Este documento presenta los principales tipos de suelos y las fases de los suelos, incluyendo las fases sólida, líquida y gaseosa. También describe las propiedades índice de los suelos, las relaciones entre pesos y volúmenes, y cómo calcular parámetros como la humedad, índice de poros, porosidad, densidad natural y densidad seca para una muestra de suelo.

1. UNIVERSIDAD PERUANA DEL
CENTRO
CURSO: MECANICA DE SUELOS I
CICLO: VI
DOCENTE: ING. MELQUIADES ELMER
HINOSTROZA BARTOLO
2016-I

2. UNIDAD - I
• Principales tipos de Suelos. Fases del suelo.
Propiedades Indice. Relaciones entre pesos y
volúmenes. Relaciones entre volúmenes.
Relaciones entre pesos. Densidad relativa.

3. PRINCIPALES TIPOS DE SUELOS
• Suelos Glaciares: Son los suelos formados por el transporte
y deposición 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 suelos formados por la deposición
en mares.
• Suelos Eólicos: Son los suelos 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.

4. • Suelos Residuales: Los suelos formados
producto de la meteorización que se
mantienen en su mismo lugar de origen so
llamados suelos residuales, que a diferencia
de los suelos producto del transporte y
deposición, estos están relacionados con los
materiales del lugar, clima, topografía. Se
caracterizan por tener una gradación del
tamaño de partículas aumentado su tamaño
con el incremento de la profundidad, pueden
componerse de materiales altamente
compresibles.

5. FASE DE LOS SUELOS
• Como se puede apreciar en la figura 1.1, el
suelo a diferencia de cualquier otro material,
se compone de tres fases simultáneamente:
sólida, líquida y gaseosa.
• El comportamiento de un suelo depende de la
cantidad relativa de cada una de estas tres
fases que interactúan entre si.

9. • La fase sólida.- Siempre está presenta en el suelo y
usualmente está constituida de partículas
derivadas de rocas como la arena, grava, limo y
arcilla, incluso de materia orgánica.
• La fase líquida.- Esta se ubica en los espacios
vacíos entre partículas, consiste casi siempre de
agua y en casos particulares otros líquidos. Para el
estudio de las fases del suelo se asumirá agua en
todos los casos por ser un elemento común.

10. • La fase gaseosa.- Si el líquido no llena
completamente los espacios vacíos estos
espacios restantes son ocupados por la fase
gaseosa que generalmente es aire aunque puede
ser otro tipo de gas, sin embargo se asumirá el
aire para todos los casos.
• Existen dos posibles casos alternativos que
también pueden tenerse en un suelo, relacionado
con los vacíos del mismo. Si estos vacíos están
llenos de aire y no contienen agua se dice que el
suelo esta seco. En cambio si todos los vacíos
están llenos de agua se dice que se halla
saturado.

11. Propiedades Indice de los Suelos:
• Las Propiedades índice de los suelos trata de
estudiar métodos para la diferenciación de los
distintos tipos de suelos de una misma
categoría, en base a ensayos denominados
ensayos de clasificación, es decir que las
propiedades índice son las características
particulares de cada suelo de una misma
categoría.

12. • Estas características son la granulometría,
consistencia, cohesión y estructura, que son
las que determinan cuan bueno o malo es un
suelo para su uso en la construcción de las
obras civiles.
• Estas propiedades índice de los suelos se
dividen en dos:
 Propiedades de los granos de suelo.
 Propiedades de los agregados de los
suelos.

13. • Propiedades de los granos de suelo.- Se
relacionan directamente la forma y tamaño de
las partículas que constituyen el suelo.
• Propiedades de los agregados de los suelos.-
Para los suelos no cohesivos la densidad
relativa y para suelos cohesivos la consistencia.

14. RELACIONES DE PESOS Y VOLUMENES

17. • EL PESO ESPECIFICO RELATIVO ESTA
REPRESENTADO

18. RELACIONES FUNDAMENTALES
De los cuales se tiene las siguientes
relaciones:

24. CORRELACION ENTRE LA RELACION DE
VACIOS Y LA POROSIDAD

27. DETERMINACION DEL PESO ESPECIFICO
Ejemplo de Cálculo:
•Peso de la Piedra en el aire = 163.4 gr.
•Peso de la Piedra en el agua = 100.7 gr.
Peso de la piedra en el aire
Peso especifico relativo =
(peso de la piedra en el aire)-(peso de la piedra en el agua)
163.4 163.4
= = = 2.61
163.4 – 100.7 62.7

28. DENSIDAD RELATIVA
• La densidad de arenas (suelos sin cohesión)
está caracterizada a veces por su densidad
relativa,

29. PROBLEMAS
• Una muestra de suelo saturado, que tiene un
peso de 900 gr, se coloca en estufa a 100º C
durante 24 horas, tras lo cual pesa 750 gr.
Obtener su humedad natural, su índice de
poros, su porosidad, su densidad natural y
su densidad seca (ɣs = 2.7 gr/cm )

31. • La obtención de parámetros característicos de
un suelo tales como su índice de poros, su
humedad y sus distintas densidades, se realiza a
partir de la medida en laboratorio del peso en
diferentes condiciones (p.e. suelo natural, suelo
seco) y aplicando la definición de dichos
parámetros.
• Humedad. Se define como peso de agua
relativo al peso del sólido (w = Ww / Ws ).
• El peso de agua (Ww) puede calcularse por
diferencia como Ww =Wt -Ws =900 - 750 = 150
gr y, por tanto, la humedad resultante es:

32. Índice de poros. Se define como volumen de huecos relativo al
volumen de sólido (e = Vh / Vs ). Dado que en este caso, el suelo se
encuentra saturado (Sr = 1), se tiene Vh=Vw (volumen de huecos igual
a volumen de agua). Dichos volúmenes se obtienen mediante las
expresiones:

33. • donde se ha supuesto una densidad de 2.7 gr/cm
para las partículas sólidas. Una vez
determinados los 3 volúmenes de huecos (agua)
y sólido, se calcula el índice de poros como
cociente entre el volumen de huecos y el
volumen de sólido:
• Porosidad. Se define como volumen de huecos
relativo al volumen total ( n = Vh/ Vt). El
volumen total se obtiene como Vt =Vw +Vs = 150
+ 277.78 = 427.78 cm . Con ello se obtiene una
porosidad de:

34. La porosidad (n) se puede calcular en función del índice de poros
(e). Ambas variables evalúan la misma propiedad del suelo (el
volumen relativo de huecos) y por tanto, pueden usarse
indistintamente, aunque sus valores no coinciden. Sin embargo, en
Geotecnia, sobre todo en temas relacionados con el
comportamiento mecánico, es más conveniente la utilización del
índice de poros, mientras que en Hidrogeología, se trabaja
usualmente con la porosidad. El índice de poros es relativo al
volumen de sólido, lo que facilita el cálculo de sus variaciones al
producirse cambios de volumen del suelo.
Sin embargo, es más cómodo referirse a la porosidad para calcular
el volumen de agua almacenado en un volumen de medio. La
equivalencia entre porosidad e índice de poros se obtiene como:

35. análogamente, se puede despejar e en función de n:
Densidad natural. Se define como peso total relativo al
volumen total (ɣn = Wt / Vt). Si se aplican los valores de este
problema resulta:
Densidad seca. Se define como peso de sólido relativo al
volumen total (ɣd = Ws / Vt). Si se usan los valores de este
problema resulta: