Tema 3. Mecánica del suelo

• POROSIDAD. Ã NDICE DE POROS.
Los suelos y las rocas no son nunca sólidos simples; son, cuando menos, sistemas de dos fases: partÃ−culas
sólidas y un lÃ−quido, o bien partÃ−culas sólidas y un gas. Con mucha frecuencia son sistemas de tres
fases: partÃ−culas sólidas, un lÃ−quido y un gas. El lÃ−quido es normalmente agua, y el gas, aire con vapor
de agua.
Se llama porosidad (n) a la fracción de su volumen ocupada por los poros, tanto si éstos están llenos de
agua como si lo están de aire o de una mezcla de ambos.
El Ã−ndice de poros (e) es igual a la razón del espacio ocupado por los poros el espacio ocupado por las
partÃ−culas sólidas.
Entre ambos coeficientes existen las siguientes relaciones:
• PESO ESPECÃ FICO. DENSIDAD.
La densidad, Ï , es la masa por unidad de volumen y el peso especÃ−fico, γ, el peso por unidad de volumen.
El peso especÃ−fico de las partÃ−culas es:
γw = 9.81 kN/m3
La densidad de las partÃ−culas se obtiene como:
Para las arenas el término medio de los pesos especÃ−ficos relativos de las partÃ−culas es 2.65 g/cm3.
Para las arcillas el término medio estadÃ−stico es de 2.7 g/cm3. Para el agua el valor correspondiente es de
1 g/cm3.
El peso especÃ−fico del suelo, γ, no es igual al de sus partÃ−culas sólidas, sino mucho menor. Es el que
corresponde a la mezcla de partÃ−culas sólidas, agua y aire. Su valor se obtiene de:
El peso especÃ−fico de un suelo varÃ−a según la proporción de los poros que esté llena de agua. Si el
suelo está saturado, el peso especÃ−fico aparente llega a ser:
Este peso especÃ−fico se denomina peso especÃ−fico saturado, y es el mayor que puede alcanzar un suelo sin
variación de n. El menor es el correspondiente al peso especÃ−fico seco, γd, y es el caso en el que todos los
poros están llenos de aire. Su valor correspondiente es:
En el caso de que un suelo se encuentre sumergido experimentará un empuje hacia arriba igual al volumen
de agua desalojado. El peso especÃ−fico resultante se llama peso especÃ−fico sumergido, γ', y vale:
• HUMEDAD. GRADO DE SATURACIÃ N.
Sin variación de n, los suelos y las rocas pueden tener cualquier peso especÃ−fico entre γd y γsaturado
según su grado de saturación, Sr, es decir, según la fracción del volumen total de sus poros que esté
ocupada por agua.
En el caso de las arenas un valor de Sr = 0 (%) indica que la arena está seca. Si por el contrario el valor de Sr
= 100 (%) indica que la arena está saturada.
1
Se denomina humedad, w, de un suelo, el peso del agua dividido por el peso del suelo seco hasta peso
constante a una temperatura comprendida entre 105º y 110º.
Ww = Peso del agua
Vw = Volumen de agua
Vs = Volumen de sólidos
Vh = Volumen de huecos
Tema 3: PROPIEDADES ELEMENTALES
1
1
MECÃ NICA DEL SUELO
2