UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ Creada mediante Ley Nº 2001 – 38, Publicada en el Registro Oficial 261 del 7 de Febrero Del 2001 Facultad de Ciencias Técnicas Carrera Ingeniería Civil EROSION SUPERFICIAL DE LOS SUELOS De una ladera, extraer una muestra de suelo de aproximadamente 2000 gramos, y luego de recolectar los datos necesarios, calcular la cantidad de toneladas de erosión en esas condiciones por año, y encuentre una solución para que la erosión sea natural. Con los datos obtenidos en el estudio de suelos utilizado en el cálculo de la erocion superficial de los suelos, calcular: WT, Ws, Ww, Wa, VT, Vs, Vw, Va, ɣs, w, e, n, ɣd, ɣT, ɣsat y ɣ´. En el campo y laboratorio se obtuvieron los siguientes datos: Gravedad especifica (Densidad de las partículas sólidas) (Gs). De no existir en el laboratorio el equipo para realizar este ensayo, se debe escoger un valor de los recomendados en los textos de mecánica de suelos, acorde al tiempo que obtenga en la clasificación del suelo. En el informe debe sustentar como escoge este valor. Densidad del suelo. (Cono de arena o densímetro nuclear). De no existir en el laboratorio el equipo para realizar, se debe escoger un valor de los recomendados en los textos de mecánica de suelo, acorde al tipo que se obtenga en la clasificación del suelo. En el informe debe sustentar como escoger este valor. UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ Creada mediante Ley Nº 2001 – 38, Publicada en el Registro Oficial 261 del 7 de Febrero Del 2001 Facultad de Ciencias Técnicas Carrera Ingeniería Civil CALCULO DEL PESO SECO 𝑾𝒉 2000𝑔𝑟 𝑾𝒔 = 𝑊𝑠 = 𝟏+𝒘 1 + 0.1422 𝑊𝑠 = PROYECTO OBRA LOCALIDAD PESO MUESTRA HÚMEDA PESO MUESTRA SECA 2000𝑔𝑟 1.1422 𝑾𝒔 = 𝟏𝟕𝟓𝟏, 𝟎𝟏𝒈𝒓 APLICACIÓN DE LOS CONOCIMIENTOS PRACTICA frente al colegio 15 de octubre 2000 gr 1751,01gr TAMIZ DIAMETRO (mm) PESO RETENIDO PARCIAL (gr) PESO RETENIDO ACUMULADO (gr) 3 76,2 0,00 0,00 2 1/2 63,5 0,00 0,00 2 50,8 21,14 21,14 1 1/2 38,1 15,60 36,74 1 25,4 11,45 48,19 3/4 19,1 10,69 58,88 1/2 12,7 20,31 79,19 3/8 9,52 10,83 90,02 4 4,75 90,31 180,33 10 2,00 210,87 391,20 40 0,42 127,25 518,45 100 0,149 99,03 617,48 200 0,074 38,33 655,81 PASA 1095,20 1751,01 SUMA 1751,01 % RETENIDO PARCIAL 0,00 0,00 1,21 0,89 0,65 0,61 1,16 0,62 5,16 12,04 7,27 5,66 2,19 62,55 100,00 % PASA 100,00 100,00 98,79 97,90 97,25 96,64 95,48 94,86 89,70 77,66 70,39 64,74 62,55 0,00 UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ Creada mediante Ley Nº 2001 – 38, Publicada en el Registro Oficial 261 del 7 de Febrero Del 2001 Facultad de Ciencias Técnicas Carrera Ingeniería Civil CURVA GRANULOMETRICA 100 PASANTE ACUMULADO % 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 100 10 GRAVAS 1 GUIJARR 0,1 0,01 LIMO O ARENAS TAMAÑO DE LA PASTICULAS (mm) ARCILLA D10=No Presenta D30=No Presenta D60= NO Presenta PESO N° N° HUMED DE DE O TAR GOL +TARR RO PES O B14 M11 A19 65,87 52,09 45,70 PESO PESO PESO PESO SECO DEL DEL SUEL % % +TARR TARR AGU O NATU PROME O O A SECO RAL DIO HUMEDAD NATURAL 58,3 47,12 43,03 15,11 16,04 13,85 7,57 4,97 2,67 43,19 31,08 29,18 17,53 15,99 9,15 14,22 LIMITE LIQUIDO (PASANTE DEL TAMIZ #40) A12+ 1 A14 X1 16 20 33 30,7 31,62 22,25 24,2 25,00 16,56 14,05 13,70 6,1 6,50 6,62 5,69 10,15 11,30 10,46 64,04 58,58 54,40 ----------- 0,43 0,24 0,15 58,14 20,83 46,67 41,88 LIMITE PLASTICO A1 C1 AC2 7,93 6,4 8,1 7,68 6,35 8,03 7,25 6,11 7,88 0,25 0,05 0,07 UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ Creada mediante Ley Nº 2001 – 38, Publicada en el Registro Oficial 261 del 7 de Febrero Del 2001 Facultad de Ciencias Técnicas Carrera Ingeniería Civil W=14,22% LL=58,60% LP=41,88% IP=LL-LP= 58,60%-41,88%=16,72% El coeficiente de curvatura es: NO SE PUEDE CALCULAR El coeficiente de uniformidad es: NO SE PUEDE CALCULAR Clasificación del suelo utilizando el sistema ASTM: 1.- Porcentaje de suelo que pasa el tamiz Nº 200 = 62,55 > 50% Porcentaje de gruesos retenido hasta el N°200 =100-62,55 =37,45% < 50% (ver tabla de clasificación) Se trata de un suelo de GRANOS FINOS. 2.- Limite liquido = 58,60% ≥ 50% El límite líquido indica que se trata de: LIMOS Y ARCILLAS LÍMITE LÍQUIDO SUPERIOR AL 50%. 3.- En el gráfico de plasticidad, relacionar posición con respecto al LI e IP LI= 58,60% LP=41,88% IP=16,72% UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ Creada mediante Ley Nº 2001 – 38, Publicada en el Registro Oficial 261 del 7 de Febrero Del 2001 Facultad de Ciencias Técnicas Carrera Ingeniería Civil Marcando estos datos en el gráfico de plasticidad se tiene que el símbolo encontrado es: UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ Creada mediante Ley Nº 2001 – 38, Publicada en el Registro Oficial 261 del 7 de Febrero Del 2001 Facultad de Ciencias Técnicas Carrera Ingeniería Civil 4.- El resultado del tipo de suelo según ASTM es: MH y OH = limos inorgánicos, arenas finas o limos con mica o diatomeas, limos elásticos. Arcillas inorgánicas de plasticidad media a elevada. Características macromorfológicas Localización: frente al colegio 15 de octubre alado de club los leones. Coordenadas: U.T.M 435157,59 – 4815453,64 Altitud : Cota inferior = 335; Cota superior = 348 Orientación: acceso sur Posición fisiológica : ladera Longitud : 100 m Topografía circundante :Montañoso Pendiente : Moderadamente escarpado 13.11 % Vegetación O Uso: Arbolado Con Matorral Material original : arena limosas y arcillosas Drenaje: aceptable a mala Pedregosidad Superficial: Moderadamente baja Afloramientos Rocosos: casi nulo Clasificación: Astm El resultado del tipo de suelo según ASTM es: MH limos inorgánicos arenas finas o limos con micas o diatomeas limos elásticos OH arcilla orgánica de plasticidad media o elevada Factor de lluvia R. El valor de las precipitaciones, con un periodo de retorno, 5 años, y se saca un promedio de cada mes. A = R x K x LS x C x P Meses Precipitaciones p^2 enero 93,3 8704,89 febrero 82,98 6885,68 marzo 91,35 8344,82 Abril 62,15 3862,62 Mayo 50,1 2510,01 Junio 4,1 16,81 Julio 4,7 22,09 Agosto 2 4,00 septiembre 5,7 32,49 Octubre 7,4 54,76 noviembre 5,5 30,25 diciembre 100,1 10020,01 ANUAL 509,38 40488,44 R 79,49 UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ Creada mediante Ley Nº 2001 – 38, Publicada en el Registro Oficial 261 del 7 de Febrero Del 2001 Facultad de Ciencias Técnicas Carrera Ingeniería Civil ∑ 𝑃2 40488,44 R = f( )= = 79,49 𝑃 509,38 Factor de erodabilidad del suelo K.- El método USLE requiere conocer el porcentaje y las medidas de las partículas hasta las arcillas. Se recurre a los tamices 230, 270, 325, 400 y al hidrómetro para identificarlos. PROYECTO: APLICACIÓN DE LOS CONOCIMIENTOS OBRA: PRACTICA LOCALIDAD: FRENTE EL COLEGIO 15 DE OCTUBRE PESO MUESTRA HUMEDA: 1751,01 gr PESO MUESTRA SECA: # TAMIZ 2000gr Peso Diametro (mm) Retenido Parcial (gr) 3 2 1/2 2 1 1/2 1 3/4 1/2 3/8 76,2 63,5 50,8 38,1 25,4 19,1 12,7 9,52 0,00 0,00 21,14 15,60 11,45 10,69 20,31 10,83 4 10 40 100 200 230 270 325 400 4,75 2 0,42 0,149 0,074 0,063 0,053 0,045 0,038 0,02 0,002 0,0002 90,31 210,87 127,25 99,03 38,33 187,45 127,02 141,33 135,34 132,00 183,21 188,85 1751,01 hidrómetro Suman Peso Retenido Acumulado (gr) % Retenido Parcial % Pasa 0,00 0,00 21,14 36,74 48,19 58,88 79,19 90,02 180,33 391,20 518,45 617,48 655,81 843,26 970,28 1111,61 1246,95 1378,95 1562,16 1751,01 0,00 0,00 1,21 0,89 0,65 0,61 1,16 0,62 5,16 12,04 7,27 5,66 2,19 10,71 7,25 8,07 7,73 7,54 10,46 10,79 100,00 100,00 98,79 97,90 97,25 96,64 95,48 94,86 89,70 77,66 70,39 64,74 62,55 51,84 44,59 36,52 28,79 21,25 10,79 0,00 100,00 UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ Creada mediante Ley Nº 2001 – 38, Publicada en el Registro Oficial 261 del 7 de Febrero Del 2001 Facultad de Ciencias Técnicas Carrera Ingeniería Civil 0.060 UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ Creada mediante Ley Nº 2001 – 38, Publicada en el Registro Oficial 261 del 7 de Febrero Del 2001 Facultad de Ciencias Técnicas Carrera Ingeniería Civil Horizonte GI Profundi Gravas (> dad (cm) 2mm) 20 Se descarta para el análisis % 4.52 ANÁLISIS TEXTURAL ARENAS Mediana Fina Muy Gruesa (0,5 a (0,25 a Muy fina (0,1 a 0,05 gruesa (2 (1 a 0,5 0,25 0,1 mm) a 1 mm) mm) mm) mm) PESOS PARCIALES LIMOS Grueso(0,0 5 a 0,02 mm) 141.33+135. 210.87 0.00 127.25 99.03 38.33+187.45+127.02 34+132 183.21 188.85 210.87 0.00 127.25 99.03 352.80 408.67 183.21 188.85 1570.68 PORCENTAJES DE LAS FRACCIONES DESCARTANDO LAS PARTÍCULAS > A 2 mm 13.43 0.00 8.10 6.30 22.46 26.02 11.66 12.02 100,00 Calculo de valores para utilizar el nomograma donde se encuentra el valor de K. Arcilla Fino < 0,002 SUMAN (0,02 a mm 0,002 mm) Porcentajes de limos más arenas muy finas = 26.02+11.66+22.46=60.14% Resto de arenas = 13.43+8.10+6.30=27.83% Materia orgánica (M.O). M.O = [(Peso seco – Peso calcinado)/Peso calcinado]*100 UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ Creada mediante Ley Nº 2001 – 38, Publicada en el Registro Oficial 261 del 7 de Febrero Del 2001 Facultad de Ciencias Técnicas Carrera Ingeniería Civil N° DE TARRO CALCINADA C-7 PESO HUMEDA PESO PESO PESO PESO + SECO + SUELO CALCINADO CALCINADO TARRO TARRO PESO SECO + TARRO (GR) (GR) (GR) TARRO(GR) (GR) (GR) 64.86 59.25 15.11 44.14 57.54 42.43 MO % 4.03 Estructura del suelo. Dm = 1,25*D50 = 1,25*0,060 = 0,075 (Curva granulométrica) En nomograma clasifica como 1 Granular muy fina. Arcillas= 12.02% Limos= 26.02+11.66=37.68% Arenas=13.43+0.00+8.10+6.30+22.46=50.29% Permeabilidad = 4.- Moderadamente lenta (Triangulo De Textura UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ Creada mediante Ley Nº 2001 – 38, Publicada en el Registro Oficial 261 del 7 de Febrero Del 2001 Facultad de Ciencias Técnicas Carrera Ingeniería Civil Valor de K=0.37 A= 79,49*0,37*LS*C*P UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ Creada mediante Ley Nº 2001 – 38, Publicada en el Registro Oficial 261 del 7 de Febrero Del 2001 Facultad de Ciencias Técnicas Carrera Ingeniería Civil Factor topográfico LS Longitud total de la línea de estudio L=100 m Cota inferior= 335 Cota superior = 348 13 348 X 335 3.79 A= 79,49*0,37*3.79*C*P Pendiente: 13.11% UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ Creada mediante Ley Nº 2001 – 38, Publicada en el Registro Oficial 261 del 7 de Febrero Del 2001 Facultad de Ciencias Técnicas Carrera Ingeniería Civil Factor de vegetación Arbolado con material 100% el valor de C escogido es 0,004 A= 79.49*0,37*3.79*0,04*P Factor de práctica de conservación No se está construyendo ninguna obra de infraestructura que aísle la lluvia del suelo por lo que el valor P = 1 Calculo de promedió de pérdida del suelo en ton/ hectáreas * años A= 79,49*0,37*3,79*0,04*1,00= 4.46 ton/ hectáreas * años Conclusión.- El resultado nos dice que la erosión es: USLE nula o ligera 0 - 6 ton/ha/año CIAF, 1983 Moderada 2,5 - 10 ton/ha/año CENICAFE, 1975 media 3 - 5 ton/ha/año UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ Creada mediante Ley Nº 2001 – 38, Publicada en el Registro Oficial 261 del 7 de Febrero Del 2001 Facultad de Ciencias Técnicas Carrera Ingeniería Civil Como el ejercicio nos pide que encontremos una solución para que la erosión sea natural. Escogeremos otro factor de conservación P que se presenta en la siguiente tabla para así lograr una erosión natural Pendiente= 13.11 % L= 100m Escogeremos terrazas de desagüe encespedadas con un factor de 0.14 Cabe recalcar que existen más medidas de conservación y éstas combaten la erosión puesto que modifica los patrones de flujo y el grado o dirección de superficie de escurrimiento A= 79,49*0,37*3,79*0,04*0,14= 0,62 ton/ hectáreas * años Conclusión.- El resultado nos dice que la erosión es: USLE natural -----------------CIAF, 1983 natural ----------------CENICAFE, 1975 natural <1 UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ Creada mediante Ley Nº 2001 – 38, Publicada en el Registro Oficial 261 del 7 de Febrero Del 2001 Facultad de Ciencias Técnicas Carrera Ingeniería Civil Calculo adicional VV= 415.28 cm3 VT 1063.80 cm3 VA= 166.29 cm3 AIRE VW= 248.99 cm3 AGUA SUELO VS= 648.52 cm3 WA=0 WW= 248.99 gr Wh= 2000 gr Ws= 1751.01gr Datos: 𝜸𝒅 = 𝟏,646Gr/cm3 (se obtiene del ensayo cono de arena pero para este ensayo fue asumida) W= 14,22%( obtenidos de la granulometría de erosión superficial del suelo) Wh=2000gr (obtenidos de la granulometría de erosión superficial del suelo) Ws= 1751.01gr (obtenidos de la granulometría de erosión superficial del suelo) Gs=2,70 (se obtiene del ensayo cono de arena pero para este ensayo fue asumida) Solución Densidad de las partículas solidas 𝜸𝒔 = 𝑮𝑺 ∗ 𝜸𝑾 𝜸𝒔 = 2,70 ∗ 1 𝑔𝑟/𝑐𝑚3 𝜸𝒔 = 𝟐, 𝟕𝟎 𝒈𝒓/𝒄𝒎𝟑 Volumen de las partículas solidas 𝑉𝑠 = 𝑉𝑠 = 𝑤𝑠 𝛾𝑠 1751.01 𝑔𝑟 2,70 𝑔𝑟 /𝑐𝑚3 𝑽𝒔 = 𝟔𝟒𝟖. 𝟓𝟐 𝒄𝒎𝟑 UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ Creada mediante Ley Nº 2001 – 38, Publicada en el Registro Oficial 261 del 7 de Febrero Del 2001 Facultad de Ciencias Técnicas Carrera Ingeniería Civil Peso del agua 𝑊𝑤 = 𝑤ℎ − 𝑤𝑠 𝑊𝑤 = 2000 𝑔𝑟 − 1751.01 𝑔𝑟 𝑾𝒘 = 𝟐𝟒𝟖. 𝟗𝟗 𝒈𝒓 Volumen del agua 𝑉𝑤 = 𝑉𝑤 = 𝑊𝑤 𝛾𝑤 248.99 𝑔𝑟 1𝑔𝑟/𝑐𝑚3 𝑽𝒘 = 𝟐𝟒𝟖. 𝟗𝟗 𝒄𝒎𝟑 Volumen total 𝑉𝑡 = 𝑉𝑡 = 𝑤𝑠 𝛾𝑑 1751.01 𝑔𝑟 1,646𝑔𝑟/𝑐𝑚3 Vt= 1063.80 cm3 Peso del suelo seco 𝑊𝑠 = 𝑉𝑇 ∗ 𝛾𝑑 𝑊𝑠 = 1063.80 𝑐𝑚3 ∗ 1,646 𝑔𝑟/𝑐𝑚3 𝑾𝒔 = 𝟏𝟕𝟓𝟏. 𝟎𝟏 𝒈𝒓 Volumen de vacíos 𝑉𝑣 = 𝑉𝑡 − 𝑉𝑠 𝑉𝑣 = 1063.80 𝑐𝑚3 − 648.52 𝑐𝑚3 𝑽𝒗 = 𝟒𝟏𝟓. 𝟐𝟖 𝒄𝒎𝟑 Volumen del aire 𝑉𝑎 = 𝑉𝑣 − 𝑉𝑤 𝑉𝑎 = 415.28 𝑐𝑚3 − 248.99 𝑐𝑚3 𝑽𝒂 = 𝟏𝟔𝟔. 𝟐𝟗 𝒄𝒎𝟑 UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ Creada mediante Ley Nº 2001 – 38, Publicada en el Registro Oficial 261 del 7 de Febrero Del 2001 Facultad de Ciencias Técnicas Carrera Ingeniería Civil Relación de Vacíos 𝑒= 𝑉𝑉 𝑉𝑠 415.28 𝑐𝑚3 𝑒= 648.52 𝑐𝑚3 𝒆 = 𝟎, 𝟔𝟒 Porosidad 𝑛= 𝑛= 𝑉𝑉 ∗ 100 𝑉𝑇 415.28 𝑐𝑚3 ∗ 100 1063.80 𝑐𝑚3 𝒏 = 𝟑𝟗, 𝟎𝟑% Densidad humedad 𝛾ℎ = 𝛾ℎ = 𝑊ℎ 𝑉𝑡 2000 𝑔𝑟 1063,80 𝑐𝑚3 𝜸𝒉 = 𝟏, 𝟖𝟖 𝒈𝒓/𝒄𝒎𝟑 Densidad Saturada (Gs e) * w) 1 e 2.70 0,64 *1 1 0.64 2,04 gr 3 cm SAT ( SAT SAT Peso unitario sumergido ´ SAT w ´ 2,04 gr / cm 3 1gr / cm 3 ´ 1,04 gr cm 3
