MECANICA DE SUELOS PRIMER PARCIALExisten 3 tipos de pavimentos:
Pavimento rgido------------------Ho (Cemento) Pavimento
flexible--------------- Carpeta asfltica (cemento asfaltico) y T.S.
(Tratamiento superficial) Pavimento articulado---------------
LosetaObjetivoEl objetivo principal de la mecnica de suelos es
Estudiar el comportamiento del suelo para ser usado como material
de construccin o como base de sustentacin en obras de ingeniera.Es
conocer las propiedades fsicas y mecnicas del terreno que servir el
tipo de cimentacin a usar: superficial, semiprofunda y
profunda.tem: son distintos tipos de
construccinCONSTRUCCIONCarretera
1)REPLANTEO5) Columnas1) Replanteo5)cal de carpeta asfltica
2)EXCAVACION6) vigas2)Terrapln
3) HOCO7) Losa3) Cal de sub-base
4) Zapatas8) Pintura4)Cal de capa base
Zapatas: estn hechas de hormign armadoPrecio unitario: es el que
nos va a dar un costo en Bs/m2ImportanciaMecnica de suelos radica
en el hecho que si las cargas sobrepasan la capacidad portante del
suelo, se pueden producir esfuerzos secundarios los cuales no han
sido tomada en consideracin en el diseo debido a estas se puede
producir: Fisuras Grietas Alabeo deformacin extrema Colapso de la
obra
La mecnica de suelos se interesa por:Estabilidad: Porque en base
de los estudios de suelo se va a ver las dimensiones de las
estructuras. Para que la estructura este bien fundadaDeformacin:
ocurre en caso que el suelo tenga cierta cantidad de vacios. Tambin
por el mal funcionamiento de los alcantarillados o tubos y ah el
agua hace que el suelo se erosione. Cuando el suelo est mal
compactado ocurren las deformaciones. La mecnica de suelos est en
funcin para llenar los vacios. Estos 2 aspectos anteriores ocurren
cuando hay muchos vacos en el suelo.Flujo de agua: Variacin en la
infiltracin por textura del sueloArena: muchos vaciosLimo: granos
mayor a la arcilla pero menor que la arenaArcilla: barro,
prcticamente impermeable. Malsimos para carreteras buenos para
lagunas de regulacin o represas.Economa: Saber qu tipo de suelos
vayamos a utilizar en funcin de las especificaciones tcnicas. Para
saber que un material existe o no existe en el lugar para hacer la
propuesta de la construccin para no perder dinero. Si en la
localidad de la obra existe este material para ahorrar dinero y no
traer de otro lado.QUE LE INTERESA AL INGENIERO?La conveniencia de
que material utilizar en cada obra: Conveniencia de usar o no un
determinado tipo de suelo para:1. Caminos 2. Canales de drenaje3.
Obras hidrulicas4. Bases de sustentacinMediante sondeos sabemos qu
tipo de material tiene el suelo.Conocer el suelo tenemos que
saberlo por la excavacin para saber que maquinas se van a utilizar
o para ver cmo realizar la obra de ingeniera.Obtener muestras
representativas: Muestras representativas son muestras que tienen
la misma caracterstica en todo el terreno sea que mediante unas
cuantas muestras podamos saber toda la composicin del terreno. Se
debe sacar 6 o ms muestras o sondeos del terreno para saber qu tipo
de suelo hay.Se determina si es representativa mediante
sondeos.Berma: sirve para que descansen los autosDerecho de va: es
que el alambrado este a 50 metros del eje a cada ladoHay que hacer
varios sondeos para saber qu tipo de material exactamente
hay.Laboratorio: Son importantes porque este es el elemento que el
ingeniero tiene para saber qu tipo de material se tiene. En toda
obra se exige laboratorio.Para el hormign se utiliza el cono de
abrams para saber si est bien mezclado. El asentamiento tiene que
ser aproximadamente mayor o igual a 6Asentamiento (slump)6 Tambin
utilizamos el rompimiento de probetasEn base a las especificaciones
de la obra tenemos que hacer los ensayos para saber los materiales
que se tiene. En el laboratorio estn todos los ensayos.SUELOEl
suelo es un agregado de minerales no consolidados y de partculas
orgnicas producidas por la accin combinada del viento, el agua y
los procesos de desintegracin orgnica.Suelo es la parte de la
corteza terrestre que contiene agua y elementos nutritivos que los
seres vivos utilizan. Los suelos abarcan la cubierta superficial de
la mayora de la superficie de la tierra.La formacin del suelo
comprende una serie de procesos que transforman el material
original (ROCA)En una primera etapa predomina la meteorizacin que
consiste en la transformacin total o parcial de las rocas y sus
minerales por la accin de los agentes atmosfricos.PROCESO DE
TRANSFORMACION DE SUELOLos suelos cambian mucho de un lugar a otro.
Las plantas van formando el suelo mientras destruyen la rocaLos
suelos estn determinados por el tipo de material geolgico del que
se origina: Por la cubierta vegetal Por la cantidad de tiempo en
que ha actuado la meteorizacin Por la topografa Por los cambios
artificiales resultantes de las actividades humanasLas variaciones
del suelo en la naturaleza son graduales, excepto las derivadas de
desastres naturales.DEFINICION DE SUELOEs la capa ms superficial de
la corteza terrestre que resulta de la descomposicin de las rocas,
por los cambios bruscos de temperatura, por la accin del agua, del
viento y de los seres vivos. Con el paso del tiempo todos estos
materiales se van estratificando y terminan por formar lo que
llamamos SUELO.FASES DEL SUELOEN UN SUELO SE DISTINGUEN TRES FASES
CONSITUYENTES: Fase solida: la fase solida est formada por las
partculas minerales del suelo y componentes orgnicos (45% a 55%)
Fase liquida: la fase liquida comprende le agua de la hidrosfera
que se filtra entre las partculas del suelo. (25%) Cuando el suelo
esta hmedo es que el suelo tiene muchos vacos y estos vacos estn
ocupados de agua.Hidrosfera: conjunto de partes liquidas Fase
gaseosa: (25%) la fase gaseosa, comprende sobre todo el aire,
aunque con mayor proporcin de dixido de carbono. Gaseosa
Liquido
Representacin del sueloSolido
COMPONENTES DEL SUELOLos suelos pueden componerse en: Suelos
orgnicos: restos de planta y animales. Un componente orgnico es:
Humus, se encuentra en las capas superiores de los suelos y
constituye la fase final de la descomposicin de los restos de
plantas y animales. En carreteras dependiendo del lugar del tipo de
suelo y de la zona primero se desmonta y queda la capa vegetal que
es el humus o capa vegetal. Y en zona alta en funcin al nivel
fretico la capa de humus o capa vegetal esta entre 20 y 40cm. Esta
est compuesta de races, hojas y restos de animales. Este material
est lleno de vacos y completamente hmedo. Este humus no sirve
prcticamente para nada. Material nebrusco, abajo del pasto. arena,
arcilla, agua
TIPOS DE SUELOLos tipos de suelos son: Suelo Roca: todo agregado
natural de partculas minerales separadas por medios mecnicos. Los
medios mecnicos es la maquinaria que usamos para volver ms chica a
la roca. La usamos para sacar agregados del hormign, para sacar
materiales de capa base y subbase para las carreteras. Y empezamos
separando los materiales ripio o arena. Los agregados de minerales
unidos por fuerzas cohesivas.Como el suelo es
producido?Intemperismo, meteorizacin, es la alteracin de materiales
rocosos, expuestas al aire, humedad y al efecto de la materia
orgnica. Mecnico o de desintegracin: la parte mecnica o de
desintegracin la hacemos mediante maquinaria pesada para producir
el material que necesitamos desde la roca madre que
tengamos.Qumico: Viene ms en el rea de la ingeniera agronmica. Para
hacer anlisis de suelo si sirve para el cultivo, nivel de pH,
etcFORMA O TEXTURA DE LAS PARTICULAS-Forma: rasgos particulares del
material-Textura: tamao de la partcula.-La forma de los granos
puede ser de 3 clases: Granular: este tipo de partculas
principalmente estn constituidas de fragmentos provenientes de la
meteorizacin fsica de rocas y minerales. Caracterstica de los
suelos gruesos, feldespato y cuarzo. Caractersticas significativas:
redondeados, esfericidad y redondez. Existe una relacin entre la
esfericidad y la redondez del material granular.La esfericidad es
opuesta a la angularidad o viceversa.La esfericidad es dada por:
L=longitud de al partcula De= Dimetro equivalente de la partcula
V=volumen de la partcula
laminar: se compone de partculas de suelos agregadas en lminas o
capas finas que se acumulan horizontalmente una sobre otra. Dentro
de la capa base y subbase de la carretera existe cierto porcentaje
de laminaridad, existen especificaciones tcnicas que la laminaridad
no sea mayor a un 2% Acicular: forma de aguja o angulosa.MUESTREO/
CALICATAS-Exploracin que se hace en cimentaciones, de edificios,
muros, terraplenes en carreteras, para determinar los materiales
empleados.-Un sondeo es la perforacin de una parte del suelo para
saber qu tipo de suelos que tenemos el lugar donde vayamos a
edificar una obra de ingeniera civil. Muestras alteradas: Cuando
nosotros vamos al terreno, hacemos la exploracin del suelo, cavamos
y extraemos diferentes cantidades de suelo para analizar y saber qu
tipo de suelo tenemos. Son muestras alteradas porque estamos
cavando y cambiando la forma del suelo. Muestras inalteradas: Es un
bloque de una muestra la cual no cambiamos la forma de este, se
cava alrededor y esa muestra NO SE LA TOCA, la recubren con
parafina y ese bloque lo llevamos al laboratorio y es una muestra
inalterada.MUESTREO/CALICATAS/SONDEOS-Las calicatas, zanjas o
pozos, son excavaciones realizadas mediante medios mecnicos
convencionales.-Las calicatas permiten la observacin directa del
terreno hasta una cierta profundidad.-Las calicatas son uno de los
mtodos ms empleados en el reconocimiento del terreno, sin embargo
tiene algunas limitaciones: La profundidad no suele exceder a 4
metros. La presencia del agua es limitante. Se excava con medios
mecnicos.-Antes de iniciar cualquier proyecto, es necesario conocer
las caractersticas del terreno sobre el cual se va a asentar la
obra de ingeniera.-Se debe realizar un anlisis para conocer sus
aspectos geotcnicos. Definicin de las condiciones geolgicas e
hidrogeolgicas del terreno Definicin de los perfiles Propiedades
del suelo Caractersticas del suelo Definicin del tipo y dimensiones
de la obra
-Determinacin de los problemas constructivos: Tipo de
cimentacin, nivel de apoyo Determinacin del volumen y tipo de
materiales que van a ser excavados Forma de excavacin Tipo de
maquinaria Talud de Excavacin/Contencin de paredes (Talud: Es la
lnea oblicua que trazamos para que una excavacin no sufra un
derrumbe vertical, en las carreteras es la parte inclinada de
estas)
Agresividad de los suelos y aguas Profundidad del nivel fretico
Riesgos debido a filtraciones Riesgos a erosiones internas-La
obtencin o reconocimiento de muestras se las requiere para conocer
el tipo de suelo.-El mismo sondeo hace un reconocimiento de
estratos.-Riesgo de dar una idea falsa.-Las muestras deben ser
representativas.-Informe de los ensayos de laboratorio.-Las tcnicas
para el reconocimiento geotcnico, se agrupan en 2 conjuntos: Mtodos
directo: se realizan con maquinaria no muy avanzada Sondeos
geotcnico Calicatas o zanjas Mtodos indirectos: Son aquellos que se
llevan a cabo sin necesidad de acceder directamente al suelo y se
realizan con maquinaria avanzada: Prospeccin geofsica Elctrica
Ssmica Electromagntica-Al plantear un sondeo se debe recabar toda
la informacin y que debe incluir por lo menos: Tipo de proyecto
para el que se solicita el estudio geotcnico Caractersticas del
proyecto Planos Topografa del rea de emplazamiento Planta del
proyecto Perfiles del proyecto (longitudinal y transversal)
Construcciones prximas y existentes en los propios terrenos
Informacin sobre posibles comunicaciones subterrneas Recopilacin de
datos de otros estudios prximo a la zonaPara hacer un sondeo se
realiza la medicin y se anota la progresiva o lugar.(Progresiva: es
un mojn de hormign cada 5km 5+000 que marca la ubicacin kilomtrica
de cualquier obra en el camino.)Existen distintos tipos de sondeo:
Sondeo por rotacin con hlice Sondeo elctrico vertical: campo
tridimensional creado por 2 cargas iguales y de signo contrario.
Campo generado al realizar un sondeo elctrico. Sondeo por Rotacin
con diamantina Sondeo por Barreno manual Las muestras obtenidas por
sondeo se organizan en un perfil geolgico Sondeo por
PercusinESTRUCTURA DEL SUELOLa estructura del suelo, define el
estado de agregacin de las partculas, que resulta de la
granulometra, de los elementos que lo componen y del modo como se
hallan estos dispuestos.La estructura del suelo, se define por la
forma en que se agrupan las partculas individuales de arena, limo y
arcilla. Cuando las partculas individuales se agrupan, toman el
aspecto de partculas mayores y se denominan agregados.La estructura
del suelo, depende de: TAMAO de los granos del suelo FORMA de los
granos del suelo; laminar, granular y acicular. DISTRIBUCION de los
granos del suelo COMPOSICION MINERALOGICA (sulfatos, silicatos y
carbonatos)La estructura del suelo y su estabilidad juegan un rol
importante en muchos procesos del suelo como ser: Erosin
Infiltracin del agua Aireacin Resistencia mecnicaEstabilidad de la
estructura, es la resistencia que los agregados del suelo tienen al
desintegrarse o romperse, frente a la accin del agua o manipulacin
mecnica. Se debe considerar como factor importante, el contenido de
agua que hay en el suelo, ya que determina el grado en que las
fuerzas mecnicas causan destruccin en la estructura.Determinacin de
la estructura, la caracterizacin de la estructura se puede realizar
en forma morfolgica o cuantitativamente Evaluacin morfolgica,
determina el tamao, la forma y de la estructura de cada horizonte
del suelo.Evaluacin cuantitativa: Determinacin de la distribucin
por tamao de los agregados, junto con su resistencia a la
destruccin (estabilidad) el mtodo ms utilizado es el tamizado
Determinacin a travs de los ndices indirectos: densidad, porosidad
Determinacin del % de fracciones finas que se encuentra adheridas
en partculas mayores. Consiste en determinar qu % de arcilla est
dispersa en el suelo.CLASES Y TIPOS DE ESTRUCTURA DEL SUELOLa clase
de estructura describe el tamao medio de los agregados
individuales. En relacin con el tipo de estructura de suelo de
donde proceden los agregados se pueden reconocer 5 clases: Muy fina
o muy delgada Fina o delgada: limo Mediana: arena Gruesa o espesa
Muy gruesa o muy espesaEl suelo produce una ESTRUCTURA vertical a
la que se la conoce como PERFIL y las capas que se observan se
llaman HORIZONTES.La estructura del suelo se divide en:HORIZONTE A:
A00= hojas y residuos orgnicos sin descomponer A0=residuos
parcialmente descompuestos A1= color oscuro por presencia de
materia orgnica A2=color claro por efecto del lavado
HORIZONTE B B1=transicin A-B (limoso) B2=precipitacin de
sustancias lavadas A (arenoso) B3= Transicin b-c
(arcilloso)HORIZONTE C C= fragmentos y restos de meteorizacin de la
roca madreHORIZONTE D D= Roca madre sin alterarHUMEDAD EN LOS
SUELOSCondiciones generales de humedad del suelo, el suelo puede
estar:Saturado: los poros estn llenos de aguaCapacidad de
campo:NormalPunto de marchitamiento: es el serenoAgua absorbida o
agua capilarAGUA EN EL SUELOExisten 2 tipos de agua en el suelo,
agua capilar, agua higroscpica. Agua higroscpica: es el agua que
est adherida al suelo, microscpicamente.Agua higroscpica es la
fraccin de agua absorbida directamente de la humedad del aire, la
cual se pega a la partcula por adhesin superficial. Agua capilar:
es la fraccin de agua que ocupa los micro porosSe mantiene en el
suelo gracias a las fuerzas derivadas de la tensin superficial del
agua.Tensin superficial de un lquido, es la cantidad de energa
necesaria para aumentar su superficie por unidad de rea.HUMEDAD DE
LOS SUELOS/ FASES DEL SUELOExisten 3 fases del suelo: Solida: est
formada por partculas minerales, los granos del suelo. Liquida: est
formada por el agua. Gaseosa: comprende sobre todo el aire, sin
embargo pueden estar presentes otro gases (vapores, carbnico)Las
fases liquidan y gaseosa del suelo, suelen comprenderse en el
volumen de vacos.La fase solida constituye el volumen de slidos.La
pelcula de agua en el suelo, no desaparece por completo, al
someterse el suelo a una evaporacin en el horno. (Agua higroscpica,
sereno)Cuando se define el estado seco del suelo?Cuando el suelo es
sometido a una temperatura entre 105C y 110C grados durante un
periodo de 24 horas.Se dice que un suelo est totalmente saturado,
cuando todos sus vacos estn ocupados por el agua.En este caso, el
suelo consta de 2 partes: La slida y La liquida.Entre las fases del
suelo, es necesario definir un conjunto de relaciones que se
refieren a: proporciones en volmenes y proporciones en peso. Vt Vv
Va WaAIRE
AGUA
Vh Wh WtDIB 9SUELO
Vs Ws
Suelo seco: vacos con aire, Suelo no saturado: vacos con aire y
vacos con agua Suelo saturado: vacos con aguaEn el estudio del agua
del suelo, es necesario tener en cuenta ciertos trminos:
Infiltracin: es la velocidad con que entra el agua en el perfil del
suelo. Permeabilidad: es el movimiento del agua en flujo saturado
en cada uno de los horizontes del suelo Drenaje: es la eliminacin
del agua de la superficie por infiltracin, permeabilidad y
escurrimiento Escurrimiento: es la eliminacin del agua superficial
debida a la topografa.Del agua de lluvia que llega al suelo: Parte
se evapora Parte escurre por la superficie Parte se infiltra en los
suelos, en un flujo que puede ser saturado o no Parte se pierde por
drenaje profundo Parte queda retenida en el sueloPESO ESPECFICOEn
mecnica de suelos, se relaciona el peso de las distintas fases, con
sus volmenes correspondientes. Peso especfico: es la relacin del
peso y su volumenPeso especfico=Peso/volumen =W/VPeso especfico del
agua destilada: a 4C y a la presin atmosfrica correspondiente al
nivel del mar el peso especfico= 1(gr/cm3) o 1000 kg/m3Peso
especfico del suelo: tambin se lo llama peso volumtrico de los
solidosPeso especfico= PESO SOLIDOS/VOLUMEN DE LOS SOLIDOS. =
Ws/VsPeso especfico relativo, se define como: relacin entre el peso
especfico del suelo y el peso especfico del agua a 4C. Es un valor
adimensional.Peso especfico relativo= Peso especfico suelo/ peso
especfico agua r= s/ h20Peso especifico hmedo:Peso especifico
hmedo= Peso hmedo/ Volumen seco h= Wh/VsPeso especifico
SaturadoPeso especifico saturado= (Peso solido+ Peso hmedo o
agua)/(Volumen solidos + Volumen vacios) sat= (Ws+Wh)/ (Vs+Vv)Peso
especifico secoPeso especifico seco= peso especifico hmedo / (1+
Peso).s= h/(1+W)Peso especifico seco= peso seco/ Volumen total s=
Ws/Vt
RELACION DE VACIOS Y POROSIDADLas relaciones que se dan a
continuacin son importantes para el manejor de las propiedades del
suelo.La relacin puede variar tericamente entre 0 y infinito.e=
Volumen vacios/ volumen de solidosEn la practica, no suelen
hallarse valores menores a 0.25 (arenas muy compactas con finos) ni
mayores de 5, en el caso de algunas arcillas altametne
compresibles.A partir de los valores de e se puede concluir:Cuando
e es alto: Baja resistencia Alta compresibilidad Alta permeabilidad
Baja densidadCuando e es bajo: Alta resistencia Baja
compresibilidad Baja permeabilidad Alta densidadPorosidadSe llama
porosidad de un suelo a la relacin entre su volumen de vacios y el
volumen total (masa)n= Vv/VtLa relacin puede variar de 0 (en un
suelo ideal con solo fase solida) A 100 (espacio vacio) los valores
reales suelen oscilara entre el 20% y 95%POROSIDAD Y RELACION DE
VACIOSLa relacin de vacos en suelos granulares:Arenas bien
graduadas: e= 0.43-0.67 n= 30%-40%Arenas tamao uniforme e=0.51-0.85
n=34%-46%La relacin de vacos en los suelos cohesivos: e=0.55-5
n=35%-83%Mientras ms fino sea el material es mayor la porosidad y
mayor el ndice de vacos. Material fino es mayor la cantidad de
vacios.DENSIDAD RELATIVATerzaghi propuso para suelos granulares: si
el suleo esta en condicin suelta o mas compacta o cual es el
Dr=(emax-e)/(emax-emin)
POROSIDAD Y RELACION DE VACIOSe= Vv/Vs e=Vv/(Vt-Vv) en relacion
al dibujo 9e= (Vv/Vt)/((Vt/Vt)-(Vv/Vt))e=n/(1-n) n=e/(1+e)GRADO DE
SATURACIONSe denomina grado de saturacin de un suelo a la relacin
entre su volumen de agua y el volumen de vacos. %S(%)= Vw/VvVaria
de 0% (suelos secos) a 100% (suelo completamente saturado)CONTENIDO
DE HUMEDADSe conoce como contenido de humedad de un suelo a la
relacin ente el peso del agua contenida y el peso de su fase
slida.W(%)= Ww/WsGRADO DE AIREACIONExpresa la proporcin de aire
presesnte en un elemnto de suelo. Es una magnitud de escasa
importancia practica.A(%)=Va/VvGRANULOMETRIAEl tamao de los granos
de un suelo se refiera a los dimetros de las partculas que lo
forman.Cuales son los objetivos del anlisis granulomtrico:
Determinar la cantidad en % de diversos tamaos que constituyen el
suelo en relacin al total de la muestra Verificar si el suelo puede
ser utilizado para la construccin de proyectos Conocer la
utilizacin de los instrumentos de laboratorio Conocer y definir
ciertas caractersticas del suelo. Como ser: permeabilidad, cohesin,
altura de ascenso capilar y facilidad de drenaje.El propsito del
analisis mecancio o granulomtrico es determinar el tamao de las
partculas o granos que constituyen el suleo y fijar, en porcentaje
, su peso total.PIEDRA, GRAVA, ARENA, LIMO, ARCILLA (en funcin de
los tamaos de los granos va decreciendo) Piedra: fragmentos rocosos
generalmente redondeados por la accin del tiempo o trituracin que
pasan el tamiz 3 y quedan retenidos en le tamiz 4 Grava: partculas
de rocas redondeados o semiredondeadas que pasan el tamiz de 3 y
quedan retenidas enl tamiz 4 Arena: partculas rocosas que pasan el
tamiz 4 y quedan retenidas el tamiz 200 Limo: suelos finos
inorgnicos que estn comprendidos entre 0.02mm y 0.002mm Arcilla:
suelos finos inorgnicos y plsticos que presentan alta resistencia
caundo secos y cuya dimensin es menor de 0.002m
TIPOS DE GRADACIONExisten 3 tipos de gradacin: Suelo bien
graduado: existe una gradacin continua de tamaos. Suelo mal
graduado: existe una gradacin uniforme de tamaos. Suelo con
gradacin discontinua: existe una gradacin discontinua de
tamaos.CURVA GRANULOMETRICAUna vez determidad la curva
granuloetrica.D60= dimetro o tamao por debajo del cual pasa el 60%
del suelo, en pesoD10= dimetro o tamao por debajo del cual pasa el
10% del suelo, en peso (dimetro efectivo)Cu=D60/D10Cu <
5---------------------------Granulometra uniforme5< Cu <
20---------------------El suelo es poco
uniformeCu>20--------------------------- El suelo es bien
graduadoCc=D230/D60*D10Para concretar la gradacin del suelo, se
define el coeficiente de curvatura.D60=0.42 D10=0.04 Cu=10
PROCTOREn mecnica de suelos, el ensayo de compactacin proctor es
uno de los ms importantes procedimientos de estudio y control de
calidad de la compactacin de un terreno. A travs del PROCTOR es
posible determinar la compactacin maxima de un terreno en relacin
con su grado de humedad, condicin que optimiza el inicio de la obra
con relacin al costo y el desarrollo estructural e hidrulico.El
termino COMPACTACION se utiliza en la descripcin del proceso de
densificacin de un material mediante medios mecnicos.El incremento
de la DENSIDAD se obtienen por medio de la disminucin de la
cantidad de aire que se encuentra en los espacios vacos que se
encuentra en el material, manteniendo el contenido de humedad
relativamente constante.El principal objetivo d ela compactacin es
mejorear las propiedades ingeniriles del material en algunos
aspectos: Aumentar la resistencia al corte, y por consiguiente
mejorar la estabilidad, de terraplenes y la capacidad de carga de
cimentaciones y pavimentos. Disminuir la compresibilidad y por
consiguiente reducir los asentamientos. Disminuir la relacin de
vacos y por consiguiente reducir la permeabilidad. Reducir el
potencial de expansin, contraccin o expansin por congelamiento.El
PROCTOR es una prueba de laboratorio que sirve para determinar la
relacin entre el contenido de HUMEDAD y el PESO UNITARIO SECO
(DENSIDAD SECA) de un suelo compactado.Existen 2 tipos de proctor
normados: Proctor Estandard(T-99):Este ensayo abarca los
procedimientos de compactacin usados en Laboratorio, para
determinar la relacin entre el contenido de agua y peso unitario
seco de los suelos (curva de compactacin).Caractersticas del
ensayo: 1. Molde de 4 o 62. Pisn de 5.5 Libras3. altura de cada de
124. energa de compactacin 12.400lb-pie/pie3Metodo A: Molde de
4material: se emplea el que pasa el tamiz N4 (4.75mm) N de capas=3
N| de golpes = 25 Uso: cuando el 20% o menos del peso del material
es retenido en el tamiz n4 (4.75mm)Metodo B Molde =4 Material: se
emplea el que pasa el tamiz N N de capas 3 N de golpes = 25 Uso=
cuando mas del 20% del peso del material es retenido en el tamiz n4
y el 20% o menos del peso de material es retenido en el tamiz de
3/8Mtodo C Molde = 6 Material: se emplea el que pasa el tamiz n3/4
N de capas =3 N de golpes =56 Uso= Cuando mas del 20% en epso del
material es retenido en el tamiz n y menos del 30% en peso es
retenido en el tamiz de 3/8Proctor Modificado (T-180 D):Este ensayo
abarca los procedimientos de compactacin usados en laboratorio para
determinar la relacin entre el contenido de agua y peso unitario
seco delos suelos (curva de compactacin)Caractersticas del ensayo
Molde de 4 o 6 Pison de 10 libras Altura de Caida 18 Energa de
Compactaccion 56000lb-pie/pie3Metodo A Molde=4 Material: se emplea
el que pasa el tamiz n4 N de capas = 5 N de golpes = 25 Uso: cuando
el 20% o menos del peso del material es retenido en el tamiz
n4Mtodo B Molde 4 Material: se emplea el qu e pasa el n 3/8 N de
capas = 5 N de golpes =25 Uso: cuando mas del 20% del peso del
material es retenido en el tamiz n4 y el 20% o menos del peso de
material es retenido en el tamiz de 3/8Metodo C Molde=6 Material:
se emplea el que pasa el tamiz N3/4 Nj de capas=5 N de golpes=56
Uso: cuando mas del 20% en peso del material es retenido en el
tamiz N 3/8 y menos del 30% en peso es retenido en el tamiz de .El
proctor fue creado por el cientfico RALPH PROCTOR (1893)Proctor:
ensayo que se hace en Laboratorio Densidad mxima, Humedad
optimaDensidad: se realiza en el Campo, Humedad, Densidad de campo
Las obras de ingeniera son todas las obras que se ejecutan. Bardas,
casas, puentes, carreteras, viaductos. Es todo lo que se
construye.DENSIDADUna de las propiedades de los slidos, as como de
los lquidos e incluso de los gases es la medida del grado de
compactacin de un material: su DENSIDAD.La densidad es una medida
de cuanto material se encuentra comprimido en un espacio
determinado; es la cantidad de masa por unidad de volumen.El grado
de compactacin de un suelo o de un relleno se mide
cuantitativamente mediante la densidad.La densidad que se obtiene
mediante un proceso de compactacin depende de la energa utilizada
durante la compactacin.Tambien se denomina energa de compactacin,
depende del contenido de humedad.Las relaciones entre la densidad ,
el contenido de humedad y la energa de compactacin se obtiene a
partir de ensayos de cmopactacion en el laboratorio.La calidad
durante un proceso de compactacin en campo se mide a partir de un
parmetro conocido como grado de compactacin.La compactacin
representa u porcentaje. Su evaluacin involucra la determinacin
previa de la densidad y de la humedad ptima.Como se determina la
densidad de campo? Cono de arena Volumenometro Densmetro nuclear
Una vez que se han definido los criterios de compactacin para las
obras en terreno Es necesario utilizar un mtodo para determinar la
densidad o peso unitario que el suelo alcanza luego de la
compactacin.
LIMITES DE CONSISTENCIALa plasticidad puede definirse como la
propiedad de un material (suelo), por la cual es capaz de soportar
deformaciones rapidas, sin rebote elstico, sin variacin volumtrica
apreciable y sin desmoronarse ni agrietarse. La plasticidad de un
suelo depende de su contenido de partculas mas finas en forma
laminar. El tamao pequo de las partculas mas finas hace que la
permeabilidad del conjunto sea baja. Por plasticidad se entiende a
la propiedad que tiene el suelo de deformarse sin romperse.
ESTADOS DEL SUELO %
indice de plasticidad limite liquido limite plastico limite
contraccionEstado liquido estado semilquido estado plstico estado
semislido estado solido Estado liquido: con las propiedades y
apariencia de una suspensin. Estado semilquido: con las propiedades
de un fluido viscoso. Estado plstico: Cuando el suelo es moldeable
Estado semislido: cuando el suleo tiene la apariencia de un solido,
pero aun disminuye de volumen al someterse al secado Estado
sollido: en que el volumen del suelo no varia con el secado
LIMITES DE CONSISTENCIAINCREMENTO DEL CONTENIDO DE HUMEDADEstado
liquido: fcilmente deformable. Tiene una consistencia similar a
mantequilla suave
Limite liquido
Estado plstico: se deforma sin romperse. Tinee una consistencia
d emantequilla suave a masilla en endurecimiento
Limite plstico
Estado semislido: al deformarse son repcupera su forma inicial.
Su consistencia es quebradiza similar a un queso
Limite de contraccion
Estado solido: se rompe antes de deformarse. Su consistencia es
similar a un dulce duro.
CONSISTENCIAPor consistencia se entiende al grado de cohesion de
las partculas de un suelo y su resistencia a aquellas fuerzas
exteriores que tienden a deformar o destruir su estructura.Los
limites de consistencia de un suelo, estn representados por
contenidos de humedad. Limite liquido Limite plstico Limite de
contraccinLimite liquido (LL) formado por AASHTO T-89 ASTM D 4318El
limite liquido: se considera como la cantidad mxima de agua que
puede contener un suelo sin pasar al esta liquido (fluido).El
ensayo se realiza: Se usa la copa de Casa grande El ensayo se lo
raliza sobre la masa del suelo que pasa el Tamiz N40 Para suelos
finos: se toma por cuarteo una muestra de 400 a 500 gramos secado
al aire. La porcin retenida en el tamiz 40, se lo desmenuza con un
pison revestido de goma. Se repite la operacoin hasta que pase su
totalidad O se evidencie que la parte retenida este constituida por
partculas individuales. El limite liquido se define arbitrariamente
como el contenido de humedad. Las dos mitades de una pasta de suelo
de 1cm. De espesor fluyan y se unan en una longitud de 12mm.
Aproximadamente, en el fondo de la incisin que separa las dos
mitades, cuando la capsula que la contiene. Se golpea 25 veces
desde una altura de 1cm. A una velocidad de golpes por segundoEl
objetivo de este ensayo es determinar la consistencia para cerra la
ranura del suelo en cada uno de los siguientes rangos: 25 a 35
golpes 20 a 30 golpes 15 a 25 golpesSe grafican los puntos en un
grafico semilogaritmico colocando en las abscisas el n de golpes y
en las ordenadas el contenido de humedadLIMITE PLASTICO (LP) AASHTO
T-90 ASTM D 4318Limite plstico: es la frontera entre el estado
plstico y semi-solido. Es el contenido de humedad que tinee el
suelo en el momento de pasar del estado plstico a semi-solido.Tiene
un menor % de humedad en relacin al limite liquido.El ensayo se
realiza: Se usa la copa de Casa grande El ensayo se lo raliza sobre
la masa del suelo que pasa el Tamiz N40 Para suelos finos: se toma
por cuarteo una muestra de 400 a 500 gramos secado al aire. La
porcin retenida en el tamiz 40, se lo desmenuza con un pison
revestido de goma. Se repite la operacoin hasta que pase su
totalidad El limite plastico se define arbitrariamente como el
contenido mas bajo de humedad. El cual se moldea en barritas
cilndricas de menor dimetro cada vez. Comienzan a agrietarse cuando
las barritas alcanzan a tener 3 mm de dimetro.LIMITE DE CONTRACCION
(LC) AASHTO 92-97 ASTM D 427Limite de contraccin: es la frontera
entre los estados de consistencia semi-solido y solido.El limite de
contraccin de un suelo se define como el porciento de humedad con
respecto al peso seco de la muestra, con el cual una reduccin de
agua no ocasiona la disminucin en el volumen del suelo.ndice de
plasticidad (IP): es la relacin entre el limite liquido y el limite
plstico lo cula nos define el cmoportamiento moldeable de un suelo
y se calcula de la siguiente forma:IP =LL - LPEn general, mientras
mayor sea el IP, mayores sern los problemas de ingenieria asociados
al suelo usado como material de construccin o
cimentacin.CLASIFICACION DE SUELOSEn ingeniera, suelo, es cualquier
material no consolidado compuesto de distintas partculas solidas,
con gases y liquido incluidos:Sistema de clasificacin de los
suelos: Sistema de AASHTO Sistema unificado SISTEMA de las FAALos
diferentes tipos de grupos de suelo son: Grupo A-1: comprende las
mezclas bien graduadas, compuestas por fragmentos piedra, grava,
arena y material ligante poco plstico. Grupo A-1a: comprende
aquellos materiales formados predominantemente por piedra o grava,
con o sin material ligante bien graduado. Grupo A-1b: comprende
aquielos materiales formados predominantemente por arena gruesa,
con o sin material ligante bien graduado. Grupo A-2: incluye una
gran variedad d ematerial granular que contiene menos del 35% de
material fino.1. Grupo A-2-4 y A-2-5: aquellos materiales cuyo
contenido de material fino es igual o menor al 35% y cuya fraccin
que pasa el tamiz N40 tiene las mimsas caractersticas de los suelos
A-4 y A-5 Estos grupos incluyen aquellos suelos gravosos y arenosos
que tienen un contenido de Limo. Arenas finas con contenido de limo
no plstico.2. Grupo A-2-6 y A-2-7: son semejantes a los A-2-4 y
A-2-5 pero la fraccin que pasa el tamiz N40, tinene caractersticas
de los suelos A-6 y A-7Grupos A-3: se hallan incluidas las arenas
finas, de playa y aquiellas con poca cantidad de limo que no tengan
plasticidad, incluye arenas de rio. Son materiales NO plsticos, no
continene plasticidad.Los suelos finos limo-arcillosos contienen
mas del 35% del material fino que pasa el tamiz N200.Los suelos
limo-arcillosos constituyen los grupos: Grupo A-4: pertenecen los
suelos limosos poco o nada plsticos, que tienen un 75% del material
fino que pasa el tamiz n200. Grupo A-5: Son semejantes a los A-4,
pero contienen material micceo. Son elsticos y tienen un limite
liquido elevado. Grupo A-6: el material tpico de este grupo es la
arcilla plstica. El 75% de estos suelos pasan el tamiz N200 Grupo
A-7: son semejantes a los A-6, pero son elsticos y sus limites
liquidos son elevados.1. Sub-grupo A-7-5: incluye aquellos
materiales cuyos ndices de plasticidad no son muy altos con
respecto a sus lmites lquidos.2. Sub-grupo A-7-6: el peor material
que existe para carreteras. Comprende aquellos suelos cuyos ndices
de palsticidad son muy elevados con respecto a sus liites liquidos.
Experimentan camibos de volumenes muy grandes entre sus estados
seco y hmedo.Los parmetros que nos ayudan a la clasificacin de un
suelo son: Limite liquido Limite plstico Tamiz N40 Tamiz
N200INIDICE DE GRUPOEstos ndices dan a conocer la calidad del
suelo.La clasificacin de un suelo en un determindado grupo se basa
en su limite liquido, grado de plasticidad y % de material que pasa
el tamiz 200 IG en suelos granulares 0 a 4 IG en suelos limosos 8 a
12 IG en suelos arcillosos 16 a 20IG= (F-35) (0.2+0.005(LL-40)) +
0.01 (F-15)(IP-10) F= porcentaje que pasa el tamiz 200 LL= limite
liquido IP= ndice de plasticidadM= limo inorgnico o arena muy
finaC=arcillaO= limos, arcillas y mezclas limoarcillosas con alto
contenido de materia organicaL= baja o medaina
compresibilidadH=alta compresibildiad La compresibilidad de
cualquier material en un intervalo de presin dado y a una
temperatura fija se define como el cambio de volumen por unidad de
volumen inicial causado por una variacin de presin. Textura forma
examen cosas distintas