también
dependen de los minerales que lo componen.
Fuente : Geconsac.com.
Ilustración 1. Ensayo de Mecánica de Suelos.
INTRODUCCIÓN

3. “Para el ingeniero civil el suelo es el espesor de la corteza terrestre que puede ser
afectado por las construcciones humanas, y la Mecánica del Suelo como la ciencia
que estudia las variaciones que en el estado de equilibrio y tensión del suelo,
pueden introducir dichas construcciones.”
Jiménez Sala, 1975.

4. ORÍGEN Y FORMACIÓN DEL SUELO
La capa más delgada de la tierra se encuentra en
constantes cambios debido a las fuerzas
antagónicas. Por un lado tenemos a las fuerzas
de origen interno (petrogenético) que forman
nuevas asociaciones minerales y originan nuevos
materiales que a su vez generan nuevos tipos de
roca; la otra es de origen externo (dinámico) que
transforma el relieve de la corteza terrestre.
Ambos cambios ocurren con lentitud. Estos
cambios se han repetido varias veces a lo largo
de curso de la historia de nuestro planeta.
CICLO GEODINÁMICO EXTERNO
• Comprenden la erosión, transporte y
sedimentación de las rocas superficiales
de la corteza continental.
CICLO GEODINÁMICO INTERNO
• Son los procesos de diastrofismo que
originan las rocas ígneas, proceso volcánicos
y la orogénesis, que forman nuevos macizos
montañosos.

5. Fuente : Educarex.es
Ilustración 2. Ciclo geológico.

6. Fuente : González de Vallejo et al.
Ilustración 2. Proceso de formación de los suelos.

7. COMPOSICIÓN DEL SUELO
COMPOSICIÓN GENERAL
AGUA AIRE MINERALES ORGÁNICO
45.00 %
25.00 %
25.00 %
ESPACIO DE
POROS
PARTE
SÓLIDA

8. TIPOS DE SUELOS INORGÁNICOS
GRAVAS
• Son acumulaciones sueltas de fragmentos de
rocas, las cuales tienen más de 2 mm de
diámetro.
ARENAS
• Las gravas ocupan grandes extensiones, en su
mayoría se encuentran en cantos rodados,
lechos, en depresiones de terrenos rellenados
por el acarreo de los ríos y muchos otros lugares
donde estos han sido retransportados.
• Tenemos del tipo
angular y redondeadas.
• Se le denomina a los que presentan granos
finos, procedentes denudación o
disgregaciones de rocas (natural o trituración
artificial).
• Su partículas varían de
0.05 mm hasta los 2 mm
de diámetro.
• Su origen y existencia es análoga a las gravas,
se les suele encontrar juntas en el mismo
depósito.
• Las arenas no son plásticas y al aplicarse una
carga en su superficie, se comprimen casi de
manera instantánea.

9. LIMOS
• Son suelos de grano fino con poca o nula
plasticidad, sus partículas varían de los 0.005 mm
a los 0.05 mm de diámetro.
ARCILLAS
• Los limos suelos y saturados son inadecuados
para soportar cargas de las zapatas. Presentan
permeabilidad baja y comprensibilidad muy alta.
• Los limos inorgánicos los
encontramos en canteras.
• Son partículas sólidas con diámetros menores
a los 0.005 mm. Y su principal característica
es su plasticidad.
• Son fuente inagotable
de problemas de
estabilidad en buen
número de obras
• Su estructura generalmente es cristalina y
complicada, sus átomos están dispuestos en
forma laminar.
• Tenemos dos tipos laminares: los silícicos y
los alumínicos.
• Los limos orgánicos los
hallamos en ríos,
presentando características
plásticas.

10. SINOPSIS
Como resultado del proceso de formación geológica, el Suelo presenta una
determinada ordenación de partículas, esto es, una determinada estructura,
caracterizada por una serie de orientaciones preferenciales, tanto desde el punto de
vista geométrico (distribución de espacio), como tensional (transmisión de esfuerzos).
La existencia de orientaciones preferenciales confiere al suelo un marcado carácter
anisótropo, ya que la respuesta frente a esfuerzos externos (resistencia y
deformabilidad) depende de la dirección de los esfuerzos aplicados.
La modificación del estado tensional de un suelo puede dar lugar a la reordenación
de partículas y a nuevas orientaciones preferenciales.
En consecuencia, la respuesta de un suelo (resistencia y deformabilidad) será función
de su historia tensional.
Fuente: Mecánica de suelos. Conceptos básicos y aplicaciones. Juan Guerra Torralbo.

11. 𝑽
𝑽𝒂
𝑽𝒘
𝑽𝒗
𝑽𝒔 𝑾𝒔
𝑾
𝑾𝒘
𝑾𝒂
𝑺Ó𝑳𝑰𝑫𝑨
𝑳Í𝑸𝑼𝑰𝑫𝑨
𝑮𝑨𝑺𝑬𝑶𝑺𝑨
𝑽𝑶𝑳Ú𝑴𝑬𝑵𝑬𝑺 𝑷𝑬𝑺𝑶𝑺
Fig. 01: Esquematización de las fases de un suelo.

12. RELACIONES VOLUMÉTRICAS Y GRAVIMÉTRICAS
En el suelo podemos distinguir 3 fases constituyentes:
Secciones de partículas
Superficie de terreno
Elemento
Elemento
• FASE SÓLIDA Formado por las partículas minerales del suelo.
• FASE LÍQUIDA En su mayoría agua, aunque también se da la
presencia de otros líquidos.
• FASE GASEOSA Presencia de aire, también pueden estar presentes otros gases
(vapores sulfurosos, anhidrido carbónico, entre otros).

13. CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS
RELACIONES
VOLUMÉTRICAS
RELACIONES
GRAVIMÉTRICAS
Según Arthur Casagrande
𝓦
𝜼 𝓢 𝑨𝑽
℮
𝜸 𝜸𝒘 𝜸𝒔 𝑮𝒔 𝑮𝒎
Son 3 las relaciones más importantes de volumen (Relación de vacíos, Porosidad y el Grado de
Saturación).
La Porosidad es la relación entre el Volumen
de vacíos, huecos o poros y el Volumen total,
se le suele multiplicar por 100.
La Relación de Vacíos es la relación entre Volumen de
vacíos y el Volumen de partículas sólidas. Expresado en
forma decimal y puede ser mayor a la unidad.
Ambos indican el porcentaje relativo del volumen de poros en una muestra de suelo.

14. 𝛈 =
𝑽𝒗
𝑽
A) POROSIDAD "𝛈" Es la relación dada entra la
Cantidad de Vacíos y el
Volumen Total.
EN VOLÚMEN :
B) RELACIÓN DE VACÍOS,
ÍNDICE DE POROS, ÍNDICE DE
HUECOS U OQUEDAD "℮"
Cantidad de vacíos
relacionada con su
parte sólida.
℮ =
𝑽𝒗
𝑽𝒔
…. (1)
…. (2)

15. 𝓢 =
𝑽𝒘
𝑽𝒗
C) GRADO DE
SATURACIÓN "𝓢"
Es la Cantidad de Agua
dentro de los vacíos del
suelo.
…. (3)
“Indica el porcentaje de Volumen de huecos que están rellenos de agua.”
• Si: 𝓢= 0, indica un suelo seco.
• Si: 𝓢= 100%, corresponde a un suelo saturado.
• Si: 𝟎 < 𝓢 < 𝟏𝟎𝟎%, indica un suelo semisaturado o parcialmente saturado.
𝟎 < 𝓢 < 𝟏
𝟎% ≤ 𝓢 ≤ 𝟏00%

16. La “OQUEDAD” o Relación de Vacíos puede expresarse en función de la Porosidad:
℮ =
𝛈
𝟏−𝛈
…. (4)
℮ =
𝑽𝒗
𝑽𝒔
=
𝑽𝒗
𝑽𝒕−𝑽𝒗
=
𝑽𝒗
𝑽𝒕
𝑽𝒕
𝑽𝒕
−
𝑽𝒗
𝑽𝒕
=
𝛈
𝟏−𝛈
𝛈 =
𝑽𝒗
𝑽
=
𝑽𝒗
𝑽𝒔−𝑽𝒗
=
𝑽𝒗
𝑽𝒔
𝑽𝒔
𝑽𝒔
−
𝑽𝒗
𝑽𝒔
=
℮
𝟏+℮
𝛈 =
℮
𝟏+℮
…. (5)

17. • De la Porosidad:
…. (6)
𝛈 =
℮
𝟏+℮
=
𝟏
𝟏+℮
℮
• El término
𝟏
𝟏+℮
es igual a:
𝟏
𝟏 + ℮
=
℮
𝟏 +
𝑽𝒗
𝑽𝒔
=
𝑽𝒔
𝑽𝒔 + 𝑽𝒗
=
𝑽𝒔
𝑽
𝟏
𝟏 + ℮
=
𝑽𝒔
𝑽

18. • De la Porosidad:
…. (6)
𝛈 =
℮
𝟏+℮
=
𝟏
𝟏+℮
℮
• El término
𝟏
𝟏+℮
es igual a:
𝟏
𝟏 + ℮
=
℮
𝟏 +
𝑽𝒗
𝑽𝒔
=
𝑽𝒔
𝑽𝒔 + 𝑽𝒗
=
𝑽𝒔
𝑽
𝟏
𝟏 + ℮
=
𝑽𝒔
𝑽
D) RELACIÓN
AIRE-VACÍOS "𝑨𝒗"
Es la cantidad de aire dentro de
su volumen total.
…. (7)
𝑨𝒗 =
𝑽𝒂
𝑽

19. 𝑾 =
𝑾𝒘
𝑾𝒔
E) HUMEDAD "𝑾" Es la cantidad de agua
dentro del peso del sólido.
EN PESO :
F) DENSIDAD UNITARIA "𝜸“,
"𝜸𝒕“ o PESO ESPECÍFICO
APARENTE O TOTAL.
𝜸 =
𝑾
𝑽
…. (8)
…. (9)

20. 𝜸𝒔 = 𝑫𝒂 =
𝑾𝒔
𝑽𝒔
G) PESO ESPECÍFICO DE LAS
PARTÍCULAS SÓLIDAS o DENSIDAD
ABSOLUTA "𝜸𝒔“ o "𝑫𝒂”
H) PESO ESPECÍFICO DEL
AGUA "𝜸𝒘“ 𝜸𝒘 =
𝑾𝒘
𝑽𝒘
…. (10)
…. (11)

21. 𝜸𝒅 =
𝑾𝒔
𝑽
I) PESO ESPECÍFICO SECO o PESO
VOLUMÉTRICO SECO "𝜸𝒅“ …. (12)
J) PESO ESPECÍFICO RELATIVO “G”
i. Masa del suelo “𝑮𝒎" ∶ 𝑮𝒎 =
𝜸
𝜸𝒐
…. (13)

22. ii. Agua “𝑮𝒘" ∶ 𝑮𝒘 =
𝜸𝒘
𝜸𝒐
…. (14)
iii. Partículas
sólidas “G” “𝑮𝒔" ∶ 𝑮 = 𝑮𝒔 =
𝜸𝒔
𝜸𝒐
…. (15)
𝜸𝒐: Peso Específico del Agua a 4°C = 𝜸𝒘 = 1
𝒈
𝒄𝒄

23. • Braja M. Das. (2013). Fundamentos de Ingeniería Geotécnica
Cuarta Edición. CENGAGE Learning, México.
• Lambe, W., Whitman, R.(1972) Mecánica de Suelos. Editores Limusa S.A.