Reporte 1 Mecanica de Suelos

Universidad De San Carlos De Guatemala Facultad De Ingeniería Escuela De Ingeniería Civil LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS Ing. Omar Enrique Medrano Méndez Aux. Julia Rosaura Gómez Segundo Semestre 2014

PRACTICA No._1_ TEMA: INSPECCIÓN VISUAL

NOMBRES COMPLETOS

JUEVES

CARNEÉ

SECCION

HORA DE 14:00 a 16:00

Guatemala, 07 de Agosto de 2014.

Hoja de Ponderación Laboratorio de MECÁNICA DE SUELOS Practica No.____1____

Contenido

Ponderación

Introducción

10

Objetivos

10

Marco Teórico

20

Marco Practico

30

Conclusiones

10

Bibliografía

10

Anexos

10

TOTAL:

100

INTRODUCCIÓN

Se denomina suelo a la parte superficial de la corteza terrestre, biológicamente activa, que proviene de la desintegración o alteración física y química de las rocas y de los residuos de las actividades de seres vivos que se asientan sobre ella. Los suelos son sistemas complejos donde ocurren una vasta gama de procesos físicos y biológicos que se ven reflejados en la gran variedad de suelos existentes en la tierra.

La identificación de los suelos es de importancia fundamental en la ingeniería, porque para determinar sobre qué tipo de suelo se va a trabajar es necesario conocer las propiedades físicas y mecánicas del tipo de material que componen el suelo, y así conocer qué porcentaje de partículas ya sean finas o gruesas predominan en el suelo, y saber si es arcilloso, arenoso, limoso o de combinaciones.

El suelo es un agregado de partículas de diferentes tamaños. El muestreo en suelos consiste en la obtención de una porción del mismo, implica la aplicación de los diferentes métodos usados para investigar las características de un sitio mediante la extracción de muestras alteradas e inalteradas. Las muestras sirven posteriormente para realizar las pruebas necesarias de laboratorio con el fin de definir las propiedades físicas y mecánicas del suelo. Si bien la investigación de las características de los suelos se realiza mediante pruebas de laboratorio, la identificación de suelos en el campo permite conocer en forma cualitativa las propiedades mecánicas e hidráulicas de un suelo.

La práctica que a continuación se realiza se enfoca específicamente en la identificación preliminar de suelos, tomados de distintas muestras, para la identificación de los mismos se siguen criterios basados en: forma, color, olor, dureza, condiciones de humedad, textura, tenacidad entre otros aspectos.

OBJETIVOS General 1. Aprender a interpretar las propiedades de los suelos por medio de la inspección visual, el tacto y conceptos, para así poder identificar distintos tipos de suelos cuando nos encontremos en campo, en la inspección del terreno a trabajar.

Específicos 1. Introducción a los conceptos fundamentales del análisis de los suelos 2. El desarrollo de habilidades para poder realizar un muestreo adecuado de los suelos, así como la identificación en el campo de los suelos, considerándose su textura, plasticidad, color, etc.

MARCO TEÓRICO TOMA DE MUESTRA EN CAMPO DE SUELOS Una muestra de suelo es usualmente empleada para evaluar sus características. La muestra consiste en una mezcla de porciones de suelo tomadas al azar de un terreno homogéneo. El objetivo del muestreo define la metodología a emplear.



Muestra compuesta de suelo

Mezcla de varias sub-muestras obtenidas a partir de la toma en distintos sitios representativos de un lote con el fin de asegurar una información precisa de nivel de fertilidad.



Época apropiada de muestreo

Tiempo oportuno en el cual se debe realizar el muestreo, generalmente para cultivos por establecer, se recomienda realizar el muestreo dos a tres meses antes de siembra (por si existe la necesidad de encalar) bajo condiciones de suelo friable (húmedo pero no saturado de agua, similar a la humedad requerida para arar). En cultivos perennes establecidos se recomienda muestrear el terreno dos a tres meses antes de la cosecha principal. En general se recomienda realizar muestreo de suelo con frecuencia de dos años.



Área homogénea de terreno

Es el área que presenta características similares en toda su extensión, en cuanto a color, textura, relieve, manejo del terreno, entre otros; que permite obtener resultados de análisis químicos y físicos de laboratorio.



Técnica de muestreo o Delimitación de las áreas de muestreo Cada muestra de suelo debe representar un área de campo lo más uniforme posible, en cuanto a nivel de fertilidad y potencialidad de producción. Por lo tanto, es necesario obtener muestras separadas de áreas que difieren en cuanto a: 

Posición topográfica   

  

Zonas altas Laderas Zonas bajas

Tipo de suelo Grado de erosión Manejo anterior: incluyendo antigüedad de la chacra, cultivos anteriores o cualquier otro factor que pueda modificar la disponibilidad de nutrientes. TIPOS DE SUELOS

El suelo es la capa fina que cubre la mayor parte de la superficie terrestre y que comprende partículas minerales formadas por la desintegración de rocas, materia orgánica y organismos vivos.



Perfil del suelo

Conjunto de capas súper puestas, con características diferentes, que van desde la superficie hasta la roca madre. Cada una de las capas la denominaremos horizonte y les asignaremos letras para identificarlos. Los horizontes que forman el suelo son:

o Horizonte A Es la capa del suelo donde se acumula la materia orgánica, también es llamada capa vegetal, tierra arable o suelo agrícola. Es formado por restos de animales, vegetales, limo y arenas. Su coloración es oscura y puede tener hasta un metro de espesor.

o Horizonte B Se encuentra debajo del horizonte A. es llamado también subsuelo, está formado por rocas fragmentadas, partículas minerales y piedras. En él hay muy pocos organismos, es de color más claro (pardo rojizo o amarillento). o Horizonte C Es el horizonte más profundo se compone de fragmentos rocosos y constituye el tránsito a la roca madre. Está formado por cantos sueltos en una matriz de arcilla y arena y se presenta más desarrollado en los climas cálidos y húmedos. Su espesor varía entre algunos metros y puede llegar a más de treinta metros. o Horizonte D Es la roca alterada o roca madre. 

Tipos de Suelo

De acuerdo con la composición y utilidad agrícola se pode distinguir los siguientes tipos de suelo: o Suelos Transportados Estos suelos han sufrido un proceso de formación tal como los suelos residuales y luego han sido trasladados y depositados en el lugar donde actualmente se encuentran. El traslado de sedimentos lo realizan los llamados agentes transportadores, tales como el agua, hielo, viento, gravedad y ciertos organismos. Dependiendo del tipo de agente las partículas son afectadas especialmente en cuanto a su tamaño y textura tal como se indica en Anexos Figura 7. o Suelos Residuales Se originan cuando los productos de la meteorización no son transportados como sedimentos, sino que se acumulan en el sitio en que se van formando. Si la velocidad de descomposición de la roca supera a la de arrastre de los productos de la descomposición se produce una acumulación de suelo residual. o Arenosos Contienen gran cantidad de arena, están formados por partículas muy finas. De color amarillento o rojizo, no retiene el agua y solo son aptos para cultivar papas, zanahorias y remolachas.

o Arcillosos Contienen grandes cantidades de arcillas, las partículas que los forman son muy pequeñas, compactas, de color pardorijizo. Retienen el agua con facilidad y al secarse se agrieta y endúrese. En ellos se puede cultivar arroz y lechuga. o Calcáreos Tienen más de 40% de sales de calcio. Son de color blanquecinos y cuando se seca se agrieta, con abundante riego y abono sirven para cultivar maíz, cebada y uvas. o Humiferos Contienen más de un 60% de humus, material que absorbe y retiene el agua, controlando su filtración y son aptos para diversos cultivos diversos cultivos. o Musgos o limosos Contienen agua, arena, limo y arcilla en partes más o menos iguales. Son semipermeables y son suelos óptimos para la agricultura.  Composición del suelo Los principales componentes son: o Materia orgánica Es el resultado de la descomposición de plantas y animales muertos, y de excrementos. Estos materiales a descomponerse forman las sustancias nutritivas para las plantas. o Humus Se forma cuando los restos de plantas se mezclan con los minerales, excrementos y cadáveres de animales originándose una masa pastosa. o Materia inorgánica Se origina por el proceso de meteorización que ocurre en la roca, originándose así algo de fosforo, azufre y nitrógeno, los cuales determinan que un suelo sea fértil para un tipo de cultivo.

o Agua La presencia de agua en el suelo es de vital importancia, ya que mantiene en solución los nutrientes que será aprovechado por la plantas. o Aire Ocupa los poros que el agua deja libre. Este aire contiene los mismos gases atmosféricos, pero es más rico en CO2. 

Importancia de los suelos

Los suelos nos proporcionan gran cantidad de alimentos, pues de ellos las plantas sacan sustancias nutritivas para el hombre y los animales. Favorecen la vegetación que regula el clima y la existencia de los ríos.



Meteorización y erosión de los suelos o Meteorización Es el proceso de desintegración física y química de las rocas, que permiten la formación de los suelos. Este proceso ocurre debido a la acción de agentes atmosféricos, como los vientos, las lluvias, las variaciones de presión y temperatura; biológica como la acción de algunas plantas y animales; y químicos, como reacciones químicas con el agua u otra sustancias. o Erosión Es el proceso de transporte y arrastre de los materiales que forman el suelo, de un lugar a otro, por acción a la gravedad, el agua, el viento, los animales y los seres humanos. Este proceso ocurre principalmente en suelos que no poseen cobertura vegetal, es decir, que no están cubiertos por plantas, es por esta y otras razones, la forestación es perjudicial.

ROCAS Son agregados naturales (sistemas homogéneos) que se presentan en nuestro planeta en masas de grandes dimensiones. Están formadas por uno o más minerales o mineraloides.



Tipos de Rocas

Los diferentes tipos de rocas se pueden dividir, según su origen, en tres grandes grupos: o Ígneas Formadas a partir del enfriamiento de rocas fundidas (magmas). Los magmas pueden enfriar de manera rápida en la superficie de la tierra mediante la actividad volcánica o cristalizar lentamente en el interior, originando grandes masas de rocas llamadas Plutonicas. Cuando cristalizan en grietas de la corteza forman las rocas ígneas Filonianas.

o Metamórficas Formadas a partir de otras rocas que, sin llegar a fundirse, han estado sometidas a grandes presiones y temperaturas y se han transformado.

o Sedimentarias Formadas en zonas superficiales de la corteza terrestre a partir de materiales que se depositan formando capas o estratos. Son detríticas si se originan a partir de trozos de otras rocas. Químicas y orgánicas si se forman a partir de precipitación de compuestos químicos o acumulación de restos de seres vivos. 

Rocas Plutónicas

Se forman cuando el magma solidifica en el interior de la Tierra. Como en el interior las temperaturas son elevadas, el enfriamiento de los magmas es muy lento. En estas condiciones los minerales disponen de mucho tiempo para crecer, por lo que estas rocas presentan cristales relativamente grandes. Como la presión del interior es también muy elevada, los minerales crecen estrechamente unidos formando rocas densas y sin huecos. o Granitos Son las rocas plutónicas más comunes. Están compuestos por una mezcla de los minerales cuarzo, feldespatos y micas.

o Gabro Es otra roca plutónica muy común, se reconoce por la ausencia de cuarzo y sus tonos oscuros. 

Rocas Volcánicas

Se originan cuando los magmas enfrían en la superficie terrestre, a temperaturas y presiones bajas. En estas condiciones el enfriamiento es muy rápido con lo que los cristales disponen de muy poco tiempo para formarse y crecer. El resultado son rocas constituidas por una masa de cristales de pequeño tamaño o bien materia amorfa sin cristalizar (vidrio). Al originarse en la superficie, donde la presión es baja, pueden adquirir un aspecto esponjoso. Independientemente de su composición, podemos agrupar los materiales volcánicos en: o Volátiles (gases) 

Piroclastos Fragmentos rocosos; Se trata del material fundido que es lanzado al aire durante la actividad volcánica y que enfría al caer en forma de lluvia.



Cenizas volcánicas Los trozos de pequeño tamaño.



Escoria Los trozos de mayor tamaño, son parecidos a las de los hornos de carbón. Cuando adquieren aspecto redondeado se llaman bombas volcánicas.



Coladas Materiales más o menos continuos formados tras el enfriamiento de la lava que fluye desde la boca de erupción. En ocasiones la lava se retuerce mientras se enfría originando las lavas cordadas.



Piedra Pómez

Variedad de lava particularmente esponjosa (es tan ligera que flota en el agua).



Obsidiana Vidrio Volcánico, tiene color obscuro y un brillo vítreo característico.



Ecristalización: Rocas transformadas

Cualquier roca cuando se somete a intensas presiones y temperaturas sufre cambios en sus minerales y se transforma en un nuevo tipo que llamamos roca metamórfica. El proceso metamórfico se realiza en estado sólido, es decir las transformaciones se producen sin que la roca llegue a fundirse. La mayoría de las rocas metamórficas se caracterizan por un aplastamiento general de sus minerales que hace que se presenten alineados. Esta estructura característica que denominamos foliación se ve muy bien en rocas como las pizarras, los esquistos y los gneises. o Pizarras Arcillas metamorfizadas. Presentan foliación muy recta, paralela y próxima. Generalmente son oscuras y con frecuencia contienen fósiles. o Esquistos Rocas que han sufrido un metamorfismo más intenso. Presentan foliación algo deformada y los fósiles que pudiera haber en la roca original desaparecen durante el proceso metamórfico. o Gneis Es una roca que ha sufrido un metamorfismo muy intenso. Sus principales minerales son el cuarzo, los feldespatos y las micas (como el granito) pero se presentan orientados en bandas claras y oscuras. o Mármol Se trata de rocas carbonatadas (como las calizas) que han sufrido metamorfismo y presentan un aspecto cristalino característico. o Cuarcita

Son areniscas ricas en cuarzo metamorfizadas. 

Sedimentación: Rocas estratificadas

Las rocas originadas a partir de la consolidación de fragmentos de otras rocas, de restos de plantas y animales o de precipitados químicos, se denominan rocas sedimentarias.

o Rocas Sedimentarios Detríticas Son las formadas a partir de la sedimentación de trozos de otras rocas después de una fase de transporte. La clasificación de estas rocas se basa en los tamaños de los trozos que las componen. Las constituidas por trozos de tamaño grande son los conglomerados, las areniscas poseen granos de tamaño intermedio y los limos y arcillas poseen trozos muy pequeños.

o Rocas Sedimentarias Químicas y Orgánicas Son las formadas a partir de la precipitación de determinados compuestos químicos en soluciones acuosas o bien por acumulación de substancias de origen orgánico. Un tipo muy común es la roca caliza, formada en su mayor parte por restos de organismos como corales, algas, etc. aunque también puede originarse por precipitación de cementos calcáreos. Las tobas calcáreas son rocas muy porosas y con abundantes restos vegetales que se originan en los ríos cuando el carbonato de calcio precipita sobre la vegetación.

MARCO PRÁCTICO Tabla 1 Características Observadas: Muestra 1

Nombre Tenacidad Dilatancia

Limo café con presencia de arena Baja Al manipular el suelo este

expulsaba agua Color Café Cementación Débil Consistencia Suave Fuente: Laboratorio de Mecánica de Suelos, Elaboración propia.

Tabla 2 Características Observadas: Muestra 2

Nombre Tenacidad Dilatancia

Arena gris claro Baja Al manipular el suelo este conserva

el agua Color Gris claro Cementación Moderada Consistencia Suave Otros Granular Fuente: Laboratorio de Mecánica de Suelos, Elaboración propia.

Tabla 3 Características Observadas: Muestra 3

Nombre Tenacidad Dilatancia Color Cementación Otros

Arcilla beige claro con presencia de arena Media Al manipular el suelo no libera agua Beige claro Moderada Se forma una bola que conservo el color Beige

claro

y

tenía

cierta

textura

granular. No se quita con facilidad Fuente: Laboratorio de Mecánica de Suelos, Elaboración propia.

Tabla 4 Características Observadas: Muestra 4

Nombre Tenacidad

Arcilla café rojizo con presencia de limos Alta Al realizar una bolita y moverla

Dilatancia

desprendía

Color Cementación Consistencia Textura

agua,

igualmente

al

momento de presionarla hasta fisurarla Café rojizo Moderada Firme Lisa

Fuente: Laboratorio de Mecánica de Suelos, Elaboración propia.

Tabla 5 Características Observadas: Muestra 5

Nombre Tenacidad

Limo café obscuro con poca presencia de arcilla y arena Baja

Dilatancia Color Cementación Consistencia

Al realizar la bola deja rastro de agua igualmente al momento de presionarla Café obscuro Débil Duro

Fuente: Laboratorio de Mecánica de Suelos, Elaboración propia.

Tabla 6 Características Observadas: Muestra 6

Nombre Tenacidad Dilatancia Color Cementación Consistencia Otros

Piedra Pómez gris claro Baja Absorbe toda el agua Gris claro Fuerte Muy Duro Porosa

Fuente: Laboratorio de Mecánica de Suelos, Elaboración propia.

CONCLUSIONES 1. La muestra 4 que corresponde a la arcilla café rojizo con presencia de limos, presenta una tenacidad alta ya que es la resistencia a que el suelo sufra fisuras, por dichas razones, se pudo hacer una esfera con el material, y al arrojar dicha esfera no presentó tantas fisuras.

2. En algunos casos al tratar la muestra, esta liberaba agua, como es el caso de las muestras 1, 4 y 5, por lo que consideran como un suelo con dilatancia alta.

3. La muestra 6, que corresponde a la piedra pómez gris claro, presenta una cementación fuerte, ya que al presionarla esta no alteraba su estructura física.

4. Para ciertas muestras, no era posible formar una esfera ya que estas contenían una cantidad de arena que hacía que fueran inconsistentes. 5. En todas las muestras utilizadas tenían una composición inorgánica, ya que estas no sufren cambios químicos en su estructura.

BIBLIOGRAFÍA 

Eddy H. Características de los Suelos Transportados. Recuperado de http://notasdepavimentos.blogspot.com/2011/04/caracteristicas-de-lossuelos_11.html

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N.W. Osorio. Muestreo de Suelos. Recuperado http://www.unalmed.edu.co/~esgeocien/documentos/muestreo.pdf



Anónimo. Muestreo de Suelos y Plantas Para Determinar Necesidades De Fertilización. Recuperado de: http://www.fagro.edu.uy/~fertilidad/publica/Muestreo.pdf



Rodríguez, Yenny. Guía para la toma de muestras de suelos. Recuperado de: http://www.corpoica.org.co/sitioWeb/Servicios/Documentos/GUIA_PARA_LA _TOMA_DE_MUESTRAS_DE_SUELOS_CORPOICA-FEDEGAN.pdf



Anónimo. Suelos Residuales. Recuperado http://es.scribd.com/doc/56692774/SUELOS-RESIDUALES

de:

de:

ANEXOS Figura 1

Limo café con presencia de arena

Fuente: Laboratorio de Mecánica de Suelos.

Figura 2

Arena gris claro

Fuente: Laboratorio de Mecánica de Suelos.

Figura 3

Arcilla beige claro con presencia de arena

Fuente: Laboratorio de Mecánica de Suelos.

Figura 4

Arcilla café rojizo con presencia de limos

Fuente: Laboratorio de Mecánica de Suelos.

Figura 5

Limo café obscuro con poca presencia de arcilla y arena

Fuente: Laboratorio de Mecánica de Suelos.

Figura 6

Piedra pómez gris claro

Fuente: Laboratorio de Mecánica de Suelos.

Figura No. 7

Características de los suelos transportados

Fuente: Hernán, Eddy. “Características de los Suelos transportados”. Disponible en:

http://notasdepavimentos.blogspot.com/2011/04/caracteristicas-de-

los-suelos_11.html

Figura 8

Fotografía grupal