UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE CIENCIAS FISICAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA DE FLUIDOS LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS IDENTIFICACION VISUAL MANUAL DE SUELOS TERRY LUIS CACEDA HURTADO 17130054 ALEX GONZALO LAZO CONDORI 17130168 JULIO CESAR GARCIA BURGA 17130114 FRANCO REYNALDE RIOS 17130137 MANUEL VICENTE HERQUINIO ARIAS 2023 INTRODUCCIÓN La identificación y descripción visual de suelos es una práctica habitual y económica en un proyecto de ingeniería civil. Una correcta descripción del suelo que se encuentra en el lugar sobre el cual se desarrollará una obra de ingeniería civil, permite al ingeniero geotécnico determinar los ensayos a realizar para caracterizarlo, y extrapolar los resultados de estos para el fin correspondiente. Este informe describe un procedimiento para la identificación visual y descripción de suelos con propósitos ingenieriles, a través del desarrollo de pruebas manuales simples sobre el material. OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Interiorizar los parámetros de la mecánica de suelos aplicados a la Ingeniería mecánica de fluidos OBJETIVOS ESPECIFICOS Describir y comparar mediante la observación y experimentación la muestra de suelo Categorizar la muestra mediante los criterios de clasificación (composición, textura, etc.) MARCO TEORICO El suelo es un medio poroso, biológicamente activo, estructurado y está desarrollado en la superficie de la tierra, los suelos se forman por el intemperismo químico o mecánico de las rocas. Con base en el tamaño de las partículas de suelo, éste puede clasificarse como grava, arena, limo o arcilla. Dentro de esta experiencia sobre la descripción e identificación de suelos, haremos una serie de pruebas basándonos en un sistema de clasificación convencional, donde esta se realiza haciendo pequeñas pruebas tanto visuales como manuales, con la finalidad de poder clasificar de manera correcta el suelo. Para estas pruebas nos basamos en la norma ASTM D2488-00, que es la norma asignada para la identificación de suelos, dentro de esta norma encontraremos una serie de puntos donde nos van guiando a la forma correcta para poder identificar el tipo de suelo, desde terminología de cómo debemos hacer para clasificar un suelo hasta as pruebas que se le deben realizar a cada uno de ellos Componentes del suelo Entre los principales componentes del suelo están: Agua. Es el componente básico del suelo que permite albergar la vida vegetal. Mientras más húmedos son los suelos, mayores especies vegetales podrán desarrollarse en ellos. Aire. Es el componente que permite que las raíces de las plantas y los organismos que habitan en el suelo puedan respirar. Material inorgánico. Está constituido fundamentalmente por minerales, como silicatos, óxidos, micas, calizas o sales. Materia orgánica. Es el componente que proviene de la descomposición de los restos vegetales y animales. Estos restos, tras descomponerse, se transforman en nutrientes que contribuyen a la fertilidad del suelo. Pequeños organismos. Está constituido por organismos como bacterias, hongos, lombrices, insectos, virus, entre muchos otros. En la descripción del tamaño de grano podemos afirmar además el predominio de un tamaño sobre otro, por ejemplo, más fino que grueso o viceversa, o si es solo un tamaño en especial, esto también es algo que debemos precisar en la descripción. Forma: Es la descripción de la apariencia física de fragmento, puede ser alargada, esférica, triangular, tubular, etc. Angulosidad: se refiere a la presencia de aristas y al pulimiento que ellas presentan, un material puede ser angular, subangular, redondeado o subredondeado. Cuando dentro de la descripción microscópica que se realiza es posible evidenciar la presencia de un material producto de la desintegración de material vegetal, se habla de un suelo orgánico. Esta descripción se puede realizar con una simple inspección visual de la muestra, pero siempre es corroborada por pruebas de olor. Color: Es una prueba muy importante en los procesos de identificación de suelos porque facilitan o dan idea de la composición mineralógica y química que puede tener la muestra que se está estudiando, además permite inferir por similitud con rocas o macizos rocosos y sus propiedades al alterarse, la fuente del suelo. Olor: Los suelos que poseen una cantidad apreciable de material orgánico tienen un olor característico y se asemeja al de material vegetal en descomposición. El olor es notablemente apreciable en muestras frescas, sin embargo, en muestras sometidas a secado o rehidratación puede apreciarse nuevamente el olor. Normalmente la apreciación del olor se da como orgánico o inodoro. Condición de humedad: Aunque ésta es una de las pruebas que exige la medición de parámetros dentro de la muestra, se puede realizar una aproximación gracias a la percepción que se tenga de ella, se podrá decir que la muestra está en estado húmedo, seco o semi-seco. Estructura: se refiere a las características de disposición que una muestra de suelo puede exhibir en condiciones naturales, esta descripción es posible sobre todo en muestras inalteradas o cuando se puede hacer un reconocimiento in situ. Dentro de la descripción de la estructura tenemos: Estratificación: Se tiene cuando dentro del depósito se observa una disposición en forma de capas a lo largo del perfil. Cuando las capas de estratificación son muy finas, comúnmente se describe como laminado. Fisurado: cuando se pueden apreciar rupturas a lo largo de planos de fractura. Si esas fracturas evidencian zonas de debilidad o que ha presentado algún tipo de movimiento, se le conoce como planos de falla. Blocoso o lenticulado: cuando es posible distinguir dentro de la masa de suelo bloques de roca o formas especiales de disposición de los depósitos. En muchos casos no es posible distinguir una estructura especial dentro de la masa de suelo, en esos casos es común hablar de suelos no estratificados u homogéneos. Grado de compactación o densidad natural: se puede describir si el suelo esta denso o no, o hablar de la forma como está aglomerado, aunque ésta es una propiedad que exige realizar una prueba específica para determinarla, se puede hablar de si hay poca, alta o ninguna densidad. Consistencia: Es la facilidad con que una muestra de suelo se puede disgregar con ayuda de las manos, se puede realizar en estado seco o húmedo, en este caso podemos hablar de duro, fácilmente deleznable, blando, alta resistencia en seco, en húmedo, etc. Identificación de campo de suelos finos Las principales bases de criterio para identificar suelos finos en el campo son la investigación de las características de dilatancia, tenacidad y de resistencia en estado seco. El color y olor del suelo pueden ayudar a una identificación, especialmente en suelos orgánicos. Dilatancia Un suelo fino, no plástico, adquiere con el anterior tratamiento, una apariencia de hígado, mostrando agua libre en su superficie, mientras se le agita, en tanto que, al ser apretado entre los dedos, el agua superficial desaparece y la muestra se endurece, hasta que finalmente, empieza a desmoronarse como un material frágil al aumentarse la presión. El fenómeno de aparición de agua en la superficie de la muestra es debido a la compactación de los suelos limosos y en mayor grado, de los arenosos, los suelos arcillosos no sufren dichos efectos bajo cargas dinámicas, por ende, no producen reacciones (Badillo & Rodríguez, 1974). Tenacidad La prueba se realiza sobre un espécimen de consistencia suave, similar a la arcilla. Cuando se trabaje en lugares en que la humedad ambiente sea casi constante, el tiempo que transcurre hasta que se alcance el límite plástico, es una medida relativamente tosca del índice plástico del suelo. Resistencia en estado seco La resistencia de un suelo que es previamente secado, al romperse bajo presiones ejercidas por los dedos, es un índice del carácter de su fracción coloidal, la resistencia aumenta con la plasticidad. Al tener una elevada resistencia se trata de una arcilla CH, los limos poseen resistencia muy ligera al igual que las arenas finas limosas. Color El color suele ser un dato útil para diferenciar estratos y para identificar tipos de suelo, por ejemplo, el color negro y otros tonos oscuros sueles ser indicativos de material orgánico coloidal, mientras que los colores claros y brillantes son propios de suelos inorgánicos. Olor Por lo general, los suelos inorgánicos (OH y OL) tienen un olor distintivo, particularmente el olor de estos suelos es intenso si este húmedo y va disminuyendo con la presencia de aire. METODOLOGIA Material y equipo Muestra de suelo: Obtenida en la Universidad Mayor de San Marcos Agua: Placa de vidrio cuadrada y grande PROCEDIMIENTO Registre la información descriptiva de cada una de las muestras a identificar, mediante las características siguientes: a. Angulosidad: Describa la angulosidad del grano de arena (sólo tamaño grueso), gravas, guijarros y boleos (cantos rodados), de acuerdo con los criterios de la Tabla 8.2. Con respecto a la angulosidad típica de los granos de mayor volumen de suelo escogido, la mayoría de los granos presentan características angulares. b. Color: La muestra de tierra presenta por lo menos 3 tipos de colores, denotando que presenta diferentes tipos de capas c. Olor: Comparamos el olor de nuestra muestra con un suelo lleno de piedras , observando que el olor de las piedras presenta un olor de alta humedad , mientras que nuestra muestra presenta un olor muy seco y arcilloso d. Condición de humedad: Según el criterio de condición de humedad , la muestra es de condición seca ya que a simple vista se aprecia la ausencia de humedad, además de un aspecto polvoroso y seca al tacto. e. Consistencia: Descripción Muy suave Suave Firme Dura Muy dura Criterio El pulgar penetrara el suelo mas de 25 mm (1”) El pulgar penetrara el suelo aproximadamente 25 mm (1”) El pulgar penetrara el suelo cerca de 6 mm (1/4”) El pulgar no penetrara el suelo, pero si la uña La uña del pulgar no penetrara el suelo Como vemos en la imagen el dedo pulgar está penetrando el suelo aproximadamente 25 mm en este caso estamos en una descripción de consistencia de tipo SUAVE f. Cementacion: En este caso determinaremos la cementación del suelo para ello hacemos presión con los dedos al suelo el cual se fragmenta con mucha facilidad usando poca presión eso quiere decir que la cementación será DEBIL Descripción Débil Baja Media Criterio Se desmenuza o se fragmenta al ser manipulada o con poca presión de los dedos Se desmenuza o se fragmenta con una presión considerable de los dedos No se desmenuza ni se fragmenta con la presión de los dedos g. Estructuración: como vemos en la imagen hay pequeñas bolsas de diferentes suelos en este caso correspondería a una estructura LENTICULAR Descripción Estratificada Laminar Fisurada Espejo de falla En forma de bloque Lenticular Homogénea Criterio Capas alternadas de material o color variable, de al menos 6mm de espesor; registre el espesor Capas alternadas de material o color variable, menores de 6 mm de espesor, registre el espesor Roturas a lo largo de planos definidos con poca resistencia a la fractura Los planos de fractura aparecen pulidos o con brillo, algunas veces estriados Suelos cohesivos que pueden quebrarse en terrones angulares más pequeños, los cuales resisten una futura fracturación Inclusión de pequeñas bolsas de diferentes suelos, tales como pequeños, los cuales resisten una futura fracturación Mismo color y apariencia en todo el suelo IDENTIFICACIÓN DE SUELOS DE GRANO FINO Resistencia en seco RESISTENCIA MEDIA: Tomamos una pequeña muestra de un espécimen seco del suelo y observamos que se rompe en pequeños pedazos con considerable presión de los dedos. Descripción Ninguna Baja Media Alta Criterio El espécimen seco se desmenuza con poca presión. El espécimen seco se desmenuza en polvo con alguna presión de los dedos. El espécimen seco se rompe en pedazos con considerable presión. El espécimen seco no se puede quebrar con presión de los dedos, solo entre los dedos y una superficie dura. Muy alta No se puede quebrar entre los dedos y una superficie dura. Dilatancia DILATANCIA LENTA: El agua aparece lentamente en la superficie del espécimen cuando se está sacudiendo y no desaparece o desaparece lentamente cuando se aprieta o se exprime. Descripción Ninguna Lenta Rápida Criterio No hay cambios visibles en el espécimen. El agua aparece lentamente en la superficie del espécimen cuando se está sacudiendo. El agua aparece rápidamente en la superficie del espécimen cuando es sacudido y desaparece rápidamente al ser exprimido. Tenacidad TENACIDAD BAJA: Formamos con el espécimen del ensayo anterior un hilo aproximadamente de 3 mm, observamos que solo se necesita poca presión para rodar el hilo cerca del límite plástico. El hilo y el terrón son débiles y suaves. Solo unos dos segundos se mantiene rígido y se rompe el hilo formado. Descripción Baja Media Alta Criterio Solo se necesita poca presión para rodar el hilo cerca del límite plástico. Es necesaria una presión media para rodar el hilo cerca del límite plástico. El hilo y el terrón son medio rígidos. Se necesita una presión considerable para rodar el hilo cerca del límite plástico. El hilo y el terrón son muy rígidos. Plasticidad PLASTICIDAD MEDIA: El hilo es fácil de rolar y se llega rápidamente al límite plástico. El hilo puede ser rolado después de alcanzar el límite plástico. El terrón se desmenuza si se seca más allá del límite plástico. Descripción No plástica Baja Media Alta Criterio Un hilo de 3mm no puede ser rodado con ningún contenido de agua. El hilo apenas puede ser rolado y el terrón no se puede formar cuando está más seco que el limite plástico. El hilo es fácil de rolar. Puede ser rolado después de alcanzar el límite plástico. Toma considerable tiempo y amasamiento para alcanzar el límite plástico. Varias veces se puede rolar después de alcanzar el límite plástico. IDENTIFICACIÓN DE SUELOS DE GRANO FINO INORGÁNICOS Vamos a identificar el suelo de grano fino inorgánicos según la siguiente tabla: De las características observadas: Resistencia en seco: Media Dilatancia: Lenta Tenacidad: Baja Plasticidad: Media Se observa que el símbolo del suelo según la tabla 8.14 es MH (Limo elástico) Tipificaremos adicionalmente el suelo según los siguientes criterios: Si el suelo posee de 15% a 25% de arena, grava o ambos, se agregue al nombre de grupo: "con arena" o "con grava" según lo que contenga más. Si el suelo tiene 30% o más de arena, grava o ambos, al nombre de grupo se agregue: “arenosa” o “gravosa", según corresponda. Ahora nombraremos la muestra de suelo de la siguiente forma: Nombre de grupo del suelo, frase complementaria, color del suelo húmedo, grado de la plasticidad, porcentaje aproximados de arena y grava, tamaño máximo de las partículas gruesas y la información descriptiva. Limo elástico MH. Arenoso, marrón, plasticidad media, 60% de arena y 40% de grava. IDENTIFICACIÓN DE SUELOS DE GRANO FINO ORGÁNICOS Vamos a identificar el suelo como orgánico (OL/OH), según sea el caso. Los suelos orgánicos poseen un color de castaño oscuro a negro y pueden poseer un olor orgánico. Nuestra muestra carecía de color oscuro y no poseía olor orgánico sino uno seco, por sus características se cataloga como un suelo inorgánico al no presentar las características de un suelo orgánico. IDENTIFICACIÓN DE SUELOS DE GRANO GRUESO Determinaremos el nombre y símbolo de grupo del suelo, según: Según la observación de nuestro suelo el % de grava estimado es igual o menor que el % de la arena, aproximadamente 60% de arena y 40% de grava, por lo que se identifica como Arena(S).
