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MECÁNICA DE SUELOS
F ACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
MÓDULOMECÁNICA DE SUELOS
Presentado por:
Escuela de Ingeniería Civil
Facultad de Ingeniería –UCV
Decano de la Facultad de Ingeniería.Mg. Ricardo Delgado Arana.
Director de la Escuela de Ingeniería Civil.Mg. Ricardo Delgado Arana.
Docente del Curso.Ing. Sheyla Cornejo Rodríguez
Agosto 2013
MECÁNICA DE SUELOS
INTRODUCCION A LA INGENIERIA DEL TERRENO
(MECANICA DE SUELOS)-APLICACION
En su trabajo práctico el Ingeniero Civil ha de enfrentarse con muy diversos eimportantes problemas planteados por el terreno.
El suelo (Terreno) le sirve de cimentación para soportar estructuras y terraplenes –
Emplea el suelo como material de construcción –Proyectar estructuras para la
retención o sostenimientos del terreno en excavaciones y cavidades subterráneas.
DIVERSOS PROBLEMAS DE APLICACIÓN DE LA MECANICA DE SUELO
1.1 CIMENTACIONES:
Edificios –Puentes –Carreteras, Túneles, Muros, Torres, Canales, Presas deben
cimentarse sobre la superficie de la tierra o dentro de ella,Y ES NECESARIO
UNA ADECUADA CIMENTACION.
ZAPATAS –CIMENTACIONES SUPERFICIALES CIMENTACIONES PROFUNDAS
TERRAPLENES: Empleado en rellenos-mejoramientos
1.2 EL SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCION
Ing. SHEYLA CORNEJO RODRIGUEZ 2
MECÁNICA DE SUELOS
El suelo es el material de construcción mas abundante del mundo y en muchas
zonas constituye el único material disponible localmente.
Empleado en construcción de monumentos, tumbas, viviendas, vías de
comunicaciones y estructuras para retención de agua.
Necesidad del Ingeniero de seleccionar el tipo adecuado de suelo, método de
colocación y control en la ejecución de la obra. (Relleno)
EJEMPLOS:
PRESA DE TIERRA
RECUPERACION DE TIERRAS (RELLENO HIDRAULICO)
PLANTA ELEVACION
1.3 TALUDES Y EXCAVACIONES
PRESA DE TIERRA
Ing. SHEYLA CORNEJO RODRIGUEZ 3
MECÁNICA DE SUELOS
TALUD NATURAL
EXCAVACION DE SUELOS
CANALES DE IRRIGACION
1.4 ESTRUCTURAS ENTERRADAS Y DE RETENCION
Tuberías enterradas
Estructuras de retención y/o sostenimiento
Ejecución defectuosa
Carga de construcciones superiores a la proyectada
Flexión de la tubería por asentamiento de la cimentación o hundimiento.
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MECÁNICA DE SUELOS
1.5 PROBLEMAS ESPECIALES DE INGENIERIA DE SUELOS
Vibraciones Explosiones/Terremotos Almacenamiento de fluido industriales (En depósito de tierra) Helada (Expansión) Hundimientos Regionales Tipos de problemas geotécnicos:
o Asentamientos del terreno
o Expansión del terreno
o Agrietamientos del terreno y lasestructuras o Deslizamientos
o Erosión del terreno
1.6 LOS PROBLEMAS GEOTÉCNICOS PUEDEN INDUCIR:
Pérdida de vidas
Damnificados
Cierre y daños a vías de comunicación
Daños a edificaciones y vehículos
Daños graves a servicios públicos
En la mayoría de los casos estos problemas son previsibles y evitables
Si se siguen instrucciones simples
Se recurre a expertos en la materia
1.7 INDICIOS DE PROBLEMAS GEOTÉCNICOS
Puertas y ventanas que se traban o están descuadradas, o con dificultades paraabrir o cerrar.
Grietas nuevas o grietas visiblemente reparadas en la estructura y en obrasexteriores.
Desniveles entre pisos y terreno. El terreno ha bajado dejando el piso al aire enalgunos sectores.
Depresiones en el terreno. Un jardín en áreas planas o en pendiente,normalmente no debe tener formas onduladas.
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MECÁNICA DE SUELOS
Levantamientos del terreno y de aceras. A veces estos levantamientos sondebidos a raíces de árboles. Si esto no es evidente, pueden ser por expansión del
suelo.
Grietas en el suelo en forma de media luna. Las grietas en el terreno siempre sonindicio de algún problema geotécnico.
Terreno con topografía original escalonada. Indicio de movimientos antiguosque pueden reactivarse, o de un movimiento actual lento pero continuo.
Escarpas que muestran suelo “fresco” o
Estas son evidencias claras de deslizamientos.
Muros, cercas, postes, o cualquier otra cosa que no esté aplomada o alineada ensu forma natural Estos son indicios de que el terreno se está moviendo,
arrastrando o empujando obras enterradas.
Árboles inclinados: son indicadores menos confiables de movimientos, puestienden a doblarse en búsqueda de la luz solar. Cuando se presentan muy
inclinados o inclinados en diferentes direcciones, pueden ser indicio de
deslizamientos o reptación superficial.
Taludes verticales o con pendientes abruptas. Los taludes pueden lucir estables,pero la descomposición con el tiempo de los materiales que los constituyen,
puede originar su deslizamiento.
1.8 INTRODUCCION A LA GEOLOGIA
El término suelo tiene un significado muy específico para los ingenieros de
diversas especialidades:
Para el ingeniero agronomo-agricola el suelo es denominado como capa
vegetal, caracterizado por un estrato superficial de suelo altamente
meteorizado, rico en humus y capaz de soportar el crecimiento de la
vegetación, de espesor frecuente inferior a los 0.50-1.00 mts.
Desde el punto de vista del ingeniero civil representa la roca fragmentada,
de todo tipo y representa la corteza terrestre visible, que no supera los 80
mts de profundidad, hasta donde a la fecha han llegado sus cimentaciones.
Para el geólogo, el suelo lo denomina roca, es todo lo que constituye la
corteza terrestre.
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MECÁNICA DE SUELOS
1.9 CONSTITUCION DE LA TIERRA:
El análisis de las observaciones sismológicas ha permitido estimase
la composición interna de la tierra, sintetizada en:
Es importante reconocer que el conocimiento directo de la tierra es mínimo.
Se calcula que sólo 8 elementos químicos contribuyen con más del 98% del peso
de la corteza terrestre, representando una simplicidad asombrosa:
Oxigeno 46.6% Silicio 27.7%
Aluminio 8.1% Hierro 5.0%
Calcio 3.6% Sodio 2.8%
Potasio 2.6% Magnesio 2.1%
Resto pequeños porcentajes de elementos raros: Titanio. Hidrogeno, fósforo
y otros
La combinación de los elementos químicos forman una inmensidad de
minerales, que en el campo de la ingeniería civil son limitados,
sintetizados como:
*Los cuarzos
*Los feldespatos
*Las micas *Los
carbonatos
Estos a su vez forman nuestros suelos:
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MECÁNICA DE SUELOS
SÍMBOLO DESCRIPCIÓN LEYENDA
G Grava
Suelos Gruesos
S Arena
M Limo
Suelos Finos
C Arcilla
Suelos con % de materiales O Limos orgánicos y arcilla
contaminados Pt Turba y suelos altamente orgánicos
1.10 CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS
En base al tamaño de los granos que componen una masa de suelo y también sus
características físicas, tales como el límite líquido, índice de plasticidad, límite
de contracción, etc., se han ideado diferentes sistemas que permiten clasificar los
suelos.
En los comienzos de la investigación de las propiedades de los suelos se creyó
que las propiedades mecánicas dependían directamente de la distribución de las
partículas constituyentes según sus tamaños.
Solamente en suelos GRUESOS, cuya granulometría puede determinarse por
mallas, la distribución por tamaños puede revelar algo de la referente a las
propiedades físicas del material.
Los sistemas de clasificación de suelos nos permiten clasificar los suelos en
grupos determinados con cierta precisión, lo cual puede servir al Ingeniero
de dos maneras.
a) Dado un suelo, clasificarlo en su grupo correspondiente de acuerdo con el
Análisis Mecánico y las constantes físicas que se obtenga en el laboratorio.
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MECÁNICA DE SUELOS
b) Conocido el grupo el que pertenece el suelo, predecir su posible
comportamiento en el terreno, lo cual permite seleccionar los materiales
convenientes para la construcción de caminos, represas de tierra, rellenos,
etc.
SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS BASADOS EN CRITERIO
GRANULOMÉTRICO (Tamaño de los granos)
- Básicamente los límites de tamaño de las partículas que constituye un suelo, ofreceun criterio obvio para una clasificación descriptiva del mismo.
- En la actualidad con la técnica del cribado (Tamices), es factible contar con unamayor división, lo que permite efectuar el trazo de CURVAS
GRANULOMÉTICAS, contando con agrupaciones de las partículas en mayor
número diferente.
- Las partículas en general, que conforman un suelo, varían en un amplio rango y no
hay un criterio uniforme para clasificar las partículas por su tamaño así:
Tamaño del Grano
Nombre de la Organización Grava Arena Limo Arcilla
Instituto tecnológico de < 0.002> 2mm 2 a 0.06mm 0.06 a 0.002 mm
mmMassachusetts (MIT)
Asociación Americana de
Funcionarios del Transporte 76.2 a 2 mm 2 a 0.075 mm 0.075 a 0.002< 0.002
mm
y Carreteras Estatales (AASHTO)
Sistema Unificado de Clasificación Finos
de Suelos (U.S Army Corps of Engineers; 76.2 a 4.75 4.75 a 0.075(Es decir limos y arcillas
mm mmU.S Bureau of Reclamation; American
Society for Testing and Materials < 0.075 mm)
FORMA DE LOS AGREGADOS
Según la forma de los agregados:
Prismática. Los agregados tienen forma de prisma, de mayor altura queanchura. Es típico de suelos con mucha arcilla.
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MECÁNICA DE SUELOS
Columnar. Semejante a la estructura prismática, pero con la base redondeada.Ésta estructura es típica de suelos envejecidos.
En bloques. Angulares o subangulares. Los agregados tienen forma de bloque,sin predominio de ninguna dimensión.
Laminar. Los agregados tienen forma aplanada, con predominio de ladimensión horizontal. Las raíces y el aire penetran con dificultad.
Granular. Los agregados son esferas imperfectas, con tamaño de 1 a 10 mm degrosor. Es la estructura más ventajosa, al permitir la circulación de agua y aire.
TIPOS DE SUELOS
A) SUELOS EXPANSIVOS:
Son suelos que tienen la propiedad de contraerse o expandirse debido a cambios
en su contenido de humedad. Este proceso involucra grandes cambios
volumétricos generando esfuerzos considerables.
Características de estos suelos: Son arcillas altamente plásticas y con alto
contenido de montmorillonita en su composición.
Alternativa de solución: Esta es otra forma para diseñar una estructura
adecuándola a suelos expansivos. Esta casa es construida sobre una plataforma
rígida que se inclina cuando el suelo se expande.
B) SUELOS COLAPSABLES:
Generalmente son suelos de origen eólico, cuya estructura está ligeramente
cementada por sales acarreadas por la brisa marina, con lo cual adquieren una
Ing. SHEYLA CORNEJO RODRIGUEZ 10
MECÁNICA DE SUELOS
resistencia aparente. Son suelos en estado meta estable, que generalmente se
presentan en áreas desérticas.
Características de estos suelos: al contacto con el agua sufren cambios bruscos
en su volumen por efecto del lavado de sus cementantes (sales), debido al
reacomodo de sus partículas.
Alternativa de solución:
• Generación del Colapso por Saturación
• Impermeabilización de suelos.
• Evitar la construcción de jardines, diseñando jardineras.
• Estabilización del terreno mediante procesos físicos o químicos.
C) SUELOS ORGANICOS Y TURBAS
Son suelos que debido a su gran compresibidad y bajo esfuerzo cortarte
conduce a serios problemas de inestabilidad y asentamientos.
Características de estos suelos:
Altos contenidos de humedad.
Alta relación de vacíos.
Contenido de materia orgánica. .
D) SUELOS DISPERSIVOS
Las arcillas dispersivas son aquellas que por la naturaleza de su mineralogía y la
química del agua en los suelos, son susceptibles a la separación de las partículas
individuales y a la posterior erosión a través de grietas en el suelo bajo la
filtración de flujos.
Estas arcillas erosionan rápidamente en presencia del agua cuando las fuerzas
repulsivas que actúan entre las partículas de arcilla exceden a las fuerzas de
atracción (Van der Waals) de tal forma que las partículas son progresivamente
separadas desde la superficie entrando a una suspensión coloidal. Por esta razón
estas arcillas son llamadas arcillas “
Son suelos altamente erosivos a bajos gradientes hidráulicos del flujo del agua, e
incluso en algunos casos en agua en reposo.
Ing. SHEYLA CORNEJO RODRIGUEZ 11
MECÁNICA DE SUELOS
PROPIEDADES FISICAS DE LOS SUELOSa) ESTRUCTURA DEL SUELO (FASES/PARTES)
ESTRUCTURA PARTICULASDEL FORMADO AGUASUELO POR: VACIOS
AIRE
MODELO DE CASAGRANDE
Va= Volumen aire Wa= Peso aire
Vw= Volumen de líquido Ww= Peso del liquido
Vs= Volumen de solido Ws= Peso de solido
Vv= Volumen de vacíos
Vm= Va + Vw + Vs Wm= Wa + Ww + Ws
b) CARACTERISTICAS DE LAS FASES/PARTES DEL
SUELO b-1) PARTE SOLIDA:
La fase solida puede ser mineral u orgánica; la mineral está compuesta por
partículas de distintos tamaños, formas y composición química; la orgánica está
compuesta por residuos vegetales en diferentes etapas de descomposición y
organismos en estado de vida activa.
b-2) PARTE LIQUIDA
Factor importante en el comportamiento de un suelo, es la cantidad de agua o
humedad que contiene (varias según el clima de tiempo en tiempo).
Se clasifican en: (Base de su comportamiento)
Ing. SHEYLA CORNEJO RODRIGUEZ 12
MECÁNICA DE SUELOS
Secado al Saturado con Con humedadESTADO Secado al aire
superficialhorno superficie seca
En su interiorContiene también
HUMEDAD Contienecontiene humedadNinguna humedad en
TOTAL humedad.superficialtodo su interior
EL AGUA DE GRAVEDAD: Es el agua que está en masas suficientemente
grandes, como para obedecer la acción de la gravedad AGUA CAPILAR: Existente en los pequeños vacíos de manera que la tensión
superficial del agua se convierte en un factor importante, considerando que predomina
sobre la acción de la gravedad. Se mueve a través del suelo, en especial en aquellos de
granos finos denominado. “MOVIMIENTO
CAPILAR”
El agua capilar es la fracción del agua que ocupa los microporos, se mantiene en
el suelo gracias a las fuerzas derivadas de la tensión superficial del agua. Esta
fracción del agua es utilizable por las plantas, es la reserva hídrica del suelo. La
capacidad de algunas sustancias de absorber o ceder humedad al medio ambiente
también es sinónimo de higrometria. AGUA HIGROSCÓPICA O MOLÉCULA: Es el agua que envuelve y está
íntimamente asociada con los granos individuales del suelo (No puede ser
evaporado simplemente secándola al aire)
La cantidad de agua Higroscópica se supone que es igual a la diferencia de pesos
entre el de una muestra secada al aire y el de la muestra secada dentro de un
horno a la temperatura de 110°C durante 24 horas.
El agua higroscópica o molecular es la fracción del agua absorbida directamente
de la humedad del aire. Esta se dispone sobre las partículas del terreno en una
capa de 15 a 20 moléculas de espesor y se adhiere a la partícula por adhesión
superficial. El poder de succión de las raíces no tiene la fuerza suficiente para
extraer esta película de agua del terreno. En otras palabras esta porción del agua
en el suelo no es utilizable por las plantas.
Ing. SHEYLA CORNEJO RODRIGUEZ 13
MECÁNICA DE SUELOS
b-3) PARTE GASEOSA
Constituido por el aire encerrado en los vacíos que no son ocupados por el
agua (se supone que este aire está sa-turado con vapor de agua y que su
composición es algo diferente del aire exterior)
VACIOS
En el suelo cualquiera se llama vació a los espacio libres que existen entre
las partículas que están completamente llenos de agua, llenos completamente
de aire o ambos a la vez. Esto determina que:
Suelo saturado: Cuando los vacíos están llenos de agua
Suelo seco. Cuando los vació están completamente lleno de aire
Suelo con contenido de humedad: Cuando están llenos de aire y agua
PROPIEDADES:
El peso específico representa la fuerza con que la Tierra atrae a un volumenunidad de la misma sustancia considerada.
Ing. SHEYLA CORNEJO RODRIGUEZ 14
MECÁNICA DE SUELOS
El peso específico de una sustancia es el peso de la unidad de volumen.
Se obtiene dividiendo un peso conocido de la sustancia entre el volumen que
ocupa.
Llamando W al peso y V al volumen, el peso específico ɣ, vale:
Densidad Se obtiene dividiendo una masa conocida de la sustancia entre elvolumen que ocupa. Llamando m a la masa, y v al volumen, la densidad, D,
vale:
Relación entre el peso específico y la densidad.
El peso específico y la densidad son evidentemente magnitudes distintas como
se ha podido comparar a través de las definiciones que se dieron en la parte de
arriba, pero entre ellas hay una íntima relación, que se va a describir a
continuación.
Se recordará que el peso de un cuerpo es igual a su masa por la aceleración de la
gravedad:
W= m. g
Pues bien, sustituyendo esta expresión en la definición del peso específico y
recordando que la densidad es la razón m/V, queda:
El peso específico de una sustancia es igual a su densidad por la aceleración de
la gravedad.
A) Peso específico de la masa del Suelo ( )
(g/cm3, tn/m3, kg/m3)
B) Peso específico de la parte solida ( ) llamado peso volumétrico de lossólidos
(g/cm3, tn/m3, kg/m3)
C) Peso específico de la parte liquida ( )
(g/cm3, tn/m3, kg/m3)
Ing. SHEYLA CORNEJO RODRIGUEZ 15
MECÁNICA DE SUELOS
Peso específico del agua en condiciones reales de trabajo, su valor difiere un
poco del γo , en la práctica se toma igua
D) Densidad absoluta: (Da)Es la masa de dicho cuerpo contenido en la unidad de volumen, sin incluir sus
vacíos.
E) Densidad aparente: (D´a)Es la masa de dicho cuerpo contenido en la unidad de volumen, incluyendo sus
vacíos.
F) Densidad relativa: (Dr)
= Peso específico del agua destilada, a 4º C. y a la presión atmosférica correspondiente al
nivel del mar. γo =
G) Contenido de Humedad (w)
El contenido de humedad de un suelo, es el peso del agua que contiene
expresado como porcentaje del peso seco de la muestra, puede definirse como la
relación del peso de agua presente al total del peso de la muestra secada al
horno. En mecánica de suelos el conten del material seco y se expresa en porcentaje.
H) Humedad Relativa: (Grado De Saturación)Proporción de los vacíos llenos de agua al total de vacíos que tiene la masa del
suelo
Ing. SHEYLA CORNEJO RODRIGUEZ 16
MECÁNICA DE SUELOS
Los suelos se clasifican según su humedad relativa (H.R.):TIPO H.R. SITUACION
SUELO SECO 0 SECO
LIGERAMENTE HUMEDOS 0-0.25
HUMEDO 0.25-0.50PARCIALMENTE SATURADO
MUY HUMEDO 0.50-0.75
MOJADO 0.75-1.00
SATURADO 1.00 SATURADO
I) Porosidad:
Los huecos que dejan entre sí las partículas sólidas del suelo pueden ser:
Poros. Huecos que dejan las partículas y los agregados. Tienencontornos irregulares y están conectados entre ellos, lo que favorece la
circulación de agua y aire.
Canales. Huecos comunicantes que se forman por la actividad de lafauna del suelo.
Fisuras o grietas. Huecos intercomunicados que se forman comoconsecuencia de la retracción del suelo.
Los poros entre partículas sólidas pueden estar ocupados por aire o agua
Microporos. Son los poros de menor tamaño, capaces de retener agua.
Macroporos. Son los poros de mayor tamaño, por los que el agua circula pero
no es retenida. Normalmente los macroporos están ocupados por aire, excepto
cuando el agua está circulando por ellos.
Denominado como a la relación que hay entre el volumen de vacíos quetiene una masa de suelo y el volumen total que tiene una masa de suelos.
Se expresa en tanto por ciento (%), y está condicionada por la textura yla estructura del suelo.
Los suelos de textura fina tienen mayor porosidad que los de texturagruesa.
Ing. SHEYLA CORNEJO RODRIGUEZ 17
MECÁNICA DE SUELOS
Los suelos arcillosos tienen gran número de poros pequeños(microporos), mientras que los arenosos tienen un número escaso de
poros grandes (macroporos) comunicados entre sí
La porosidad (n) lo hace con un valor que varía en el tiempo (por cargas,
desecamiento, o humectación)
Vv= Volumen total de vacíos de masa de sueloVm = Volumen total de la masa de suelo
J) Proporción de Vacíos: o relación de vacíos (e)
Es la relación que hay entre el volumen total de vacíos y el volumen de la parte
solida de una masa de suelo.
Proporción de vacíos (e) vincula el volumen de vacíos con una magnitud
constante, para un determinado tipo de suelo, en el tiempo
Vv= Volumen total de vacíos de masa de sueloVs = Volumen de solidos
K) Relaciones de vacíos y porosidad
.
Ing. SHEYLA CORNEJO RODRIGUEZ 18
MECÁNICA DE SUELOS
Ejercicios
1. Se tiene una muestra que pesa 3345 g, se coloca al horno y su peso es de 2887g. Si el
peso específico de la parte solida es de 1.98g/cm3, asi como el volumen de la
muestra es de 1838cm3. Determinar el peso específico de la masa del suelo,
humedad, proporción de vacíos y porosidad.
2.
Ing. SHEYLA CORNEJO RODRIGUEZ 19
MECÁNICA DE SUELOS
CLASIFICACION DE LOS SUELOS-SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DE
SUELOS
SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACIÓN DE SUELO
Suelos divididos en:
Suelos de grano grueso Suelos de grano fino-Suelos altamente orgánicos
Delimitados por: Ensayo del análisis granulometría Límites de Atterberg
Recomendación:
Debe ejecutarse en muestra representativas.
Clasificación simbología
SÍMBOLO DESCRIPCIÓN LEYENDA
G Grava
Suelos Gruesos
S Arena
M Limo
Suelos Finos
C Arcilla
Suelos con % O Limos orgánicos y arcilla
de materiales Turba y suelos altamente
contaminadosPt
orgánicos
Alta plasticidad (Limite liquidoH mayor que 50)
Baja plasticidad (Limite liquidoL menor que 50)
W Bien graduados
P Mal graduados
Ing. SHEYLA CORNEJO RODRIGUEZ 20
MECÁNICA DE SUELOS
DIVISIONES
MAYORES
Suel
os g
ranu
lare
s
Arena y
suelos
arenosos
fino
s Limos y
arcillas
Suel
os
(LL<50)
SÍMBOLO
DESCRIPCIÓNSUCS GRAFICO
GWGravas bien mezclas arena, con poco o nada de
material fino, variación en tamaños granulares
GPGrava mal graduadas, mezcla de arena –grava con
poco o nada de material fino
Grava arcillosas, mezclas de grava-arena arcilla
GC gravas con material fino cantidad apreciable de
material fino.
Arena bien graduados, arenas con grava, poco o nada
SWde material fino. Arenas limpios poco o nada, amplia
variación en tamaño granulares de partículas en
tamaño intermedios.
Arena mal graduados con grava poco o nada de
SP material fino, un tamaño predominante o una serie de
tamaños con ausencia de partículas internas.
SMMateriales finos sin plasticidad o con plasticidad muy
baja.
SC Arenas arcillosas, mezclas de arena-arcillosa.
Limos orgánicos y arenas muy finos, polvo de roca,
ML arenas finos limosos o arcillosas o limos arcillosos
con ligera plasticidad.
Ing. SHEYLA CORNEJO RODRIGUEZ 21
MECÁNICA DE SUELOS
Arcillas inorgánicas de plasticidad baja o mediana,CL
arcillas, gravas, arcilla limosa, arcilla magro.
OL Limo orgánico y arcillas limosas, arcillas magros.
Limos orgánicos y arcillas limosas orgánicas, bajaMH
plasticidad.
Limos yArcillas inorgánicas de elevada plasticidad, arcillas
arcillas CHgrasosas.
(LL>50)
Arcillas orgánicas de mediana o elevada plasticidad,OH
limos orgánicos.
Suelos altamenteTurba, suelos considerablemente orgánicos.Pt
orgánicos
Ing. SHEYLA CORNEJO RODRIGUEZ 22
DIVISIÓN MAYOR
GRAV
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SUELOSALTAMENTE ORGÁNICOS
SÍMBOLONOMBRES TÍPICOS
Gravas bien graduadas,mezclas de grava y arena
GW con poco o nada de finos
Gravas mal graduadas,GP mezclas de grava y arena
con poco o nada de finos
d* Gravas limosas, mezclas de
GM grava, arena y limo
u
GCGravas arcillosas, mezclasde gravas, arena y arcilla
Arenas bien graduadas,
SWarena con gravas, con pocao nada de finos.
Arenas mal graduadas,SP arena con gravas, con poca
o nada de finos.
*d Arenas limosas, mezclas de
SM arena y limo.
u
Arenas arcillosas, mezclas
SCde arena y arcilla
Limos inorgánicos, polvode roca, limos arenosos o
ML arcillosos ligeramenteplásticos.
Arcillas inorgánicas debaja o media plasticidad,
CLarcillas con grava, arcillasarenosas, arcillas limosas,
arcillas pobres.
Limos orgánicos y arcillaslimosas orgánicas de baja
OL plasticidad.
Limos inorgánicos, limosmicáceos o diatomáceos,
MH más elásticos.
CHArcillas inorgánicas de alta
plasticidad, arcillas francas
Arcillas orgánicas de
OHmedia o alta plasticidad,
limos orgánicos de media
plasticidad
Turbas y otros suelosP altamente orgánicos.
CLASIFICACION SUCS
CRITERIO DE CLASIFICACIÓN EN EL LABORATORIO
DE
COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD Cu: mayor
DE
TE
RM
ÍNE
SE L
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PO
RC
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TA
JES
DE
GR
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TAJE
de 4.COEFICIENTE DE CURVATURA Cc: entre
Men
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%:
GW
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, SP
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el 1
2%:
GM
, GC
, SM
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asos
de
fron
tera
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uier
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l uso
de
sím
bolo
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bles
**
1 y 3.
Cu = D60 / D10 Cc = (D30)2 / (D10 * D60)
NO SATISFACEN TODOS LOS REQUISITOSDE GRADUACIÓN PARA GW.
Límites de Atterberg
FIN
OS
(fra
cció
n qu
e pa
sa p
or la
mal
la N
º. 2
00)
LOS
SUE
LO
S G
RU
ESO
S SE
CLA
SIF
ICA
N C
OM
O S
IGU
E:
abajo de
o I.P. menor que 4.Arriba de l
con I.P. entre 4 y 7 son
Límites de Atterbergcasos de frontera que
arriba derequieren el uso de
con I.P. mayor quesímbolos dobles.
7.
Cu = D60 / D10 mayor de 6 ; Cc = (D30)2 / (D10)
(D60) entre 1 y 3.
No satisfacen todos los requisitos de graduaciónpara SW
Límites de Atterberg
abajo de
o I.P. menor que 4.Arriba de lcon I.P. entre 4 y 7 son
Límites de Atterberg casos de frontera que
arriba derequieren el uso de
símbolos dobles.A” con I.
que 7.
G –Grava, S –Arena, O –Suelo Orgánico, P –Turba, M –Limo C–Arcilla, W –Bien Graduada, P –Mal Graduada, L –BajaCompresibilidad, H –Alta Compresibilidad
CARTA DE PLASTICIDADPara la clasificación de suelos de partículas finas en Lab.
60BAJA MEDIA ALTA
50CH
PL
ÁST
ICO
40
CL "A"-20)
30LINEA.73
.L(L
.
ÍND
ICE 20 I P=0 OH
CLó
OL MH10ó7
CL-ML4 ML0 ML
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100LÍMITE LÍQUIDO %
MECÁNICA DE SUELOS
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO
DEFINICIONES
BIEN GRADUADO: Relacionado a la grava/arena, es una composición
granulométrica de tamaños de partículas perfectamente graduadas, es decir sin
predominio ni defecto marcado de ningún tamaño particular.
MAL GRADUADO: Igualmente relacionado a grava y arenas, tiene una composición
granulométrica con exceso de algunos tamaños particulares y defecto de otros.
COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD: Proporción obtenida por división del máximo
tamaño de la partícula que están debajo del 60% (D60) en la curva granulométrica por
el tamaño efectivo (D10)
Cu D60
D10
COEFICIENTE DE CURVATURA: Obtenido por la expresión:
(D30) 2
Cc D10xD60
Ing. SHEYLA CORNEJO RODRIGUEZ 24
MECÁNICA DE SUELOS
Tamices Abertura Peso % Retenido % Retenido % Que
ASTM(mm) retenido parcial Acumulado Pasa
(g)A H 100-H
B H+I=N 100-N
C N+J=O 100-O
D O+K=P 100-P
E P+L=Q 100-Q
Plato F Q+M=R 100-R
SUMA G 100
Tamaño de Malla
Tamices (ASTM) Abertura en mm.3" 76.2
2 1/2" 63.52" 50.6
1 1/2" 38.10
1" 25.403/4" 19.05
1/2" 12.703/8" 9.5251/4" 6.350
Nº4 4.75
Nº 8 2.36Nº 10 2.00Nº 16 1.180
Nº 20 0.850
Nº 30 0.600
Nº 40 0.425
Nº 50 0.300Nº 60 0.250Nº 80 0.180Nº 100 0.150
Nº 200 0.075Pasa N° 200
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MECÁNICA DE SUELOS
SÍMBOLO DE GRUPO NOMBRE DEL GRUPO
GW< 15% arena Grava bien graduada
≥ 15% Grava bien graduada con arena
GP< 15% arena Grava mal graduada
≥ 15% Grava mal graduada con arena
GW-GM< 15% arena Grava bien graduada con limo.
≥ 15% Grava bien graduada con limo y arena
< 15% arenaGrava bien graduada con arcilla
(o arcilla limosa)GW-GC
≥ 15%Grava bien graduada con arcilla y
arena (o arcilla limosa y arena)
GP-GM< 15% arena Grava mal graduada con limo.
≥ 15% Grava mal graduada con limo y arena.
< 15% arenaGrava mal graduada con arcilla
(o arcilla limosa)GP-GC
≥ 15%Grava mal graduada con arcilla y arena
(o arcilla limosa y arena)
GM< 15% arena Grava limosa
≥ 15% Grava limosa con arena
GC < 15% arena Grava arcillosa
Ing. SHEYLA CORNEJO RODRIGUEZ 26
MECÁNICA DE SUELOS
≥ 15% Grava arcillosa con arena
GC-GM< 15% arena Grava limo -arcillosa
≥ 15% Grava limo–arcillosa con arena
SW< 15% grava Arena bien graduada
≥ 15% Arena bien graduada con grava
SP< 15% grava Arena mal graduada
≥ 15% Arena mal graduada con grava
SW-SM< 15% grava Arena bien graduada con limo.
≥ 15% Arena bien graduada con limo y grava
< 15% gravaArena bien graduada con arcilla
(o arcilla limosa)SP-SC
≥ 15%Arena bien graduada con arcilla y
arena (o arcilla limosa y grava)
SP-SM< 15% grava Arena mal graduada con limo.
≥ 15% Arena mal graduada con limo y grava.
< 15% gravaArena mal graduada con arcilla
(o arcilla limosa)SP-SC
≥ 15%Grava mal graduada con arcilla y arena
(o arcilla limosa y arena)
SM< 15% grava Arena limosa
≥ 15% Arena limosa con grava
SC< 15% grava Arena arcillosa
≥ 15% Arena arcillosa con grava
SC-SM< 15% grava Arena limo -arcillosa
≥ 15%grava Arena limo –arcillosa con grava
Cuadro: Grupo de Suelos tipo Grava y Arenosos
Fuente: ASTM.
Ing. SHEYLA CORNEJO RODRIGUEZ 27
CLASIFICACION ASTHO
SISTEMA AASHTO.
El Sistema de clasificación AASHTO se usa principalmente para clasificación de las
capas de carreteras. No se usa en la construcción de cimentaciones.
El sistema de Clasificación fue desarrollado en 1929 como el Public Road
Administration Classification System (Sistema de Clasificación de la Oficina de
Caminos Públicos). Ha sufrido varias versiones, con la versión actual propuesta por
Highway Research Board´s Commitee sobre clasificación de materiales para
subrasantes y caminos de tipo granular (1945).
Los suelos comprendidos en los grupos A-1, A-2 y A-3 son materiales de granulares
donde 35% o menos de las partículas pasan por la criba Nº 200 y aquellos en los
grupos A-4, A-5, A-6 y A-7 son suelos de los que más del 35% pasan por la criba Nº
200.
El sistema de clasificación AASHTO (para suelos A-1 al A-7) se presenta en la
siguiente tabla. Nótese que el grupo A-7 incluye dos tipos de suelos. Para el tipo A-7-5,
el índice de plasticidad es menor o igual que el límite menos que 30. Para el tipo A-7-6,
el índice de plasticidad es mayor que el límite liquido menos 30.