Practica no. 3 mecanica de suelos

M.I. ROBERTO MÀRQUEZ GÒNZALEZ
ÍNDICE PAGINAS
Nombre de la práctica--------------------------------------------------------------2
Introducción------------------------------------------------------------------------3
Objetivo----------------------------------------------------------------------------4
Relación de equipo y material-----------------------------------------------------5
Procedimiento----------------------------------------------------------------------7
Desarrollo--------------------------------------------------------------------------8
Resultado--------------------------------------------------------------------------12
Cuestionario----------------------------------------------------------------------13
Conclusión------------------------------------------------------------------------16
Bibliografía------------------------------------------------------------------------17
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JESÙS ZEPEDA HERNÀNDEZ
MECÀNICA DE SUELOS

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MECÀNICA DE SUELOS

INTRODUCCION:
El suelo representa todo tipo de material terroso, desde un relleno de
desperdicio, hasta areniscas parcialmente cementadas o lutitas suaves. Quedan
exclusivas de la definición las rocas sanas, ígneas o metamórficas y los depósitos
sedimentarios altamente cementados que no se ablanden o desintegren
rápidamente por acción de la intemperie. El agua contenida juega un papel tan
fundamental en el comportamiento mecánico del suelo, que debe considerarse
como parte integral del mismo.
El estudio de la mecánica de suelos tiene como fin que el estudiante en relación
al suelo identifique, verifique el estado y analice las propiedades mecánicas e
hidráulicas, entonces la extracción de la muestra de un suelo en condiciones
inalteradas permitirá a dicho fin y también desde ese instante se establecerá un
gran interés por este tipo de estudio.
En el transcurso de esta práctica se conocerán las propiedades hidráulicas y
mecánicas que guarda una muestra inalterada, las cuales juegan un papel muy
importante en los proyectos civiles realizados, debido a las ventajas de poder
predecir algo con una exactitud más compleja y acertada que si hacemos
pruebas de ensaye con una muestra alterada, esta a su vez no guarda todas las
propiedades porque está siendo atacada por la intemperie. Es así como el
alumno podrá tener esta habilidad de conocer las capas de estratos que contiene
el suelo al cual se le está haciendo la prueba.
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MECÀNICA DE SUELOS

OBJETIVO:
Obtener una muestra de suelo inalterada para sujetarlo a ensayes y estudios en
el laboratorio de mecánica de suelos para que dicha información se utilice en el
diseño de grandes proyectos civiles.
Identificar los factores que pudieron alterar el suelo de donde tomamos la
muestra.
La finalidad de esta práctica es que el alumno conozca mediante una práctica de
campo las fases con que están estructurados los suelos debido a su naturaleza,
ya que en las zonas planas de los valles los suelos fueron transportados por
distintos factores del medio ambiente.
También es importantes que el alumno conozca cuán importante es extraer una
muestra inalterada del suelo y para que fines se extrae, ya que más adelantes
estas prácticas tendrán que ver mucho en los proyectos civiles realizados.
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MECÀNICA DE SUELOS

RELACION DE EQUIPO Y MATERIAL:
PALA PICO CAJA DE MADERA DE 50X50X50
FOGATA ENCENDEDOR ARCO DE ALAMBRE ACERADO
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5M DE MANTA DE CIELO BARRETA 1 KG DE BREA
LONGIMETRO 1 KG DE PARAFINA 1 BOTE DE ALUMINIO
MECÀNICA DE SUELOS

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BROCHA MACHETE CUCHARA DE ALBAÑIL
PLUMÓN 2 HOJAS BLANCAS
MECÀNICA DE SUELOS

PROCEDIMIENTO:
Identificar la zona a excavar, medir un rectángulo de 1.25m x 2m excavar hacia
una profundidad de 1.5m o donde se encuentre el nivel freático dependiendo
de la condición del terreno se sacará la muestra del piso o la pared de la
excavación, se marcará un cubo de 40 x40 cm y comenzará la excavación para
obtener el cubo, ya después de haber labrado la muestra se procederá a la
extracción de la misma, en ese momento se calentará la brea y la parafina, se
colorará la manta de cielo cubriendo la pared superior y a los lados y se le
colocará a la muestra la mezcla de brea y parafina con una brocha en la parte
superior y a los lados de la muestra; antes de extraer la muestra se dejará
endurecer la manta de cielo, enseguida se cortará la parte inferior del cubo con
ayuda del alambre y se colocará en la caja de madera.
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MECÀNICA DE SUELOS

DESARROLLO:
Como ya antes se ha mencionado la práctica no. 3 de la materia de mecánica de
suelos que se llevó a cabo en un lugar ajeno a la institución ya que este consistía
hacer un pozo a cielo abierto y sacar una muestra inalterada de la estructura del
suelo a una profundidad de 1.50 m. lo cual comenzó de la siguiente manera.
Al llegar al terreno en donde se realizó la práctica se hizo un reconocimiento del
terreno e indicaron en qué lugar le iba a corresponder trabajar a cada brigada.
De ahí llevamos las herramientas y los materiales a utilizar en la operación a
realizarse. Se hizo una limpieza del área en la cual íbamos a trabajar, y después
procedimos a medir las dimensiones del pozo.
Luego procedimos a realizar la excavación de manera ordenada, rápida y
colectiva. Donde algunos estaban excavando y otros estaban cortando las raíces
que tenía el terreno debido a la vegetación del lugar esta pequeña capa que
estaba cubierta de raíces en su mayoría tenia aproximadamente unos 50 cm y
además era materia orgánica (tierra negra), otros se encontraban despejando el
área en donde los demás estaban excavando.
Al seguir excavando se llegó a otra capa en la cual se encontraba un material
muy plástico el cual estaba saturado en su mayoría de agua, por lo que se pegaba
en la pala y en los zapatos, este material era una arcilla color café oscuro, de la
excavación esta fue la capa que nos consumió más tiempo y además estaba más
gruesa pues tenía entre unos 60 cm de espesor aproximadamente.
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MECÀNICA DE SUELOS

En la otra parte de la excavación encontramos otra capa de arcilla un poco más
clara la cual ya no estaba tan plástica y era un poco más suelta y estaba mezclada
con esquisto, en esta capa alcanzamos a excavar unos 30 cm y después llegó la
hora del desayuno para eso eran como las 9:30 de la mañana. En ese corto plazo
estaba ya casi terminada las excavación.
Después del desayuno excavamos unos 30 cm más pero eso fue de una canaleta
que se le hizo alrededor del bloque que íbamos a extraer. Y una vez teniendo ya
casi despejado el área empezamos a labrar nuestra muestra la cual consistía en
un cubo de 35*35*35 cm el cual lo detallamos con la cuchara de albañil y la llana.
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MECÀNICA DE SUELOS

Ya teniendo el cubo listo para su corte y extracción, los demás compañeros se
dieron al trabajo de fundir la brea junto con la parafina con una pequeña fogata
que se hizo con ayudar de unos leños y unas varitas. Este procedimiento fue
sencillo y en cuestión de 20 minutos se terminó de cocer estos materiales.
A continuación se tomó la manta de cielo y se le pusieron 2 capas a la muestra,
para que se le aplicara la brea y la parafina caliente con la brocha, de esta
manera esta emulsión al secar junto con la manta de cielo formara una especie
de membrana alrededor de la muestra y además la hará un poco más resistente
a los golpes.
Después de aplicarle este líquido encima de la manta empezó un proceso muy
estratégico que fue el de cortar la sexta cara del cubo y lo hicimos con la ayuda
de un alambre el cual casi no tenía tanto filo para cortar la arcilla. En vista de que
esta técnica no sirvió se hizo mención de otra técnica la cual nos llevaría al corte
y extracción de la muestra de manera rápida, la cual consistía en usar un
machete para empezar a cortar en las esquinas de nuestro cubo. Lo hicimos de
la siguiente manera:
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MECÀNICA DE SUELOS

Ya que teníamos el machete a la mano lo colocamos en una de las esquinas de
nuestro cubo y lo fuimos metiendo con los golpes de la barreta minuciosamente,
después lo sacamos con cuidado y esta misma acción se le aplico a las demás
esquinas del cubo, ya cuando estaba cortado en las esquinas tomamos el
machete y lo introducimos a la mitad de la muestra y lo fuimos golpeando muy
despacio hasta que cruzo el cubo de lado a lado, después de esto lo tratamos de
mover y observamos que ya estaba listo para ser extraído. Por lo cual
introducimos el cajón y lo metimos al pozo a cubrir la muestra. Cuando todos
estábamos listos y en orden de un solo jalón extraimos el cubo y le dimos vuelta
de manera rápida.
Una vez logrado el corte de nuestra muestra le aplicamos nuevamente brea y
parafina en la sexta cara que ya estaba cubierta con la manta de cielo, ya que el
cubo estaba bien tapado y listo para desalojarlo del pozo, todos nosotros
tomamos una esquina del cubo y lo sacamos del pozo con mucho cuidado ya que
en un mal paso podíamos fracturar la muestra.
Después de todo este largo procedimiento y extracción de la muestra llenamos
el pozo nuevamente con toda la tierra y arcilla antes extraidas. Por ultimo
recogimos todos los materiales que utilizamos y los llevamos al lugar en donde
nos iban a llevar de vuelta a nuestra institución.
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MECÀNICA DE SUELOS

RESULTADOS:
Los resultados obtenidos durante esta práctica de campo fueron los que se
muestran a continuación.
Como se muestra en la primera imagen logramos obtener una capa vegetal al
inicio de la excavacion, para luego obtener la segunda capa que era de arcilla
parcialmente saturada la cual esta muy pegajosa y como podemos ver en la
ultima capa tenemos una arcilla de muy buenas propiedades la cual sirvio para
la muestra.
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MECÀNICA DE SUELOS

CUESTIONARIO:
1.- De acuerdo a la práctica efectuada en campo, ¿Cuáles serán las ventajas en
cuanto estudiar las propiedades mecánicas e hidráulicas en una muestra
inalterada y en otra que está alterada?
En que la muestra inalterada conserva todas las propiedades físicas y químicas
del suelo al ser extraída debido a la membrana de brea y parafina que se coloca
para proteger la muestra y no se altere en la intemperie por agentes geológicos
como el aire y el agua, mientras que una muestra alterada estará expuesta a todo
tipo de prejuicio debido a que no cuenta con algo que la proteja esta es una
desventaja para nosotros como ingenieros estudiar las propiedades de este
suelo, pues no nos garantizara nada las pruebas, en cambio si estudiamos una
muestra inalterada esta nos dará resultados buenos que nos puedan servir para
predecir algo con verdadera exactitud.
2.- ¿Cuáles son las características de las estructuras de un suelo?, en los
siguientes casos:
Es aquella producida cuando las fuerzas debidas al campo gravitacional
terrestre son claramente predominantes en la disposición de las partículas; es,
por lo tanto, típica de suelos de grano grueso (gravas y arenas limpias) de masa
comparativamente importante. Las partículas se disponen apoyándose
directamente unas en otras y cada partícula posee varios puntos de apoyo.
Desde un punto de vista ingenieril, el comportamiento mecánico e hidráulico de
un suelo de estructura simple, queda definido principalmente por dos
características: la compacidad del manto y la orientación de sus partículas.
Es estructura se considera típica en granos de pequeño tamaño (0.002 mm de
diámetro o algo menores) que se depositan en un medio continuo, normalmente
agua y, en ocasiones aire. En estas partículas la gravitación ejerce un efecto que
hace que tiendan a sedimentarse, pero dada su pequeña masa, otras fuerzas
naturales pueden hacerse de magnitud comparable; concretamente, si la
partícula antes de llegar al fondo del depósito, toca a otra partícula ya
depositada, la fuerza de adherencia desarrollada entre ambas, puede neutralizar
al peso, haciendo que la partícula quede detenida antes de completar su carrera;
13
a) Estructura simple.
b) Estructura panaloide.
MECÀNICA DE SUELOS

otra partícula puede ahora añadírsele y el conjunto de ellas podrá llegar a formar
una celda, una cantidad importante de vacíos, a modo de panal. Las fuerzas de
adherencia, causantes de estas estructuras son fuerzas superficiales.
Cuando en el proceso de sedimentación, dos partículas de diámetros menores
de 0.02 mm llegan a tocarse, se adhieren con fuerza y se sedimentan juntas; así,
otras partículas pueden unirse al grupo, formando un grumo, con estructura
similar a un panal. Cuando estos grumos llegan al fondo forman a su vez panales,
cuyas bóvedas no están ya formadas por partículas individuales , sino por los
grumos mencionados. El mecanismo anterior produce una estructura muy
blanda y suelta, con gran volumen de vacíos llamada floculenta.
3.- De acuerdo a lo visto en la unidad 1, describa las características de las 3
estructuras laminares que pueden hallarse en el suelo.
Las arcillas están constituidas básicamente por silicatos de aluminio hidratados
presentando además en algunas ocasiones silicatos de magnesio hierro u otros
metales también hidratados. Estos minerales tienen casi siempre una estructura
cristalina definida cuyos átomos se disponen en láminas. Existen dos variedades
de tales láminas: la silícica y la aluminica.
Las láminas silícicas están formadas por un átomo de silicio, rodeado de cuatro
de oxígeno, disponiendo el conjunto en forma de tetraedro. Estos tetraedros se
agrupan en unidades hexagonales, sirviendo un átomo de oxigeno de nexo entre
cada dos tetraedros.
Las láminas aluminicas están formadas por retículas de octaedros, dispuestos con
un átomo de aluminio al centro y seis de oxigeno alrededor. También ahora es
el oxígeno el nexo entre cada dos octaedros vecinos para constituir la retícula.
Las caolinitas (Al225;o2ºn2H2O), están formados por una lámina silícica y
otra a lumínica que se superpone indefinidamente. La unión entre todas las
partículas es lo suficientemente firme para no permitir la penetración de
moléculas de agua entre ellas y por lo tanto serán relativamente estables
en presión del agua.
Montmorinolitas (CoH) ySi8 Alt4 O 20 n H2O) están formados por una lámina
aluminica entre dos silícicas, superponiéndose indefinidamente. En este
caso la unión entre las retículas del mineral es débil por lo que las
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c) Estructura floculenta.
MECÀNICA DE SUELOS

moléculas del agua pueden introducirse en la estructura con relativa
facilidad a causa de las fuerzas eléctricas generadas por su naturaleza
bipolar, produciendo un incremento en el volumen de los cristales lo que
se traduce a una expansión tendencia a la estabilidad.
Ilitas (CoH)4 Ky (Si8-yº Alt y)(Aly-feyºMghºMg6) están estructurados
análogamente que las Montmorinolitas, pero su constitución interna
manifiesta tendencia a formar grumos de materia, que reducen en el área
expuesta al agua por unidad de volumen; por ellos sus expansividad es
menor, las arcillas ilitas se comportan mecánicamente más familiares para
el ingeniero.
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MECÀNICA DE SUELOS

CONCLUSION:
Obtuve como conclusión que esta práctica además de ser de las más interesantes
en toda la carrera nos sirve para para aprender a identificar cada capa que existe
en los suelos arcillosos y que además nos damos cuenta que propiedades tienen
nuestros suelos, también pude observar cómo están saturados de agua estos
suelos y cuál es la parte más afectada, ya que existen arcillas que consienten el
agua en su interior y hacen que se expanda más.
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MECÀNICA DE SUELOS

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BILIOGRAFIA:
Mecánica de suelos – tomo 1
Fundamentos de la mecánica de suelos
JUAREZ BADILLO- RICO RODRÍGUEZ
MECÀNICA DE SUELOS

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