CARACTERISTICAS O FASES DEL SUELO CARACTERISTICAS

Indice
CARACTERISTICAS O FASES DEL SUELO
CARACTERISTICAS DEL SUELO EN TERRENO
ENSAYES INDICES DE LOS SUELOS
ANALISIS GRANULOMETRICO
LIMITES DE ATTERBERG
EJEMPLO
1
1
PROPIEDADES INDICES
CARACTERISTICAS O FASES DEL SUELO
Las propiedades índices permiten la diferenciación de suelos de una
misma categoría,condiciones de estado del suelo y comportamiento físico.
Los componentes del suelo pueden encontrarse en los tres estados de la materia :
•
•
•
Aire : Aire, gases orgánicos, vapor de agua
Agua : Agua y sales minerales disueltas
Sólido : Partículas , agentes cementantes ,minerales y materia orgánica
Masas
Volúmenes
Va
Aire
Vw
Agua
Ww
Vs
Sólido
Ws
Vv
Vt
Wt
PROPIEDADES INDICES
CARACTERISTICAS O FASES DEL SUELO
PROPIEDADES INDICES
Peso unitario natural
Peso unitario seco
Peso específico
Gravedad específica
Humedad ( % )
Indice de vacíos
Porosidad
Grado de saturación ( % )
Indice de Densidad o
Densidad Relativa
SIMBOLO
γt
γd
γs
Gs
ω
e
n
S
D.R.
(emáx
DEFINICION
Wt/Vt
Ws/Vt
Ws/Vs
γs / γw
Ww /Ws
Vv /Vs
Vv / V t
V w / Vv
- e ) / ( emáx - emín)
γ dmax (γ d - γ dmin)/ γ d(γ dmax - γ dmin)
2
2
CARACTERÍSTICAS DEL SUELO
EN TERRENO
Características de las
partículas del suelo
• Forma
• Tamaño
• Composición
mineralógica
COMPORTAMIENTO
DEL SUELO EN
TERRENO
Características de
la masa de suelo
• Textura
• Estructura
• Consistencia
• Compacidad
• Humedad
CARACTERÍSTICAS DEL SUELO
EN TERRENO
CARACTERÍSTICAS DE LAS PARTICULAS DEL SUELO
• Angulosa
FORMA
suelos granulares
: Resistencia al desplazamiento
Resistencia al corte
Las partículas se trituran con facilidad
• Redondeada : Resistencia a la compresión
Baja resistencia al desplazamiento
por vibración
TAMAÑO
COMP.MINERAL
suelos finos
• Bloques
• Bolones
• Gravas
• Arenas
• Limos
• Arcillas
: Fragmentos de roca mayores a 300 mm
: Fragmentos de roca de 80 ( 3” ) a 300 mm
: Agregados sin cohesión de 4,76 a 80 mm ( 3” )
: Partículas de roca sin cohesión de 0,074 a 4,76 mm
: Suelo de grano fino, no plástico de 0,002 a 0,074 mm
: Suelo fino cohesivo, plástico de tamaño menor a 0,002
mm .
• Caolinitas
• Ilitas
• Montmorilonitas
3
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CARACTERÍSTICAS DEL SUELO
EN TERRENO
CARACTERÍSTICAS DE LA MASA DE SUELO
TEXTURA
Grado de finura y uniformidad detectado con el tacto
ESTRUCTURA
• Suelos no cohesivos : e máx => Suelo suelto
DR
e mín => suelo compacto
• Suelos cohesivos : Depende de la composición mineral . Puede
ser floculada o dispersa
CONSISTENCIA
Grado de adherencia y resistencia frente a cargas, propia
de los suelos finos. Medida subjetiva expresada mediante
los Límites de Atterberg
Grado de compactación de los suelos no cohesivos.
D.R. = γ d máx (γγ d - γ d mín ) · 100
γ d ( γ d máx - γ d mín )
COMPACIDAD
Cantidad de agua en los suelos, medida
como porcentaje sobre el suelo seco.
HUMEDAD
ENSAYES INDICES DE LOS SUELOS
Contenido
de agua o
Humedad
Densidad
Gravedad
Específica
Densidad
Relativa
Límites de
Atterberg
Granulometría
Objetivo : Destinados a expresar cuantitativamente las características de
un suelo. Son parámetros de clasificación de suelos,
principalmente, la granulometría y los límites de Atterberg.
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4
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO
Determina la distribución por tamaño de las partículas de una muestra ,utilizando una
serie de tamices normalizados, siendo la más común la serie ASTM.
Se aplica a los suelos granulares y se expresa en porcentaje que pasa respecto a la
abertura de malla en forma semilogarítmica.
2
Indicadores de Graduación :Cc = ( D30 )
D60 * D10
Cu = D60
D10
Coeficiente de Curvatura
( Regularidad de la curva )
1 < Cc < 3
Coeficiente de uniformidad
( Tipo de graduación)
Cu > 6 en arenas
Cu > 4 en gravas
El suelo bajo la malla n 200 se analiza por Sedimentación en el Hidrómetro,
procedimiento basado en la Ley de Stokes , en que se determina el diámetro de
las partículas de acuerdo a su velocidad de caída en un tiempo t . Este es el método
Boyoucos.
v=(2γs-γw) · D 2
18 n
n = viscosidad cinemática
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO
Tipo de curva :
A. Empinada
: Suelo uniforme
B. Suave
: Suelo graduado
C. Con inflexión : Suelo discontinuo o graduación incompleta
Norma ASTM
A
B
C
Un material bien graduado otorga las
siguientes propiedades al suelo :
• Mejor estabilidad
• Menor número de huecos
• Baja permeabilidad
• Baja compresibilidad
• Mayor resistencia
Designación
3”
2”
1 1/2”
1”
3/4”
1/4”
nº 4
nº 8
nº 10
nº 16
nº 20
nº 30
nº 40
nº 50
nº 60
nº 100
nº 140
nº 200
Tam.abertura
75mm
50mm
37,5mm
25mm
19mm
9,5mm
4,75mm
2,36mm
2mm
1,18mm
850 µm
600 µm
425 µm
300 µm
250 µm
150 µm
100 µm
75 µm
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5
LIMITES DE ATTERBERG
La consistencia de los suelos cohesivos varía aumentando o
disminuyendo la humedad .Se definen en la NCh 179 los límites de
Atterberg, los cuales permiten establecer el contenido de agua con el cual se
produce el cambio de estado, es decir, miden la consistencia o plasticidad
del suelo fino ( bajo malla n 40 )
• Límite Líquido ( L.L) :
humedad del suelo en el límite entre plástico y
semisólido
• Límite de Contracción ( Ls ) :
Semisólido
LC
humedad del suelo en el límite entre el estado
semilíquido y plástico
• Límite Plástico ( L.P ) :
Sólido
LP
humedad máxima para la cual una reducción de la
humedad no causa variación en el volumen.
Plástico
Semilíquido
LL
CUCHARA DE
CASAGRANDE
6
6
LIMITES DE ATTERBERG
Carta de Plasticidad
U
Lí
ne
a
Indice de plasticidad
70
60
CH
50
e
L ín
aA
40
30
CL
MH o OH
20
10
7
ML o OL
4
0
10
20
30
40 50
60
70
80 90 100 110 120
Límite Líquido
Línea A = 0,73 ( LL - 20 )
Línea U = 0,90 ( LL - 8 )
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LIMITES DE ATTERBERG
• Indice de Plasticidad ( IP ) :
Rango de humedad en que el suelo se
encuentra en el estado plástico
Ip = LL - LP
- Indice de liquidez o fluidez ( IF ) :
Relación agua - plasticidad,
relaciona el LL y LP con la
humedad del suelo
IF = ( W - LP ) / IP
Si IF = 0 => W = LP
Si IF = 1 => W = LL
• Indice de Consistencia ( IC ) : IC = ( LL - W ) / IP
SiIC
IC
Si
SiIC
IC
Si
SiIC
IC
Si
SiIC
IC
Si
SiIC
IC
Si
Muyblanda
blanda
0,00 Muy
<<0,00
Blanda
0,00- -0,50
0,50
Blanda
0,00
Rígida
0,50- -0,75
0,75
Rígida
0,50
Muy
rígida
0,75
1,00
0,75 - 1,00 Muy rígida
Dura
>1,00
Dura
>1,00
Ejemplo : Propiedades Indice
Problema 1
Una muestra cilíndrica de suelo saturado de 10cm de diámetro,
pesa 493 gr y tiene un peso específico de 2,78 T/m3. Si la humedad
de saturación es del 35%, calcular la altura de la muestra.
Sol :
S = 1 => Vv = Vw = Ww / 1
Gs = Ws / Vs
ω = Ww / Ws => Ws * ω= Ww
=> Vt = Vs + Vw = Vs + Ww
Wt = Ww + Ws
Wt = W * Ws + Ws = Ws ( 1 + W )
Ws / ( 1 + W ) = Ws => Ws / Gs = Vs
Ww = Wt - Ws
Vt = Vs + Ww =
Ws = 365,2 grs
π (d2 * h)/4
H = 3,3 cm
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Ejemplo : Propiedades Indice
Problema 2
Dos zapatas se
encuentran fundadas
sobre arena con e = 0,64. Después de un
sismo, se produce una densificación del
terreno .
Calcular
el asentamiento
diferencial entre zapatas.
Sol :
V inicial = 6 * área ( Vi )
V final = H’ * área ( Vf )
Vi / Vf = 6 / H’
e = Vv / Vs
6m
ef = 0,5
ef = 0,55
Roca
e + 1 = Vv / Vs + 1 = Vt / Vs
=> V = Vs ( e + 1 )
=> 6 / H’ = Vs ( ei + 1 ) / Vs ( ef + 1 ) =>
Zapata izquierda : H’ = 5,49 m
Zapata derecha : H’ = 5,67 m
H’ = 6 ( 1 + ef ) / ( 1 + ei )
Ir a hoja de Calculo
Diferencia de asentamiento = 0,18 m
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