04 Caracteristicas de Los Suelos Gruesos

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL

Curso

SUELOS I TEMA: COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS GRANULARES

ING. LUIS A. CHAVEZ RONCAL

COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS GRANULARES Los suelos granulares se definen como aquellos en los cuales las fuerzas intergranulares o atractivas tienen un efecto despreciable en el comportamiento mecánico observado. Se consideran como suelos no cohesivos o granulares, según el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS) y la norma ASTM D2487-2000, los siguientes: • Gravas: todos los materiales clasificados como GW, GP, GM, GC, GC-GM, GW-GM, GWGC, GP-GM, GP-GC. • Arenas: todos los materiales clasificados como SW, SP, SM, SC, SC-SM, SW-SM, SW-SC, SP-SM, SP-SC, en los cuales 30% o menos del peso pase por tamiz No. 200 (suelos finos menores o iguales al 30%) y que tengan límite líquido LL ≤ 30% e índice plástico IP ≤ 15

COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS GRANULARES FORMA Y TAMAÑO DE LAS PARTICULAS

La forma de las partículas minerales de un suelo es de importancia en el comportamiento mecánico de este.

En los suelos granulares la forma característica es la equidimensional, en la cual las tres dimensiones de la partícula son de magnitud comparable. Según la intensidad y lapso con que estos agentes mecánicos hayan actuado, se producen variedades en la forma equidimensional, de las cuales pueden considerarse la redondeada, la subredondeada, la subangulosa y la angulosa, en escala decreciente de los efectos del ataque de los desintegradores.

COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS GRANULARES DENSIDAD RELATIVA O PESO ESPECIFICO RELATIVO

El peso especifico relativo de la mayoría de las partículas minerales constituyentes de un suelo ( ) varia entre limites estrechos (2.60 a 2.90). En un suelo real los minerales de las fracciones muy fina y coloidal tengan su peso especifico relativo mayor que los minerales de la fracción mas gruesa. En la mayoría de los casos prácticos basta determinar el valor promedio del peso especifico relativo de la materia solida.

COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS GRANULARES DENSIDAD RELATIVA O PESO ESPECIFICO RELATIVO

COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS GRANULARES DENSIDAD RELATIVA O PESO ESPECIFICO RELATIVO

COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS GRANULARES

ESTRUCTURA DE LAS PARTICULAS El conjunto de la disposición de las partículas minerales se llama suelo, un suelo es un agregado donde sus partículas se disponen de manera organizada. Para los suelos granulares las fuerzas que intervienen para formar la estructura son conocidas y sus efectos son relativamente simples.

COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS GRANULARES

ESTRUCTURA DE LAS PARTICULAS a.- Estructura simple: Es aquella producida cuando las fuerzas debidas al campo gravitacional terrestre son claramente predominantes en la disposición de las partículas. Las partículas se disponen apoyándose directamente unas en otras y cada partícula posee varios puntos de apoyo.

El comportamiento mecánico e hidráulico de un suelo de estructura simple, queda definido principalmente por dos características: La compacidad del manto y la orientación de sus partículas.

COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS

ESTRUCTURA DE LAS PARTICULAS a.- Estructura simple: El termino compacidad se refiere al grado de acomodo alcanzado por las partículas de suelo, dejando mas o menos vacios entre ellas.

Los valores de n y e correspondientes a ambos casos pueden calcularse y son: Estado mas compacto: n= 26%; e= 0.35 Estado mas suelto: n= 47.6%; e= 0.91

COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS GRANULARES

ESTRUCTURA DE LAS PARTICULAS a.- Estructura simple: Para medir la compacidad de un manto de estructura simple, Terzaghi introdujo una relación empírica, denominada compacidad relativa: Cr(%) =

emax. – enat. emax. – emin. emax. = Relación de vacios correspondiente al estado mas suelto del suelo emin. =Relación de vacios correspondiente al estado mas compacto del suelo enat = Relación de vacios de la muestra en estado natural

COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS GRANULARES

ESTRUCTURA DE LAS PARTICULAS b.- Estructura panaloide: Esta estructura se considera típica en granos de tamaño pequeño ( 0.002 mm de diámetro o menores) que se depositan en un medio continuo, normalmente agua y en ocasiones aire. En estas partículas la gravitación ejerce un efecto que hace que tiendan a sedimentarse, pero dada su pequeña masa, otras fuerzas naturales.

COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS GRANULARES

ESTRUCTURA DE LAS PARTICULAS c.- Estructura floculenta: Cuando en el proceso de sedimentación, dos partículas de diámetros menores a 0.0 2 mm llegan a tocarse, se adhieren con fuerza y se sedimentan juntas; así otras partículas pueden unirse al grupo, formando un grumo, con estructura similar a un panal. Cuando estos grumos llegan al fondo forman a su vez panales , el mecanismo anterior produce una estructura muy blanda y suelta, con gran volumen de vacios llamada floculenta

COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS

ESTRUCTURA DE LAS PARTICULAS d.- Estructura compuesta: Todas la estructuras anteriores rara vez se presentan puras en la naturaleza, pues la sedimentación comprende partículas de todos los tamaños y tipos.

COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS GRANULARES

DISTRIBUCIÓN DE TAMAÑOS DE PARTICULAS Desde que se iniciaron las investigaciones de las propiedades de los suelos se pensaba que las propiedades dependía de la distribución de las partículas, razón por la cual los ingenieros de la época buscaban métodos adecuados para conocer la distribución de los tamaños de los suelos. Recientemente es que se puede deducir las propiedades mecánicas de los suelos a partir de la distribución granulométrica. Ahora según el tamaño de las partículas pueden ser llamados: Gravas, arenas, limo o arcillas; dependiendo del tamaño predominante de las partículas.

COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS GRANULARES

DISTRIBUCIÓN DE TAMAÑOS DE PARTICULAS Gravas: Son fragmentos de rocas ocasionalmente con partículas de cuarzo feldespato y otros minerales. Arenas: Están formadas principalmente de cuarzos y feldespatos , aunque también están presentes, a veces, otros granos minerales.

Limos: Son fracciones microscópicas de suelo que consisten en granos muy finos de cuarzo y algunas partículas en forma de escama (hojuelas) que son fragmentos de minerales micáceos. Arcillas: Son partículas principalmente submicroscopicas en forma de escama de micas, minerales arcillosos y otros minerales.

COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS GRANULARES

DISTRIBUCIÓN DE TAMAÑOS DE PARTICULAS

COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS GRANULARES

APLICACIONES DEL ANALISIS GRANULOMETRICO El análisis granulométrico revela las propiedades físicas del material.

COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS GRANULARES

APLICACIONES DEL ANALISIS GRANULOMETRICO El análisis granulométrico revela las propiedades físicas del material.

COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS GRANULARES

APLICACIONES DEL ANALISIS GRANULOMETRICO Las curvas granulométricas se usan para comparar diferentes tipos de suelo, además 3 parámetros básicos de suelo se determinan con esas curvas que se usan para clasificar los suelos granulares: 1.-Diametro efectivo. 2.- Coeficiente de Uniformidad 3.- Coeficiente de curvatura.

COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS GRANULARES

APLICACIONES DEL ANALISIS GRANULOMETRICO 1.-Diametro efectivo: D10 Es el diámetro en la curva de distribución del tamaño de las partículas correspondientes al 10% de finos. 2.- El coeficiente de uniformidad esta dado por:

Cu: Coeficiente de uniformidad. D10 : Diámetro correspondiente al 60% de finos en la curva de distribución granulométrica

COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS GRANULARES

APLICACIONES DEL ANALISIS GRANULOMETRICO 3.- El coeficiente de curvatura esta dado por:

Cz: Coeficiente de curvatura. D30 : Diámetro correspondiente al 30% de finos en la curva de distribución granulométrica

COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS GRANULARES SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS BASADOS EN CRITERIOS DE GRANULOMETRIA

Los limites de tamaño de las partículas que constituyen un suelo, ofrecen un criterio obvio para una clasificación descriptivas del mismo. Este criterio es usado en la Mecánica de Suelos desde tiempos antiguos. Originalmente el suelo se dividía en 3 o 4 fracciones debido a lo difícil de los procedimientos disponibles para la separación por tamaños.

Posteriormente con la técnica del cribado fue posible realizar el trazo de curvas granulométricas, contando con agrupaciones de partículas del suelo en mayor numero de tamaños diferentes.

COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS GRANULARES SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS BASADOS EN CRITERIOS DE GRANULOMETRIA

Algunas clasificaciones granulométricas de los suelos según sus tamaños, son las siguientes: a) Clasificación Internacional: Basada en otra desarrollada en Suecia.

COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS GRANULARES SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS BASADOS EN CRITERIOS DE GRANULOMETRIA

b) Clasificación MIT: Propuesta por G. Gilboy y adoptada por el Massachusetts Institute Technology

COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS GRANULARES SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS BASADOS EN CRITERIOS DE GRANULOMETRIA

c) La siguiente clasificación, utilizada a partir de 1936 en Alemania, esta basada en una proposición original en Kopecky.