Origen. Granulometría
September 16, 2022 | Author: Anonymous | Category: N/A
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UNIDAD # 1
Depósitos de suelo y análisis granulométrico granulométrico
Mecánica de Suelos
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1. 1 INTRODUCC INTRODUCCION ION En el sendo general de la ingeniería, in geniería, suelo se defne como el agregado no cementado de granos minerales y materia orgánica descompuesta (parculas sólidas) junto con el líquido y gas que ocupan los espacios vacíos entre las parculas par culas sólidas. El suelo se usa como material de construcción en diversos proyectos de ingeniería civil y sirve para soportar las cimentaciones estructurales. Por esto, los ingenieros civiles deben estudiar las propiedades del suelo, tales como origen, distribución granulométrica, capacidad para drenar agua, compresibilidad, resistencia cortante, cortante, capacidad de carga, y otras más. Mecánica de Suelos
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QUE ES LA MECANICA DE SUELOS de suelos es la rama La mecánica de lade ciencia trata el estudio susde propiedades sicas y el comportamiento de masas suelosque somedas a variosde pos uerzas. La ingeniería de suelos es la aplicación de los principios de la mecánica de suelos a problemas práccos. La ingeniería geotécnica es la ciencia y prácca de aquella parte de la ingeniería civil que involucra materiales naturales encontrados cerca de la superfcie de la Tierra. En sendo general, incluye la aplicación de los principios undamentales de la mecánica de suelos y de la mecánica de rocas a los problemas de diseño de cimentaciones. Mecánica de Suelos
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1.2 Depósitos de suelo natural El suelo es producido por intemperismo, es decir, decir, por la ractura y rompimiento de varios pos de rocas en piezas más pequeñas mediante med iante procesos mecánicos y químicos. SUELOS RESIDUALES
Algunos suelos permanecen donde se orman y cubren la superfcie rocosa de la que se derivan. (Meteorización, (Meteorización, SUELOS TRANSPORTADOS
En contraste, algunos productos intemperizados son transportados por medio de procesos sicos a otros lugares y depositado. Ésos se llaman suelos transportados. Según el agente de transporte, se subdividen en tres categorías principales: Mecánica de Suelos
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1.2 Depósitos de suelo natural
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En globo terrestre esta constuido: núcleo: ormado por el hierro y Niquel. Carece Ca rece de Rigidez, muchos invesgadores invesg adores lo catalogan como un uido, cuyo radio uctúa ente 1300 a 3400 Km, por lo que se den de considerar solida y no uida.
Manto::Ubicado Manto El mantoentre es lalacapa de roca sólidayyelcaliente gruesa de la Tierra. corteza terrestre núcleo,más constuye la mayor parte del planeta, representando dos tercios de su masa y el 84% de su volumen. El manto terrestre ene aproximadamente 2.900 kilómetros (1.802 millas) de espesor Corteza terrestre: envuelve al magna, ormada por silicatos, cuyo espesor de 30 a 40 Km, La corteza terrestre es la capa más superfcial del planeta.Es la capa sobre la cual habitamos los seres vivos vivos,, incluso aquellos que se adentran en las más proundas capas del suelo. suelo. Mecánica de Suelos
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El suelo.- es la capa superfcial
de la corteza terrestre terrestre en la que viven numerosos organismos y crece la vegetación. Es una estructura de vital importancia para el desarrollo de la vida. El suelo sirve de soporte a las plantas y le proporciona los elementos nutrivos necesarios para su desarrollo. GENERADORES DEL SUELO: Desintegración Desintegración mecánica: (Interperismo)
Descomposición Química: (Meteorización) (Meteorización) SUELO : Residuales Transportados Mecánica de Suelos
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1. Aluviales o fuviales: depositados por agua en movimiento.
2. Glaciales: depositados por acción glaciar. 3. Eólicos: depositados por acción del viento.
En adición a los suelos transportados y residuales, las turbas se derivan de la descomposición de materiales orgánicos encontrados encontrados en áreas de poca altura donde el nivel reáco está cerca o arriba de la superfcie supe rfcie del terreno. Cuando un porcentaje relavamente grande de turba se mezcla con suelo inorgánico, inorgánic o, se le denomina suelo orgánico. Estos suelos orgánicos enen la caracterísc caracterísca a de un contenido natural de agua de entre 200% y 300%, y son altamente compresibles.
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1.3 Tamaño de las parculas de suelo Independientemente del origen del suelo, los tamaños de las parculas, en general, que conorman un suelo, varían en un amplio rango. Los suelos en general son llamados grava, arena, limo o arcilla, dependiendo del tamaño predominante de las parculas. Para describir los suelos por el tamaño de sus parculas, varias organizaciones desarrollaron límites de tamaño de suelo separado. Las gravas son ragmentos de rocas ocasionalmente con parculas de cuarzo, eldespato y otros minerales. Las parculas de arena están ormadas principalmente principalmente de cuarzo y eldespatos, aunque también están presentes, a veces, otros granos minerales. Los limos son racciones microscópicas microscópicas de suelo que consisten en granos muy fnos de cuarzo y algunas parculas en orma de escamas (hojuelas) que son ragmentos de minerales micáceos.
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1.4 Minerales arcillosos Los minerales arcillosos son complejos silicatos de aluminio compuestos de una o dos unidades básicas: 1) tetraedro de sílice y 2) octaedro de alúmina. Cada tetraedro consiste en cuatro átomos de oxígeno que rodean a un átomo de silicio (fgura 1.1a). La combinación de unidades de tetraedros de sílice da una lámina de sílice (fgura 1.1b). Tres átomos de oxígeno en la base bas e de cada tetraedro son compardos porátomo tetraedros vecinos. Las unidades octaédricas consisten en seis hidroxilos que rodean un de aluminio (fgura 1.1c), y la combinación de las unidades octaédricas de hidroxilos de aluminio dan una lámina octaédrica (también llamada lámina de gibbsita; fgura 1.1d). En ocasiones el Mecánica de Suelos magnesio reemplaza los átomos dede aluminio lámina octaédrica se llama lámina brucita.en las unidades octaédricas; en tal caso, la
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1.4 Minerales arcillosos Los minerales arcillosos son complejos silicatos de aluminio compuestos de una o dos unidades básicas: 1) Tet etra raed edro ro de sí síli lice ce
Cada tetraedro en cuatro átomos de de tetraedros oxígeno que a un de silicio (fgura 1.1a). Laconsiste combinación de unidades derodean sílice da unaátomo lámina de sílice (fgura 1.1b). Tres Tres átomos de oxígeno en la base de cada tetraedro son compardos por tetraedros vecinos. Mecánica de Suelos
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1.4 Minerales arcillosos 2) Octaedro de alúmina.
Las unidades octaédricas consisten en seis hidroxilos que rodean un átomo de aluminio (fgura 1.1c), y la combinación de las unidades octaédricas de hidroxilos de aluminio dan lámina octaédrica lámina de gibbsita; una 1.1d). En magnesio reemplaza los(también átomos llamada de aluminio en las unidades fgura octaédricas; en ocasiones tal caso, lael lámina octaédrica se llama lámina de brucita.
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La caolinita consiste en capas repedas de láminas elementales de sílice-gibbsita. La ilita consiste en una lámina de gibbsita enlazada a dos láminas de sílice, una arriba y otra abajo, y es denominada a veces mica arcillosa. La monmorilonita ene una estructura similar a la ilita, es decir, decir, una lámina de gibbsita intercalada entre dos láminas de sílice. En la monmorilonita hay sustución isomora de magnesio y hierro por aluminio en las láminas octaédricas. TIPO DE ARCILLA
ESPESOR
DIMENSION LATERAL
ESPESOR DE PLACA
COLINITA
7,2Å
1000 - 20000Å
100 - 1000Å
ILITA
10Å
1000 - 5000Å
50 - 500Å
MONMORILONITA
9,6Å
1000 - 5000Å
10 - 50Å
AREA SUPERFICIAL
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1.5 Densidad de sólidos (Gs) La densidad de los sólidos de suelos se usa en varios cálculos de la mecánica de suelos. La densidad de sólidos se determina exactamente en el laboratorio. laboratorio. La tabla 1.2 muestra la densidad de sólidos de algunos minerales comunes encontrados en suelos. La mayoría de los minerales enen una densidad densida d de sólidos que caen de dentro ntro de un rango general de 2.6 a 2.9. Lasedensidad de sólidos de arenaigual ligeramente coloreada, ormada yprincipalmente cuarzo, esma aproximadamente a 2.65; para suelos arcillosos limosos, varía de entre 2.6 y 2.9. Mecánica de Suelos
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1.6 Análisis mecánico del suelo El análisis mecánico es la determinación del rango del tamaño de parculas presentes en un suelo, expresado como un porcentaje del peso (o masa) seco total. Se usan generalmente dos métodos para encontrar encontrar la distribución del tamaño de las parculas del suelo: 1) Análisis con cribado, para tamaños de parculas mayores de 0.075 mm de diámetro, d iámetro, y 2) Análisis 2) Análisis hidrométric hidrométrico o , para tamaños de parculas menores de 0.075 mm de diámetro.
Se describen a connuación los principios básicos de los análisis por cribado e hidrométrico. Mecánica de Suelos
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Análisis por por cribado
El análisis por cribado consiste en sacudir la muestra de suelo a través de un conjunto de mallas que enen aberturas progresivamentee más pequeñas. Los progresivament números de las mallas estándar con sus tamaños de aberturas (usadas en Estados Unidos) se dan en la tabla 1.3. Mecánica de Suelos
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Primero el suelo se seca en horno, y luego todos los grumos se disgregan en parculas pequeñas antes de serunpasados pordelaséstas mallas. La fgura 1.4 muestra conjunto en un vibrador de mallas usado para llevar a cabo la prueba en el laboratorio. Después el periodo de vibración concluye,de seque determina la masa del suelo s uelo retenidos en cada malla. Mecánica de Suelos
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Los resultados del análisis por cribado se expresan generalmente como porcentaje porcentaje del peso total de suelo que ha pasado por las dierent d ierentes es mallas. La tabla 1.4 muestra un ejemplo de los cálculos eectuados en un análisis por cribado.
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Análisis hidrométric hidrométrico o
El hidrométrico se basade ensuelo el principio deanálisis la sedimentación de granos en agua. Cuando un espécimen de suelo se dispersa en agua, las parculas se asientan a dierentes dierent es velocidades, dependiendo de sus ormas, tamaños y pesos. Por simplicidad, se supone que todas las parculas de suelo son eseras y que la velocidad de las parculas se expresa por la ley de Stokes, según la cual Mecánica de Suelos
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Curva de distribución granulométric granulométrica a Los resultados del análisis mecánico (análisis por cribado e hidrométrico) se presentan generalmente en gráfcas semilogarítmicas como curvas de distribución granulométrica (o de tamaño de grano). Los diámetros de las parculas se grafcan en escala logarítmica y el porcentaje correspondiente de fnos en escala aritméca. Mecánica de Suelos
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Cuando los resultados del análisis por cribado y del análisis hidrométr hidrométrico ico se combinan, generalmente generalmente ocurre una disconnuidad en el rango en que éstos se traslapan. La razón para la disconnuidad es que las parculas de suelo son generalm generalmente ente irregular irregulares es en su orma. El análisis por cribado da la dimensión intermedia de una parcula; el análisis hidrométrico da el diámetro de una esera que se asentaría a la misma razón que la parcula de suelo. Los porcentajes de grava, arena, limo y parculas tamaño arcilla presentes en un suelo se obenen de la curva de distribución granulométrica. granulométrica. De acuerdo con el Sistema Unifcado Clasifcación de Suelos, el suelo A en la fgura 1.6 ene los siguientes porcentajes: Grava (límite de tamaño: mayores que 4.75 mm) = 0% Arena (límites de tamaño: 4.75 a 0.075 mm) = porcent porcentaje aje de más fnos que 4.75 mm de diámetro -
porcentaje de más fnos que 0.075 mm de diámetro = 100 - 62 = 38% menores que 0.075 mm) = 38% Limo y arcilla (límites de tamaño: menores Mecánica de Suelos
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1.7 Tamaño efecvo, coeciente de uniformidad y coeciente de curvatura Las curvas granulométricas se usan para comparar dierentes suelos. Además, tres parámetros básicos del suelo se determinan con esas curvas que se usan para clasifcar los suelos granulares. Los tres parámetros del suelo son: 1. Diámetro eecvo. 2. Coefciente de uniormidad. 3. Coefciente de curvatura. Mecánica de Suelos
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La curva de distribución granulométrica muestra muestra no sólo el rango de los tamaños de parculas presentes en un suelo, sino también la distribución de varios tamaños de parculas. Esas curvas se muestran en la fgura 1.7. La curva I representa un po de suelo en el que la
mayoría de los granos son del mismo tamaño, y se le llama suelo mal graduado. La curva II representa un suelo en el que los tamaños de las parculas están distribuidos sobre un amplio rango y se le llama bien graduado. Un suelo bien graduado ene un coefciente de uniormidad mayor de aproximadamente 4 para gravas y 6 para arenas, y un coefciente de curvatura entre 1 y 3 (para gravas y arenas). Un suelo puede tener una combinación de dos o más racciones uniormemen uniormemente te graduada graduadas. s. La curva III representa tal suelo y se le llama de granulometría disconnua.
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