Mecanica de Suelos Suelo Doc Ok (2)

7/21/2019 Mecanica de Suelos Suelo Doc Ok (2)

http://slidepdf.com/reader/full/mecanica-de-suelos-suelo-doc-ok-2 1/146

UNIVESIDAD NACIONAL DE SAN MARTÍNMECANICA DE SUELOS

MECANICA DE SUELOS

INTRODUCCION

En Mecánica de Suelos (MS) se estudia las popiedades ! co"pota"iento del suelo# co"o"ateial de constucci$n o sopo%te de estuctuas (teeno de &undaci$n)# 'ásica"ente de

ci"entaciones ue son los ele"entos ue tans"iten las caas de la estuctua al teeno*

Se si+e de la ecolecci$n ! análisis de "uestas# paa lueo o'tene sus esultados !

dete"inaci$n de sus caacte,sticas &,sicas# "ecánicas ! la eacci$n de "asas de suelos duante

la aplicaci$n ápida de caas# las cuales seán aplicadas en los dise-os de las distintas o'as de

inenie,a*

El inenieo ci+il de'e en&entase con di+esos

e i"potantes po'le"as# planteados po elteeno ! s, todas las estuctuas. edi&icios#

puentes# caeteas# t/neles# "uos# toes#

canales# pesas# etc* de'eán ci"entase so'e

la supe&icie de la tiea o dento de ella (su'

suelo)# ! paa ue una estuctua se co"pote

satis&actoia"ente# de'e posee una ci"entaci$n adecuada*

Cuando el teeno &i"e o esistente está p$0i"o a la supe&icie# una &o"a +ia'le de tans"iti al

teeno las caas concentadas de los "uos o colu"nas de un edi&icio es "ediante 1apatas* Un

siste"a de 1apatas se deno"ina ci"entaci$n supe&icial*

Cuando el teeno denso (co"pacto) no está p$0i"o a la supe&icie# un siste"a 2a'itual paa

tans"iti el peso de una estuctua al teeno es "ediante ele"entos +eticales co"o pilotes o

caissons*

El suelo es el "ateial de constucci$n "ás a'undante del "undo ! en "uc2as 1onas constitu!e#

de 2ec2o# el /nico "ateial disponi'le local"ente* Cuando el inenieo e"plea el suelo co"o

"ateial de constucci$n de'e selecciona el tipo adecuado de suelo# as, co"o el "3todo de

colocaci$n !# lueo# contola su colocaci$n en o'a* E4e"plos de suelo co"o "ateial de

constucci$n son las pesas de tiea# pa+i"entos# ellenos# teaplenes# etc*

La topoa&,a# oto po'le"a co"/n as, cuando la supe&icie del teeno no es 2oi1ontal ! e0iste

una co"ponente del peso ue tiende a po+oca el desli1a"iento del suelo* Si a lo lao de una

supe&icie potencial de desli1a"iento# los es&ue1os tanenciales de'idos al peso o cualuie ota

causa (co"o aua de &iltaci$n# peso de una estuctua o &ue1as 2oi1ontales poducidas po un

tee"oto) supean la esistencia al cote del suelo# se poduce el desli1a"iento de una pate del

teeno*

1




Las otas estuctuas "u! liadas a la "ecánica de suelos son auellas constuidas

'a4o la supe&icie del teeno co"o las alcantaillas ! t/neles# ente otos# ! ue están so"etidas a

las &ue1as ue e4ece el suelo en contacto con las "is"as*

Las estuctuas de contenci$n# son oto po'le"a a esol+e con el apo!o de la "ecánica de

suelos# ente las "ás co"unes están los "uos de a+edad# los ta'lestacados# las pantallas

ancladas ! los "uos en tiea a"ada*

El suelo po su co"ple4idad euiee se estudiado en &o"a "inuciosa con peicia ! pecisi$n# de

lo cual depende la seuidad ! +ida /til de cualuie o'a de constucci$n ci+il*

Antes los po'le"as de "ecánica de suelos se esol+,an en &o"a e"p,ica o po tanteos#

ta!endo co"o consecuencia ieso de seuidad ! econo",a*

La epaaci$n de &allas o de&ectos en la ci"entaci$n po lo eneal son costosas* Muc2as +eces sedescu'en despu3s ue la estuctua 2a estado en uso duante a-os* 5eneal"ente el po'le"a

se de'e al análisis inadecuado de la inenie,a ! po no to"a en cuenta cietas condiciones

pedeci'les*

PRIMERA UNIDAD: Suelo: Definición, Origen y formación, Clae, Te!"ura y e"ruc"ura#e lo uelo$

%$%$ SUELO

Es el estato suelto de "ateial sin consolida po+enientes de la "eteoi1aci$n !

desco"posici$n de la oca*

Es una "e1cla de pat,culas s$lidas# l,uidas ! aseosas*

Es una peue-a capa &o"ada po la desinteaci$n ! desco"posici$n de los /lti"os

ni+eles de la cote1a teeste de nuesto planeta tiea*

%$&$ ORI'EN ( )ORMACI*N DE LOS SUELOS

La cote1a teeste es atacada pincipal"ente po el aie ! las auas# siendo los

"edios de acci$n de estas sustancias su"a"ente +aiadas* Todos los "ecanis"os de

ataue pueden incluise en dos upos.

a$ DESINTE'RACI*N MEC+NICA$ Es la inte"pei1aci$n de las ocas po

aentes &,sicos# estos aentes son.

Ca"'ios de te"peatua

Conelaci$n del aua

Oanis"os ! plantas*

Todos estos aentes llean a &o"a el suelo (aenas# li"os ! solo en casos especiales

acillas)*

2




-$ DESCOMPOSICI*N .UIMICA$ Se e&iee a la acci$n de aentes

ue atacan a las ocas "odi&icando su constituci$n "ineal$ica o u,"ica# el

pincipal aente es el aua# siendo los "ecanis"os de ataue# la o0idaci$n# la

2idataci$n ! la ca'onataci$n* Los e&ectos u,"icos de la +eetaci$n 4uean un

papel no despecia'le*

Estos "ecanis"os eneal"ente poducen acilla co"o /lti"o poducto# todos

los e&ectos anteioes suelen acentuase con los ca"'ios de te"peatua# po lo

cuál es &ecuente enconta &o"aciones acillosas de i"potancia en 1onas

2/"edas ! cálidas# "ientas ue son t,picas de 1onas "ás &,as &o"aciones

aenosas o li"osas# "ás uesas*

En los desietos cálidos# la &alta de aua 2ace ue los &en$"enos de

desco"posici$n no se desaollen# po lo cual la aena pedo"ina en estas1onas*

ES.UEMA DE LA DESCOMPOSICION .UIMICA

%$/$ CLASES DE SUELOS

a$ Suelo rei#uale*6 Son poducto del ataue de los aentes del inte"peis"o#

pueden uedase en el lua diecta"ente so'e la oca de la cual se dei+an*

-$ Suelo Tran0or"a#o*6 Los suelos pueden se e"o+idos del lua de &o"aci$n#

po los "is"os aentes eol$icos ! edepositados en ota 1ona* As, se eneansuelos ue so'e!acen so'e otos estatos sin elaci$n diecta con ellos*

E0isten en la natuale1a nu"eosos aentes de tanspote de los cuales pode"os

cita co"o pincipales los laciaes# el +iento# los ,os ! coientes de aua

supe&icial# los "aes ! &ue1as de a+edad7 estos &actoes act/an a "enudo

co"'inada"ente*

3




Esue"a de la &o"aci$n de los suelos

%$1$ ESTRUCTURA ( TE2TURA DE LOS SUELOS

%$1$%$ DE)INICI*N$ De&ini"os co"o Estuctua a la popiedad de los suelos ue

poduce una espuesta a los ca"'ios e0teioes ! solicitaciones tales co"o el

aua# caas (edi&icios# pa+i"entos# etc*) especti+a"ente* Esta popiedad

in+oluca tanto el aelo eo"3tico de las pat,culas co"o a las &ue1as ue

están so'e ellas# In+oluca conceptos co"o 8adaci$n9# 8aelo9# 8+ac,os9#

&ue1as liantes ! &ue1as

el3cticas asociadas*

Te0tua es la apaiencia

supe&icial# depende del

ta"a-o# &o"a !

aduaci$n de las

pat,culas*

%$1$&$ ESTRUCTURA DE LOS SUELOS 'RUESOS

:edo"inan las &ue1as a+itacionales# depende en an "edida de la &o"a

de las pat,culas# de su ta"a-o ! de c$"o están oani1adas*

Las &ue1as a+itacionales pedo"inan po so'e otas* As, su esistencia o

co"pota"iento 2idáulico se +en adual"ente a&ectados po cicunstancias

tales co"o la oientaci$n de las pat,culas o la cantidad de +ac,os e0istentes en

su "asa*

4




En las &iuas se "uestan el aelo de sus pat,culas* En el

á&ico 3a4 se o'se+a el aelo deno"inado estado "ás suelto ! en el 3-4 se

o'se+a el aelo deno"inado estado "ás co"pacto*

Notándose

ue la cantidad de +ac,os en a"'os es di&eente es deci con elaci$n de

+ac,os "á0* ! ",n* en el aelo de este tipo de pat,culas# co"o las

pat,culas eales di&ieen de la &o"a es&3ica aa +e1 da un aelo eal

! en consecuencia los di&eentes ta"a-os ! &o"as se co"'inan paa

&o"a suelos "u! densos o sueltos*

Utili1ando a"'as estuctuas se puede conclui ue la seunda (densa)

e0ie un aelo "e4o ue la pi"ea# es deci la esistencia ue pueda

tene el suelo es "a!o ! ue las pat,culas "enoes conti'u!en alsopote de caas ! el tene "eno cantidad de +ac,os e0iste "enos

posi'ilidad de de&o"aci$n* En la natuale1a el suelo se pesenta en un

estado inte"edio donde la elaci$n de +ac,os pod,a deno"inase

estado natual 3en4 ue en cieto "odo epesenta el ado de aco"odo

ente pat,culas*

DENSIDAD RELATI5A 3Dr$4

La densidad elati+a es un t3"ino elacionado con el ado de aco"odode las pat,culas de un suelo* Mate"ática"ente puede calculase con

las ecuaciones.

La D;# es sin$ni"o de ue un suelo es

de pat,culas uesas#

coespondiendo en +aloes "enoes#

"eno seá la esistencia7 si a "a!o D

;# "a!o seá la esistencia*

5

%100%0

%100

%0:

100%

..

..

..

..

≤≤=⇒=

=⇒=

−−=

r

r Mín Nat

r Máx Nat

Mín Máx

Nat Máxr

D

Dee

DeeSi

xee

ee D




%$1$/$ ESTRUCTURA DE LOS SUELOS CO6ESI5OS

El conoci"iento de la

co"posici$n intena de

las lá"inas de acilla es

"ás i"potante a ni+el

'ásico ue a ni+el

inenieil# sin e"'ao

es /til co"pende su co"posici$n a &in de esta'lece su

co"pota"iento*

In+estiaciones ecientes# se-alan el a"'iente electou,"ico# ue

e0iste en el aua# en el "o"ento de la &o"aci$n del suelo co"o el

&acto "ás in&lu!ente en su &utuo co"pota"iento ! la sedi"entaci$n

indi+idual de tales estuctuas# poduce las deno"inadas estuctuas.

<loculenta# :analoide# Castillo de naipes ! Dispesa*

%$1$/$% ESTRUCTURA )LOCULENTA 3arcilla4

Cuando en el poceso de sedi"entaci$n# dos pat,culas de

diá"etos "enoes de =*==>"" llean a tocase# se ad2ieen

! se sedi"entan 4untas7 as, otas pat,culas pueden Unise al

upo# &o"ando un u"o# con estuctua si"ila a un panal*

Cuando estos u"os llean al &ondo &o"an a su +e1

panales# cu!as '$+edas no están !a &o"adas po pat,culas

indi+iduales7 sino po los u"os "encionados* El necanis"o

anteio poduce una estuctua "u! 'landa ! suelta# con an

6




+olu"en de +ac,os# lla"ada &loculenta ! a +eces#

panaloide de oden supeio*

Las pat,culas "enoes de =#===> "" ? =*> "ica se considean !a coloides7

estas pat,culas pueden pe"anece en suspensi$n inde&inida"ente# pues en

ellas el peso e4ece poca in&luencia en co"paaci$n con# las &ue1as el3cticas

desaolladas ente las pat,culas caadas neati+a"ente# se/n !a se di4o !

con las &ue1as "oleculaes e4ecidas po la popia aua7 cuando dos de estas

pat,culas tienden a acecase# sus caas e4ecen una epulsi$n ue las ale4a denue+o7 las +i'aciones "oleculaes del aua# i"piden ue las pat,culas se

pecipiten7 el esultado es un "o+i"iento caacte,stico en ápido 1i1a#

conocido co"o 'o@niano ( el 'otánico inl3s %o@n lo o'se+$ po +e1 pi"ea

al estudia suspensiones de cloo&ila al "icoscopio)*

:o este "ecanis"o# las pat,culas coloidales de suelo en suspensi$n no se

sedi"enta,an 4a"ás* Las caas el3cticas de la pat,culas coloidales pueden#

sin e"'ao# neutali1ase 'a4o la in&luencia de la adici$n de iones de caa

positi+a opuesta7 un electolito# po e4e"plo un ácido tal co"o el clo2,dico# se

disocia en aua en iones positi+os ! neati+os (CI ! 7)7 po el e&ecto de los

iones B en soluci$n# los coloides neutali1an sus caas ! c2ocan ente s,#

uedando unidos po las &ue1as de ad2eencia desaolladas* De esta "anea

pueden e"pe1a a &o"ase los &l$culos de "a!o "asa# ue !a tienden a

depositase*

En las auas de "a# sales contenidas act/an co"o electolito 2aciendo posi'le

la eneaci$n del "ecanis"o antes descito7 en otas auas natuales la

disociaci$n no"al de alunas "ol3culas (7# O) ue sie"pe se poduce# la

pesencia de sales# etc# loa el "is"o e&ecto*

Los &loculos se unen ente si paa &o"a panales# ue se depositan

con4unta"ente# &o"ando al toca &ondo nue+os panales ! dando lua a una

&o"a e0taodinaia di&usa de estuctua en la ue el +olu"en del solid$ puede

no epesenta "as de un 6=;*

7




Con&o"e au"enta el peso de'ido a la sedi"entaci$n continua# las

capas in&eioes e0pulsan aua ! se consolidan "ás* Duante este poceso# las

pat,culas ! u"os se acecan ente s, ! es posi'le ue esta estuctuaci$n tan

poco &i"e al pincipio# alcance esistencias de i"potancia*

%$1$/$& ESTRUCTURA PANALOIDE

Esta estuctua

considea t,pica en

anos de peue-o

ta"a-o (=*==>"" de

diá"eto o alo

"enoes) ue se

depositan en un "edio

continuo# no"al"ente aua !# en ocasiones aie* En estas pat,culas# la

a+itaci$n e4ece un e&ecto ue 2ace ue tiendan a sedi"entase# peo su

peue-a "asa# otas &ue1as natuales pueden 2acese de "anitud

co"paa'le7 conceta"ente# si la pat,cula antes de llea al &ondo del deposito#toca a ota pat,cula !a depositada# la &ue1a de ad2eencia desaollada ente

a"'as# puede neutali1a al peso# 2aciendo ue la pat,cula uede detenida

antes de co"pleta su caea7 ota pat,cula puede a2oa a-adise ! el con4unto

de ellas podá llea a &o"a una celda# con cantidad i"potante de +ac,os# a

"odo de panal "ostada en la &iua* Las &ue1as de ad2eencia# causantes de

estas estuctuas son &ue1as supe&iciales# !a "encionadas anteio"ente*

%$1$/$/$ ESTRUCTURA EN CASTILLO DE NAIPES

Las in+estiaciones eali1adas

en pat,culas de caolinitas# ilitas

! "ont"oilonitas de"uestan

ue la lonitud de ellas es del

"is"o oden de "anitud ue

su anc2o ! ue el espeso +aiade F== de estas di"ensiones# en las "ont"oilonitas# a F= en las caolinitas#

8




ocupando las ilitas una posici$n inte"edia* Con estos datos es

posi'le esti"a ue la supe&icie especi&icada de estas pat,culas ("etos

cuadados de áea supe&icial po a"o de peso) es el oden de = en las

caolinitas# G= en las ilitas ! G== en las "ont"oilonitas7 estas ci&as co'an todasu i"potancia al considea la acci$n de las &ue1as supe&iciales co"o &acto

ue inte+iene en la estuctuaci$n# no siendo di&,cil conce'i ue tal &acto lleue

a se dete"inante$

Coesponde a la natuale1a 'ipola de las lá"inas de acilla donde e0iste

atacci$n ente los e0te"os (6) ! las pates centales (B)*

%$1$/$1$ ESTRUCTURA DI)USA Alunas in+estiaciones "odenas 2an indicado ue una

2ip$tesis estuctual del

tipo de Hcastillo de naipesH

en la cual las pat,culas

tienen contactos "utuos# si

'ien puede aceptase

co"o eal en "uc2os casos# ui1á no es la "ás esta'le en la ue pudiea

pensase* Cualuie petu'aci$n ue pueda e0isti# co"o de&o"aci$n po

es&ue1o cotante# tiende en eneal a dis"inui los ánulos ente las di&eentes#

lá"inas de "ateial* Con&o"e esto sucede act/an ente las :at,cuas

pesiones os"$ticas in+esa"ente popocionales al espacia"iento ente ellas*

Las pesiones os"$ticas tienden a 2ace ue las pat,culas se sepaen !

adopten una# posici$n tal co"o la ue# esue"ática"ente se "uesta*

COMPOSICION DE LAS ARCILLAS

Están co"puestas po silicatos de Alu"inio# 6ieo ! Silicatos de Manesio* Con

estuctua cistalina dispuestas en &o"a de 2o4as de un li'o con dos unidades

ele"entales paa a"a la estuctua de estos "ineales* Están &o"ados po.

L8mina il9cica*6 con&o"ada po áto"os de o0ieno dispuestos en los puntos

de un tetaedo# ue enciean a un áto"o de silicio*

9

Un 8"omo #e o!igeno ue

con"i"uye un ne!o con o"ro"e"rae#ro imilar form8n#oeca#ena ;e!agonale #an#olugar a la #enomina#al8mina il9cica




L8mina Alum9nica*6 Con&o"ada po J áto"os de o0ieno con la con&iuaci$n deun octaedo# ue enciean a un áto"o de alu"inio*

PRINCIPALES PROPIEDADES DE LOS SUELOS$

%$ E"a-ili#a# <olum="rica. Los ca"'ios de 2u"edad son la pincipal &uente. Se le+antan

los pa+i"entos# inclinan los postes ! se o"pen tu'os ! "uos*

&$ Rei"encia mec8nica. La 2u"edad la educe# la co"pactaci$n o el secado la ele+a* La

disoluci$n de cistales (acillas sensiti+as)# 'a4a la esistencia*

/$ Permea-ili#a#: La pesi$n de poos ele+ada po+oca desli1a"ientos ! el &lu4o de aua# a

ta+3s del suelo# puede oiina tu'i&icaci$n ! aaste de pat,culas s$lidas*

1$ Dura-ili#a#. El inte"peis"o# la eosi$n ! la a'asi$n a"ena1an la +ida /til de un suelo#co"o ele"ento estuctual o &uncional*

>$ Com0rei-ili#a#: A&ecta la pe"ea'ilidad# altea la "anitud ! sentido de las &ue1as

,nte pat,culas# "odi&icando la esistencia del suelo al es&ue1o cotante ! po+ocando

despla1a"ientos*

Las popiedades "encionadas anteio"ente se pueden "odi&ica o altea de "uc2as

&o"as. po "edios "ecánicos# dena4e# "edios el3cticos# ca"'ios de te"peatua o

adici$n de esta'ili1antes (cal# ce"ento# as&alto# sales# etc*)*

Definicione Im0or"an"e

10

ESQUEMA DE LA LÁMINA ALUMÍNICA

ES.UEMA DE LA L+MINA SIL?CICA




'eo"ecnia: Es la ciencia ue se 'asa en el conoci"iento de la eolo,a ! la

"ecánica de los suelos*

'eolog9a:

Mec8nica #e uelo:

Seni-ili#a#: Conocida co"o suscepti'ilidad de una acilla# es la popiedad po la cual# al

pede el suelo su estuctua natual# ca"'ia su esistencia# 2aci3ndose "eno# ! su

co"pesi'ilidad# au"enta*

Ti!o"ro09a: :opiedad ue tienen las acillas# en "a!o o "eno ado# po la cual#

despu3s de 2a'e sido a'landada po "anipulaci$n o aitaci$n# puede ecupea su

esistencia ! iide1# si se le de4a en eposo ! sin ca"'ia el contenido de aua inicial*

Deagregación. Dele1na"iento o desinteaci$n del suelo# da-ando su estuctua#

aneando el "ateial seco ! so"eti3ndolo a calo*Suelo grueogranular: Son los de "a!o ta"a-o. Cantos Rodados# a+as ! aenas* Su

co"pota"iento está o'enado po las &ue1as de a+edad*

Suelo fino. Son los li"os ! acillas* Su co"pota"iento está eido po &ue1as

el3cticas# &unda"ental"ente*

Suelo 0ul<erulen"o 3#ein"egra#o4: Son los no co2esi+os# o suelos uesos# peo

li"pios (sin &inos)7 es deci# los uesos 6anulaes li"pios*

Arcilla 5 limo: En estado seco o 2/"edo# tiene "ás co2esi$n la acilla* La acilla

seca es dua "ientas el li"o es &ia'le o pul+ei1a'le* /"edos# la acilla es plástica ! elli"o poco plástico* Al tacto# la acilla es "ás sua+e ! a la +ista el 'illo "ás dua'le*

Suelo e0eciale:

Suelo e!0ani<o. Se deno"ina as, a cietos tipos de acillas 85asas9 pea4osas ue

a'so'en aua ! se 2inc2an* Cuando se secan se contaen ! se aietan# a esta acci$n

se le conoce co"o dilataci$n 6 contacci$n del Suelo*

Estos suelos e0isten en "uc2as 1onas# eneal"ente en cli"as secos*

Co"o alunos suelos se dilatan o se contaen &unda"ental"ente de'ido a los ca"'ios en

el contenido de aua# esto se de'e a un tipo de acilla ue eci'e el no"'e de@Mon"morilloni"a se dilatan o encoen# se/n se a-ada o se e0taia agua# uno de los

co"ponentes ue esta pesente es un "ateial lla"ado @Ben"oni"a

Estas acillas tienen una capacidad de e0pansi$n de G a J +eces su +olu"en*

I#en"ificación #e uelo e!0ani<o

aciendo uso de la cata de plasticidad# se indican los ados de capacidad e0pansi+a !

los inte+alos coespondientes del ,ndice de plasticidad*

El 2ec2o de ue un suelo con ele+ado potencial de e0pansi$n# se e0panda en la ealidaddepende de +aios &actoes* El de "a!o i"potancia es la di&eencia ente la 2u"edad de

11




ca"po en el "o"ento de la constucci$n ! la 2u"edad de euili'io ue se

alcan1aá &inal"ente con la estuctua te"inada

Suelo #i0eri<o. En estos suelos ocue una de&loculaci$n de las acillas* El

&en$"eno u,"ico es popio de suelos salinos# cuando# po pesencia de sodio se

despla1a el aua eci3n +enida ! adso'ida# paa o"pe los enlaces*

El c2eueo del potencial dispesi+o se 2ace contando iones disueltos de NaB# MBB# CaB

B# KB ! co"paando con el total de sales en t3"inos de concentaci$n*

El e&ecto de la dispesi$n es la eosi$n intena (tu'i&icaci$n) ! la p3dida de esistencia po

destucci$n de la estuctua del suelo*

En un ensa!o de eoda'ilidad# todos los suelos dispesi+os son eoda'les* Los suelos

dispesi+os son s$dicos 6 cálcicos ! el e"edio es ec2a cal +i+a paa saca el NaB* Se

pesentan en el uila ! 5ua4ia (a"'iente áido ! suelo "aino)

Suelo cola0a-le: Los suelos colapsa'les son auellos ue al se 2u"edecidos o al

aplicáseles una peue-a caa adicional# su&en una adical edisti'uci$n de sus

pat,culas# educiendo "acada"ente su +olu"en# los andes asenta"ientos ue

ocuen pueden causa di+esos po'le"as a las edi&icaciones# se+icios p/'licos +itales !

otas o'as de Inenie,a*

La "a!o,a de los suelos colapsa'les ue se pesentan en estado natual son e$licos# es

deci# aenas !Fo li"os depositados po el +iento# tales co"o los loes# las pla!as e$licas !

los dep$sitos de pol+o +olcánico# los cuales tienen altas elaciones de +ac,os# pesos

espec,&icos 'a4os ! sin co2esi$n o solo liea"ente co2esi+os# Los dep$sitos de loes

tienen pat,culas de ta"a-o de li"o* La co2esi$n en los loes puede se el esultado de la

pesencia de acilla alededo de las pat,culas de ta"a-o de li"o# ue las "antiene en

una condici$n 'astante esta'le en un estado no satuado* La co2esi$n ta"'i3n es

ocasionada po la pesencia de pecipitados u,"icos li0i+iados po el aua de llu+ia*

Cuando el suelo se satua# la ad2esi$n de la acilla piede su esistencia ! po tanto su&e

un colapso estuctual*

Muc2os suelos colapsa'les son suelos esiduales poducto del inte"peis"o de la oca

"ade* Este poceso poduce suelos con un an ano de ta"a-os de pat,culas* Los

"ateiales solu'les ! coloidales son la+ados po aentes de tanspote# esultando

andes elaciones de +ac,os ! po consiuiente estuctuas inesta'les*

En los suelos potencial"ente colapsa'les ue no contienen sales solu'les# la "a!o pate

del asenta"iento ocue al poducise la satuaci$n* En ca"'io# en suelos con un

pocenta4e sini&icati+o de estas# de'ido a ue su p3dida ocue en el tie"po# el

asenta"iento es adual ! en alunos casos el la+ado de suelos puede poduci andes

au4eos*

Suelo org8nico: El pi"e poducto de estos "ateiales es la tu'a# "ateia oánica

en desco"posici$n* :o su poosidad# tiene alto contenido de 2u"edad# 'a4a esistencia#

alta co"pesi'ilidad e inesta'ilidad u,"ica (o0ida'le)* De'en e+itase co"o "ateial de

12




&undaci$n ! co"o piso paa ellenos* El 2u"us es de utilidad econ$"ica !

a"'iental# po lo ue de'e pese+ase*

Suelo olu-le. La disoluci$n se pesenta en suelos calcáeos (cali1as !esos)7 El

ácido ca'$nico poducido# ataca de nue+o los ca'onatos del suelo# po lo ue es

eco"enda'le aisla la o'a del &lu4o de aua*

Ca CO B >O B CO>6666666666666666666666 Ca (O) > B >CO

El ácido ca'$nico

SE'UNDA UNIDAD: Relacione 5olum="rica y 'ra<im="rica

&$%$ In"ro#ucción

En un suelo se distinuen tes &ases constitu!entes. s$lida# l,uida ! aseosa* La &ases$lida está &o"ada po las pat,culas "ineales del suelo (inclu!endo la capa s$lida

adso'ida)* La &ase l,uida &o"ada po el aua li'e espec,&ica"ente# aunue en el

suelo pueden e0isti otos l,uidos de "eno sini&icaci$n* La &ase aseosa co"pende

so'e todo el aie# peo pueden esta pesentes otos ases (+apoes sul&uosos#

an2,dido ca'$nico# etc*)

Las &ases l,uida ! aseosa del suelo suelen co"pendese en el +olu"en de +ac,os (V +)#

"ientas ue la &ase s$lida constitu!e el +olu"en de s$lidos (Vs)* Se dice ue un suelo es

total"ente satuado cuando todos sus +ac,os están ocupados po aua* Un suelo en talcicunstancia consta# co"o caso paticula de solo dos &ases# s$lida ! l,uida*

Es i"potante considea las caacte,sticas "o&ol$icas de un con4unto de pat,culas

s$lidas# en un "edio &luido* Eso es el suelo* Las elaciones ente las di&eentes &ases

constituti+as del suelo (s$lida# l,uida ! aseosa)# pe"iten a+an1a so'e el análisis de la

disti'uci$n de las pat,culas po ta"a-os ! so'e el ado de plasticidad del con4unto*

En los la'oatoios de "ecánica de suelos puede dete"inase &ácil"ente el peso de las

"uestas 2/"edas# el peso de las "uestas secadas al 2ono ! la a+edad espec,&ica de

las pat,culas ue con&o"an el suelo# ente otas*

Las elaciones ente las &ases del suelo tienen una a"plia aplicaci$n en la Mecánica de

Suelos paa el cálculo de es&ue1os* La elaci$n ente las &ases# la anulo"et,a ! los l,"ites

de Atte'e se utili1an paa clasi&ica el suelo ! esti"a su co"pota"iento*

Modela el suelo es coloca &onteas ue no e0isten* El suelo es un "odelo disceto ! eso

enta en la "odelaci$n con dos paá"etos# e ! n (elaci$n de +ac,os ! poosidad)# ! con las

&ases* El aua ad2eida a la supe&icie de las pat,culas# enta en la &ase s$lida* En la l,uida#

s$lo el aua li'e ue pode"os saca a = C cuando# despu3s de > o G 2oas# el peso

del suelo no 'a4a "ás ! pe"anece constante*

&$&$ )ASES DEL SUELO

13




En el suelo puede o'se+ase la e0istencia de una &ase s$lida &o"ada po las pat,culas

"ineales# una &ase l,uida ue seia el aua intesticial li'e ! una pate aseosa ue e/ne al

aie o +apoes poducto de la desco"posici$n oánica atapados ente los s$lidos*

En Mecánica de Suelos# se elaciona el peso de las distintas &ases del suelo con sus

+ol/"enes coespondientes# po "edio del concepto del peso espec,&ico*

Peo e0ecifico a0aren"e 3 m4: Conocido co"o peso +olu"3tico# densidad apaente#

peso espec,&ico de "asa

***()

Peo e0ecifico #el agua 3 4:

γ o ? γ @*En condiciones pácticas

:eso especi&ico del aua destilada (γ o). a C ! a :*A*n*"* en siste"as dei+ados del

"3tico deci"al es iual a $ a una potencia de =*

Peo e0ecifico #e lo óli#o 3 4:

14

ESQUEMA DE UN SUELO

m

s

m

mm

V

W W V

W ω γ

+==

)2...(.......................................................................................... s

s s

V

W =γ




>* γ s >*P *Fc"

En los la'oatoios de Mecánica de Suelos puede dete"inase &ácil"ente el peso de las"uestas 2/"edas ! secas en el 2ono o estu&a ! el peso espec,&ico elati+o de los suelos*

Estas "anitudes no son las /nicas cu!o cálculo es necesaio# es peciso o'tene

elaciones +olu"3ticas ! a+i"3ticas paa pode dete"ina otas "anitudes en

t3"inos de estas*

Peo E0ec9fico Rela"i<o. Viene 2ace la elaci$n ente el peso espec,&ico de la

sustancia ! el peso espec,&ico del aua destilada a C ! su4eta a una at"$s&ea de

pesi$n*Peo e0ecifico rela"i<o #e la mue"ra 3Sm4:

** ()

Peo e0ecifico rela"i<o #e lo óli#o 3S4:

*****

* ()

&$/$ RELACIONES )UNDAMENTALES PARA EL MANEO DE LAS PROPIEDADESMECANICAS DE LOS SUELOS$

&$/$%$ Relación #e <ac9o 3e4: Ta"'i3n conocido co"o popoci$n de +ac,os

e ? V+FVs**** ()

= Q e Q ∞ +aiaci$n te$ica

=*> Q e Q **+aiaci$n pactica

=*># paa aenas "u! co"pactas# a # paa acillas alta"ente

co"pesi'les*

&$/$&$ Poroi#a# 3 4:

η; ? V+FV" * (J)

= Qη Q == +aiaci$n te$ica (suelos con &ase s$lida)

>=; QηQ >;**+aiaci$n páctica*

&$/$/$ 'ra#o #e a"uración 3'F 4:

5@

; ? (V@

FV+

)==*$

()=; Q 5@ Q ==;

15

o s

s

o

s s V

W S

γ γ

γ ==

om

momm V

W S

γ γ γ ==




=*Suelos secos

==*suelos satuados

&$/$1$ Con"eni#o #e ;ume#a# 34:

(G)

&$1$ CORRELACION ENTRE LA RELACION DE 5ACIOS ( POROSIDAD$

Si considea"os una "uesta de suelo# adoptando el +alo de la unidad () paa el

+olu"en de s$lidos se o'tiene.

Solución:

* Co"o dato Vs ? # inc$nitas V"# V+# s# @*

>* Considea"os el concepto SsSs ? (sFVs) γ o* Lueo. s ? Ss γ o

* De la ecuaci$n (G)@ ? @Fs *@ ? @Ss γ o

* De la ecuaci$n()* e ? V+FVsV+ ? e

* Aplicando la de&inici$n de poosidad

n ? V+ FV" ? e F ( B e) (P)

e ? ηF ( 6 η)**** (=)

&$>$ )ORMULAS PARA SUELOS SATURADOS ( PARCIALMENTE SATURADOS$

&$>$%$ SUELOS SATURADOS$

Se considea un suelo con dos &ases. La s$lida ! l,uida# en otas pala'as los

+ac,os están ocupados ,ntea"ente po el l,uido (aua)* En el esue"a 3a4

considea"os 5 G % ! en 3-4 considea"os 5m G %

16

100% xW

W

s

ω ω =




De la formula 3H4 o-"enemo:

** ** ()

De la formula 3%4 y 3/4, o-"enemo:

* (>)

*

******************* ()

&$>$&$ )ORMULAS PARA SUELOS PARCIALMENTE SATURADOS

17

Esquema de suelo (a)Esquema de suelo (b)

Solución (a)1. De la formula (4) obteemos:

!s " #s$sγ o&&&..#s " !sγ o

2. De la formula (5) obteemos:

e " '$s&&&&&..s " e

3. Del oeto del γ o obteemos:

" " "

Solución (b)1. De la formula (6) obteemos:

η" '$m&..&&&..η " '


!s " #s$s γ o&&..#s "(1,η)

!sγ o

Solución (a)


Vv = e2. De la formula (4) obteemos:

!s " #s$s γ o&&&.W = S o


* " #*$#s&&W! = ! S o

Solución (b)


!s " #s$ s γ o" V = " # S o

2)., de la formula (8) obteemos:

# " #*$#s&&&&&W! = W3)., de la formula (2) obteemos:

γ s " #s$#s" 1$s&.&e " '$s

Vv = e # S o

s

o s

o

s

S eS e

W W ω

γ γ ω ω

=⇒==

m

m

m

o

m

mV

W S == γ

γ

γ

( )( )

( ) s

s

s s

o

oo sm S

S

S

e

eS

e

eS S η η

ω

ω

γ

γ γ −+=

++

=++

=++

= 11

1

11

( ) ( ) o so so som S S eS S γ η η ω γ γ γ −+=+=+== 11




)ORMULAS PARA SUELOS PARCIALMENTE SATURADOS

De la formula 3%4, 3/4 y 34 o-"enemo:

De 3%4

*************************************************************************()

Si. Ss ? γ sFγ o *γ s ? Ss γ o

JJJJJJJJJJJJJJJJJJ$3OK4

De 3/4

************** ()

********* O$

De 34

**** (J)

&$>$/$ PESO

5OLUMETRICO SECO O DENSIDAD SECA 3 # 4

En el esue"a (a) de suelos satuados.

:eso +olu"3tico en &unci$n de la 2u"edad

18

smeγ

ω γ

++=1

1

e

WS S

V

W W o so s

m

sm +

+=+=1

γ γ γ

ω

( )ee

s s s

++=

++

1

1

1

γ ω ωγ γ

( )

e

S S sm

+

+=1

1 ω

( )( )

( ) s s

o

o

o

mm S

eS

eS

++=

++==

1

1

1

1 ω

γ

γ ω

γ

γ

100% xe

S G sω

ω =

OK xe

S G

S W V

V

W pero x

V

V G

s

o

o s

o

o

v

...............................100%

+100%

ω

γ

γ ω

γ γ

ω

ω

ω

ω

ω ω

ω

=∴

==⇒==

( )e

S

V V

W

V V

W W o s

v s

s

v s

sm +

+=

+=

++

=1

1 ω γ γ

ω

)17(..................................................1

0

e

S

V V

W

V V

W W o s

v s

s

v s

sd +

=+

=+

=+=

γ γ

ω

humedad deContenido

ovolumétric Peso Dondeh

hd

:

::

1

ω

γ

ω

γ γ

+=




&$>$1$ SUELOS SUMER'IDOS 3 4

Esto supone considea el suelo satuado ! su"eido* Al su"eise# se/n

Au,"edes# el suelo e0pei"enta un e"pu4e# 2acia ai'a# iual al peso del aua

desalo4ada*

Suelo su"eido ? Vs (γ sat 6 γ o)7 Entonces despe4ando.

:eso espec,&ico de s$lidos su"eido γ ? γ sat 6 γ o7 co"o γ o ? Fc"

γ - " γ sat 1 (e /r$m3)............................................................... &&&&&& ("$)

PESO ESPECI)ICO DE LA MASA SUMER'IDA 3 m4

γ " ? γ " (en Fc")*** (P)

En suelos 'a4o el ni+el &eático (suelo su"eido) el e"pu4e 2idostático in&lu!e en los

pesos espec,&icos tal co"o se anota# !a ue los suelos su&en un e"pu4e ascensional ue

en "anitud es iual al +olu"en del l,uido despla1ado* En el cálculo del peso espec,&ico

apaente de'e conte"plase la posi'ilidad de ue este se encuente total"ente satuado*

Ss ? Ss ** (P)

19

Emue drostto

oV γ × oV γ ×

desplaadaa!ua soa!ua s sSumer!idoSuelo V V SiV V W =×−×= :γ γ

o s

s

s

V

W γ γ γ −==




S" ? S" (>=)

PESO ESPECI)ICO DE S*LIDOS

POROSIDAD ( RELACION DE 5ACIOS

SUELO POROSIDAD RELACION DE 5ACIOS5RAVA = A P =*J A *>>5RAVA ARENOSA A = =*G A =*J ARENA >= A = =* A *==LIMO ARENOSO >= A = =*> A =*LIMO = A J =*J A *G ARCILLA COM:ACTA >= A = =*> A =*J ARCILLA 5RAVOSA = A P= =*J A >*==

ARCILLA RI5IDA = A = =* A *== ARCILLA :LASTICA = A = =*J A >* "#NGO %&#''O( 70 90 2.33 2.90

PESO ESPEC?)ICO SECO 3 #4

)ORMULAS DE IMPORTANCIA

20

SUELO S 3grcm/4 SUELO S 3grcm/4 ARENA DECUARO

>*J MONTMORILLONITA >*

5RAVA >*> A >*= CAOLINITA >*J=LIMO >*J A >*JG CUARO >*JJ ARCILLA ARENOSA

>*JG A >*> CALCITA >*>

ARCILLA5RAVOSA

>* A >* MICA >*G= A >*P=

( )[ ] o s sat

oo

v s

s

sat

nS n

e

eS

V V

W W

γ γ

γ γ γ

ω

+−=

++

=++

=

1

)21...(..............................1




Donde.

PROBLEMAS

RESUELTOS: REALCIONES 5OLUMETRICAS ( 'RA5IMETRICAS

PRBLEMA N %$ Dado el contenido de aua de un suelo satuado ! su peso espec,&ico

elati+o de s$lidos# encuente el peso espec,&ico de la "asa ! el peso espec,&icosu"eido de ese suelo* Utilice un esue"a en ue &iuen s$lo las cantidades conocidas*

Soluci$n

:o de&inici$n.

Si.

Ade"ás.

El peso espec,&ico de la "asa po de&inici$n es.

En el esue"a.

21

W S W )W =∴=1

00

1

γ γ S

S

S

S S

S V

V

W S =∴=

00 γ γ

)V

W V W

W W =∴=

m

mm

v

W =γ

00

1

1

γ γ

γ

S

m

S

)

)

+

+=

S

S m)S

)S

++

=∴1

10γ γ

( )

S

S

S

S mmS

S

WS

W S

+−=−

++=−=

1

1

1

10

000

γ γ γ γ γ γ

0

1

γ S S

0γ

ω

1

ω

( ) o sd S γ η γ −= 1

24............................................................................................

23..............................................................................100

d

d s

s

d s

e

x

γ

γ γ

γ

γ γ η

−=

−=

25...............................................100%% x DC d

dmáx

dmímdmáx

dmimd r r

γ

γ

γ γ

γ γ

−−

==

sueltomásestadoel enoespecí*ico Peso

densomásestadoel enoespecí*ico Peso

Situ +noespecí*ico Peso

dmím

dmáx

d

se:

se:

se:

.

γ

γ

γ

( ) 100% ×= sW W ω

ω




PROBLEMA N & Dados n ! V" ? # enconta SS paa un suelo satuado* Utilice un

esue"a en ue &iuen s$lo las cantidades conocidas*

Soluci$n.

:o de&inici$n.

:o lo tanto.

El peso del aua seá.

Aplicando la de&inici$n paa SS se tendá.

PROBLEMA N / En un suelo satuado se conocen el peso especi&ico 2/"edo# γ " ?

>== WF" ! su contenido de aua# @ ?>;* Enconta el Ss de dic2o suelo* Aplicando la

de&inici$n de Ss* Si sa'e"os ue ? =*> TN* ! s ? *= TN*Solución:

:o lo tanto. 323.0 mV =ω

Ta"'i3n.

De donde:

22

V m

m

V V nV siV

V n =∴== 1:+

nV S −=1

00 γ γ nV W W W ==

0γ )

n

)

W W

W S ==

( ) ( )n)

n

n)

n

V

W S

S

S S −

=−

==11 0

0

γ

γ

n

n−1

1

0γ n

0γ

)

n

ω

ω

ω γ γ

V

W o ==

o

W V

γ ω

ω =

m

mm

V

W =γ

36.005.2

23.123.01mV

m

m ==

+=

γ

1.0




:o lo ue.

PROBLEMA N 1 En un suelo satuado.

SS ? >*J

S" ? *G=

Calcule la elaci$n de +ac,os ! el contenido de 2u"edad del suelo.Solución:

:o de&inici$n

Ta"'i3n.

Aplicando la de&inici$n de S"# se tiene.

PROBLEMA N >$ Una "uesta de acilla satuada pesa >J * Despu3s de secada

al 2ono su peso pasa a se = * Si el Ss +ale >*=# calcule e# n# @# γ " ! γ d*

Solución:

:uede 2acese el esue"a de la &i* a pati de 3l# usando las de&iniciones# se tiene.

23

3

0

37.023.06.01

mS

V S

S =−==γ

7.237.01 ==S S

+S

V

V

V e =

31mV S =

.3

,neW meV V W W V =∴==

.65.200

,nS V W V

W

S S S S S

S

S ==∴= γ γ

06.180.11

65.2

0

=∴=+

+== ee

e

V

W S

m

mm

γ

+40.065.2

06.1

65.2==== e

W

W )

S

W %40=)

21.1390

473 ===S

V

V

V e

55.0390473

473 =+

==m

V

V

V n

3390+ cmV V

W S s

o s

s s ==

γ




PROBLEMA N Q$ En un suelo pacial"ente satuado se conoce e# SS# 5* Suponiendoue el as disuelto está uni&$"enle disti'uido en la "asa del suelo# a'a4o del ni+el

&eático# encuente γ " ! γ X"# en &unci$n de las cantidades conocidas ! 2aciendo uso de un

esue"a apopiado*

Solución:

:o de&inici$n.

Si se 2ace Vs ? 7 esulta. :o lo tanto.

V+ ? e

Ta"'i3n po de&inici$n.

Y coesponde.

Lueo las inc$nitas +aldán.

PROBLEMA N $ En una "uesta de suelo pacial"ente satuado se conoce el peso

especi&ico# el contenido de aua @# ! el +alo de SS* Encuente el peso espec,&ico seco# la

elaci$n de +ac,os ! el ado de satuaci$n en &unci$n de las cantidades conocidas#

utili1ando un esue"a adecuado*

24

S

V

V

V e =

0γ S S S W =

W W

V

W W eGV

V

V G =∴=

0γ W W eGW =

01

γ γ ω

e

S eG

V

W S

m

mm +

+== ( ) ( )00

1

11γ γ γ γ

e

GeS W S mm +

−−−=−=′

%451001053

473=×=)

378.1

863

1526cm !

V

W

m

m

m ===γ

322.1863

1053cm ! d ==γ




Solución:

:o de&inici$n.

Si 2ace"os.

Tende"os.

Una +e1 constuido el esue"a# las inc$nitas pueden calculase aplicando las

coespondientes de&iniciones.

PROBLEMA N H En un suelo pacial"ente satuado se conocen.

Encuente. !

Solución

:o de&inici$n.

25

S

W

W

W ) =

1=S W

)W W =

00

1

γ γ S

S S

S

S

S V S

V

W =∴=

m

m

mm

mm V

V

)

V

W

γ

ω γ

+=∴+== 11

00 γ γ

)V

W V W

W W =∴=

e

S

S

eV

W s

s

m

S

d +

=+

==

11

1 0

0

γ

γ

γ

11

1 0 −+=−=−== γ γ

S

mS

m

S

S m

S

V S )

V

V

V

V V

V

V e

e

S

S

e

)

V V

V

V

V G s

S

S m

W

V

W W

ω

γ

γ ==

−==

0

0

( )3m-! mγ ( )3 m-! ) d γ

%7075.260.0 === W S GS e

60.0 3meV V ==

318.042.060.0 mV V V W V a =−=−=

342.070.060.0 mGV V V

V G W V W

V

W W =×==∴=

+S

V

V

V e =

⇒= 1 sV .aciendo




PROBLEMA N En una "uesta de suelo pacial"ente satuado se conocen.

Encuente.

Solución:

Entonces.

PROBLEMA N % El +olu"en de una "uesta ieula de suelo pacial"ente

satuado se 2a dete"inado cu'iendo la "uesta con cea ! pesándola al aie ! 'a4o

aua* Se conocen.

:eso total de la "uesta al aie G=*J

Contenido de aua de la "uesta *J

:eso de la "uesta en+uelta en cea# en el aie PP*

:eso de la "uesta en+uelta en cea# su"eida G*

26

%3.15153.075.2

42.0 =∴−== )W

W )

S

W

3

3 172072.160.1

75.2

m-! m

,n

V

W

m

S d ====γ

33 198098.160.1

17.3

60.1

42.075.2m-! m,nm ===+=γ

68.2759550 3 ==== S S mm S ! W ! W cmV

d mW Gne) γ γ ( )3m-!

.207595 ! W W W S mW =−=−= 3

0

2868.2

75cm

S

W V

S

S S ===

γ

.20 3

0

cmW

V W W ==

γ

324850 cmV V V V W S ma =−=−−=

%7.26267.075

20 =∴=== )W

W )

S

W

.79.02822 ===

S

V

V V e %4444.0

5022 =∴=== n

V V n

m

V

%9191.022

20 =∴=== W

V

W W G

V

V G

.19009.150

95 33 m-! cm ! m ===γ

33 15005.1

50

75m-! cm ! d ===γ




:eso especi&ico elati+o de los s$lidos del suelo >*

:eso especi&ico elati+o de la cea =*P>

De"erminar la #eni#a# eca #e la mue"ra y el 'ra#o #e Sa"uración$

Solución.

En este caso con+endá 2ace un esue"a en ue# ade"ás de las tes &ases usuales# se

2aa inte+eni a la cea*

El +olu"en total del suelo ! cea seá.

El +olu"en de la cea es el cociente de su peso ente su peso especi&ico# ue es un datodel po'le"a*

El +olu"en de la "asa de suelo seá.

:o lo ue.

Dato ue puede ponese en el esue"a

:asa al esue"a.

Con lo anteio ueda co"pleto el esue"a opeati+o de la &i*

A2oa.

27

! W m 6.180= ! WceraW W mt 3.199=+=

! Wcera 7.186.1803.199 =−=∴

37.1003.2012192.0

7.18121 cmVceraV V t m =−=−=−=

! W W W S mW 6.211596.180 =−=−=

! W

V W W 6.21

0

==γ

3

0

8.5871.2

159cm

S

W V

S

S S ===

γ

33.207.100121)6.218.583.20(121 cmV a =−=++−=

33 580.158.17.100

159m-! cm !

V

W

m

S d ====γ

%5252.09.41

6.21

6.213.20

6.21 =∴==+

= W

V

W W G

V

V G

+136.0==S

W

W W )

! W S 159=

136.06.180

6.180 =−=∴=+S

S W S

W

W ) ! W W

33.2092.0

7.18cm

W V

cera

ceracera ===

γ

30.1213.783.199

cmV o

m =−=γ




PROBLEMA N %% Una "uesta de aena total"ente seca llena un cilindo "etálico

de >== c" ! pesa >J= (S)# teniendo SS ? >*J* Calcule la elaci$n de +ac,os (e)*

Solución:

Datos.

Inc$nita.

PROBLEMA N %& El contenido de aua de un suelo satuado es =;* El S S de sus

pat,culas es >*J* Calcule paa tal suelo e ! "

Solución:

Datos.

== me γ

28

3200cmV m = .260 !r W m = 6.2=S S

=e

3

0

1006.2

260cmV

V

W S S

S

S S ==⇒=

γ

3

100cmV V V V V S mV =⇒−=

1100

100 ==⇒=∴ eV

V e

S

V

%40% =) ! ! " 165.2=S S

! W V

W S S

S

S S 65.2

0

=⇒=⇒γ

33 06.21 cmV cmV mS ==

306.1 cmV V V S mV =−=

100% ×=S

W

W

W )

( ) W W =65.240.0

! W W 06.1=306.1 cmV W =∴

33 180080095.106.2

06.165.2m-! cm !

V

W W

m

W S m ==+=+=γ

06.11

06.1 ===S

V

V

V e




PROBLEMA N %/ En un suelo pacial"ente satuado e ? *>7 @ ? =;7 SS

? >*JJ7 calcule el γ " ! el γ d de dic2o suelo*

Datos.

Solución: Ss ? γ sFγ o Luego γ s? Ssγ o?>*JJFc"

eGnF(6n) ! n?eFBe

PROBLEMA N%1*Una "uesta de suelo pesa >> ! tiene un peso especi&ico elati+o S" ?

*G>* El peso especi&ico elati+o de los s$lidos es SS ? >** Si despu3s de secada al 2ono la

"uesta pesa = ZCuál seá su +olu"en de s$lidos ! de aie especti+a"ente[

Da"o:

Solución:

29

2.1=e%30=)

66.2=S S =d m γ γ

( )e

)S S m +

+=1

1 0γ γ

( ) ( ) ( )2.11

166.23.01 3

++

= cm !

mγ

3

3 8.15715718.1 m-! cm ! m ==γ

333 1.12092091.13.1

5718.1

1m-! cm ! cm !

)m

d ===+

= γ

γ

! W m 122=

82.1=mS

! W S 104= =aS V V

3

0

03.6782.1

122cmV V

V

W S mm

m

mm =⇒=⇒=

γ

3

0

10.4153.2

104cmV VS

V

W S S

S

S S =⇒=⇒=

γ

393.25 cmV V V S mV =−=

303.67 cmV V V V aaW V =⇒+=




PROBLEMA N%>* Una "uesta de acilla satuada pesa >J ! =

despu3s de secada al 2ono* Calcule su @; Consideando γ s ? >*= Fc"# calcule

ta"'i3n e# n ! γ "

Da"o:

Solución

&$Q$ ENSA(OS DE LABORATORIO$

Dete"ina en el la'oatoio# el contenido de u"edad# el peso +olu"3tico

(Densidad apaente) ! el peso especi&ico de s$lidos*

&$Q$%$ DETERMINACION DEL CONTENIDO DE 6UMEDAD ENELLABORATORIO DE LA )ACULTAD DE IN'ENIERIA CI5IL

RE)ERENCIAS: ASTM D&&%Q % 3NORMAS ASTM 0ar"e %4

OBETI5O:

Dete"ina el contenido de 2u"edad de una "uesta epesentati+a del suelo

natual*

E.UIPO:

• Recipiente paa 2u"edad (alu"inio o lata)

• ono el3ctico (estu&a) con contol de te"peatua de = \ C

• %alan1a de pecisi$n*

MUESTRA:

30

=mne) γ

370.2 cm ! S =γ

3390

70.2

1053cmV V

V

W S S

S

S S =⇒=⇒=γ

473=⇒−= V S mV V V V V

21.1390

473 ===S

V

V

V e %5555.0100 ==×=

m

V

V

V n

377.1 cm ! V

W W

m

W S m =+=γ

%45100% =×=S

W

W

W )




• Se utili1a pate del suelo e0ta,do (alteado o inalteado)

• :aa loa una dete"inaci$n con&ia'le del Contenido de

u"edad# se eco"ienda utili1a cantidades ",ni"as de

Muesta ("uesta epesentati+a)*Tamao #e 0ar"9cula Peo m9nimo #e la mue"ra 3gr$4

N] (*"")

= (=*>"")

>*""

=*=""

==

=6=

==

===

&$Q$%$ METODO I

RE)ERENCIAS: ASTM D&&%Q % 3NORMAS ASTM 0ar"e %4

PROCEDIMIENTO:

* Se pesa una lata con su especti+a tapa (ta"a-o eco"enda'le c"*

∅ po c"* de altua $ J* c"* ∅ po * c"*)

>* Coloca una "uesta epesentati+a de suelo 2/"edo en la lata !

dete"ina el peso del ecipiente B suelo 2/"edo (taaBs2)* S, paa

dete"ina el peso se pesenta,a una de"oa de a "inutos# es

necesaio coloca la tapa paa "antene la 2u"edad*

* Lueo de pesa la "uesta 2/"eda# se etia la tapa ! colocala de'a4o

del ecipiente ! coloue la "uesta en el 2ono*

* Despu3s de > 2oas# se pesa la lata con el suelo seco (taaBss)# si la

pesada no se eali1a in"ediata"ente se de'e coloca la tapa*

Ase/ese de usa la "is"a 'alan1a paa todas las "ediciones*

* Dete"ina la cantidad de aua e+apoada

@ ? (2 s)J* Dete"ina el contenido de 2u"edad "ediante la siuiente e0pesi$n*

Donde.

. Contenido de 2u"edad

e0pesado en pocenta4e

31

100% ×= sW

W ω

ω

%ω




. :eso del

aua e0istente en la "asa del suelo# en

estado natual*

. :eso de las pat,culas

s$lidas*

Recomen#acione:

• Se eco"ienda usa el 2ono a J=^C# paa no &alsea la 2u"edad en

suelos ue contienen cantidades sini&icati+as de "ateia oánica#

!eso o cietos tipos de acillas*

• En la "a!o,a de los casos# el tie"po de secado +a,a dependiendo

del tipo de suelo* :o e4e"plo una "uesta de aena puede secaseen s$lo alunas 2oas# cietas acillas podán tada "ás de > 2oas*

En caso de ue el tie"po esta'lecido sea insu&iciente# la "uesta

continuaá en el 2ono 2asta o'tene pesadas consecuti+as

constantes tanscuidas 2oas ente ellas*

• Las "uestas ensa!adas paa dete"ina la 2u"edad# de'eán se

descatadas ! no se utili1aán en nin/n oto ensa!o*

PRESENTACI*N DE RESULTADOS:

El ensa!o de la'oatoio encaado po el docente# se pesentaán se/n

&o"ato ad4unto*

u"edad :o"edio ? ;

32

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTÍN<ACULTAD DE IN5ENIERÍA CIVILLA%ORATORIO DE MECANICA DE SUELOSDETERMINACION DEL CONTENIDO DE 6UMEDAD:o!ecto.U'icaci$n.Descipci$n del suelo.Condici$n de la "uesta. Alteada 6 Inalteada<ec2a de "uesteo.

Muesta N^ 1 2 3 4 5:eso ecipiente B suelo

2/"edo:eso ecipiente B suelo

seco

:eso ecipiente

:eso suelo seco

:eso aua

Contenido de 2u"edad( ; )

ω W

s

W




Comen"ario: El contenido de 2u"edad de una "asa de suelo#

esta &o"ado po la su"a de sus auas li'e# capila e 2iosc$pica*

La i"potancia del contenido de aua ue pesenta un suelo epesenta 4unto

con la cantidad de aie# una de las caacte,sticas "ás i"potantes paae0plica el co"pota"iento de este (especial"ente en auellos de te0tua "ás

&ina)# co"o po e4e"plo ca"'ios de +olu"en# co2esi$n# esta'ilidad "ecánica*

An8lii #e reul"a#o:

M="o#o II

De"erminación #el con"eni#o #e ;ume#a# In Si"u

M="o#o #el S0ee#y

Consiste en "e1cla una "uesta de suelo pe+ia"ente pesada con

ca'uo de calcio "olido en el inteio de una cá"aa de aceo 2e"3tica#

la cual posee en su 'ase un "an$"eto ue eista la pesi$n oiinada

po el as acetileno enteando indiecta"ente la 2u"edad del suelo

e&eida al peso 2/"edo de la "uesta* La li"itante es ue este "3todo

entea esultados &alsos en suelos plásticos ! ade"ás la "uesta

e"pleada es "u! educida*

E.UIPO:

Kit paa ensa!o de contenido de 2u"edad

PROCEDIMIENTO:

* Li"pia el speed!*6 utili1ando el cepillo# ue contiene el Kit se li"pia

la cá"aa inteio paa eli"ina los esiduos de la anteio pue'a#

aseuando con ello "e4o esultado*

>* :epaa el "ateial paa la pue'a en el lua donde se euiea

eali1a el ensa!o# no es necesaio la pepaaci$n con "ineales

concentados# pul+ei1a el "ateial si tu+iese teones de4ando el

33




"ateial listo se/n las especi&icaciones de pepaaci$n# en

caso de aeados no es necesaio la pepaaci$n

* :esa el "ateial# pone en posici$n la 'alan1a paa pesa el

"ateial coecta"ente# este peso# de'eá 'alancea el 'a1o de la

'alan1a ! de esta &o"a 2ace coincidi las "acas o4as ue posee la

palanca*

* Coloca la "uesta del "ateial a utili1a dento de la cá"aa del

speed!# todo este pocedi"iento de'eá eali1ase en un tie"po

"á0i"o de "inuto*

* Mateial o Ca'uo A'so'ente*6 :one en el ca'e1al de la cá"aa

inteio del speed! el ca'uo a'so'ente# paa lo cual se utili1aa el

cuc2a$n ue se encuenta en el Wit# el "is"o ue se encuentacali'ado paa utili1a la cantidad de ca'uo necesaio paa el ensa!o#

cuidándose de ue el "ateial se encuente al as*

J* Tapa ! a4usta el speed! ! coloca en &o"a 2oi1ontal# tal ue la

"uesta ue se encuente en el inteio no se ealice un "e1clado

ápido# con el ca'uo*

* Mo+e*6 Una +e1 tapado ! a4ustado el speed! se autoc2eueaá el

dial de speed! paa "antene o +isuali1a ue "aue ceo una +e1

+ei&icado el "is"o# "o+e +ioosa"ente duante seundos ! se+eá si el dial "aca una nue+a lectua# si as, &uese# se pocedeá a

"o+e po un espacio de un "inuto# epitiendo el "is"o a cada "inuto

con 'e+e inte+alo siendo con+eniente llea 2asta los tes "inutos

co"o "á0i"o*

G* Lectua del dial*6 Una +e1 ue se 2a!a eali1ado el paso anteio se

de'eá lee in"ediata"ente el dial del speed! poniendo en &o"a

2oi1ontal dete"inándose de esta &o"a la 2u"edad de la "uesta#

siendo la "is"a con una lectua diecta en pocenta4e*P* Se etia el seuo de la tapa e0ta!endo el "ateial cuidando de ue

no 2aa contacto con nin/n "ateial coosi+o# !a ue esta "uesta tiene

un alto potencial de inici$n# li"pia ! uada paa un p$0i"o ensa!o*

2.6.2. DETERMINACI*N DE LA DENSIDAD IN SITU 3PESO 5OLUMVTRICO DE

UN SUELO4

El ensa!o pe"ite o'tene la densidad del teeno ! as, +ei&ica los

esultados o'tenidos en &aenas de co"pactaci$n de suelos# en las uee0isten especi&icaciones en cuanto a la 2u"edad ! la densidad*

34




Ente los "3todos utili1ados# se encuentan el "3todo del cono

de aena# el del 'al$n de cauc2o e instu"entos nucleaes ente otos*

Tanto el "3todo del cono de aena co"o el del 'al$n de cauc2o# son

aplica'les en suelos cu!os ta"a-os de pat,culas sean "enoes a >mm#

utili1an los "is"os pincipios# o sea# o'tene el peso del suelo 2/"edo

(2u") de una peue-a pe&oaci$n 2ec2a so'e la supe&icie del teeno !

eneal"ente del espeso de la capa co"pactada* O'tenido el +olu"en de

dic2o au4eo (Vol*E0ca+ado)# la densidad del suelo estaá dada po la

siuiente e0pesi$n.

METODO 5OLUMVTRICO

E.UIPO ( MUESTRA:

• Se utili1a un cilindo de aceo ("olde pocto# "uesteado)#

• Se dete"ina su +olu"en inteio*

• lueo se llena con una "uesta inalteada (penetando el cilindo al

suelo inalteado)*

PROCEDIMIENTO:

• Medici$n del +olu"en del cilindo +ac,o (Vcil*)

• :esa el cilindo +ac,o (cil*)

• :esa el cilindo lleno de suelo ( total)

• Cálculo de la densidad apaente

METODO DE REEMPLAWO DE ARENA:

Es uno de los "3todos "ás utili1ados* Repesenta una &o"a indiecta de

o'tene el +olu"en del au4eo utili1ando paa ello# una aena

estandai1ada co"puesta po pat,culas cua1osas sanas# no ce"entadas#

de anulo"et,a edondeada ! co"pendida ente las "allas N^= ASTM

(>#= ""*) ! N^ ASTM (=# ""*)

Eui0o

35

.)(..

.. !r

/xcVol

W humhum =γ

m

cil t

cil

vacíocil sueloconllenocil

hV

W W

V

W W .

..t

.. −=

−=γ




• Apaato cono de aena# co"puesto po una +ál+ula

cil,ndica de>* ""* de a'etua# con un e0te"o te"inado en

e"'udo ! el oto a4ustado a la 'oca de un ecipiente de

apo0i"ada"ente Gc" ( al$n)* de capacidad* El apaato de'eá

lle+a una placa 'ase# con un oi&icio cental de iual diá"eto al del

e"'udo*

• Aena estandai1ada# la cual de'eá se la+ada ! secada en 2ono

2asta "asa constante* 5eneal"ente se utili1a aena de Otta@a# ue

coesponde a un "ateial ue pasa po la "alla N^ >= ASTM (=#G

""*) ! ueda etenida en la "alla N^ = A STM (=#J=""*)

• Dos 'alan1as# de capacidad supeio a =W* ! ===# con

pecisi$n de * ! de =#=* Respecti+a"ente*• Euipo de secado# podá se un 2onillo o estu&a de teeno*

• Molde pat$n de co"pactaci$n de J9 de diá"eto* ! Pcc* De

capacidad*

• ea"ientas ! accesoios* Recipientes 2e"3ticos con tapa#

"atillo# cincel# ta"ices# espátula# 'oc2a ! ela "etálica*

36




Mue"ra:

Se to"aa se/n lo eco"endado po la No"a ASTM*

Tamao m8!imo#e la

0ar"9cula #eluelo3mm$ 4

Tamao m9nimo #ela 0erforación3cm/4

Tamao m9nimo #e lamue"ra 0ara#e"erminar la;ume#a# 3gr$4

= >G== ===> >== ==

>* == >=* == ==

PROCEDIMIENTO:

* Dete"inaci$n de la densidad (apaente) de la aena de ee"pla1o*Se pesa el "olde de co"pactaci$n () con su 'ase a4ustada ! se +ei&ica su +olu"en (V)*

>* Se coloca el "olde so'e una supe&icie plana# &i"e ! 2oi1ontal#

"ontando en el la placa 'ase ! el apaato de densidad# pocuando ue la opeaci$n sea

si"ila a la ue se desaollaá en el teeno* Lueo se a'e la +ál+ula ! se de4a escui la

aena 2asta llena el "olde# se ciea la +ál+ula# se etian el apaato de densidad ! la placa

'ase ! se pocede a enasa cuidadosa"ente el "olde# sin poduci +i'aci$n# eistando el

peso del "olde "ás la aena ue contiene* Esta opeaci$n se epetiá 2asta o'tene# a lo

"enos# tes pesadas ue no di&iean ente s, "ás de un ;*:o"ediando los +aloes# seo'tiene el peso del "olde con aena (a) ! se dete"ina la densidad apaente suelta de la

aena*

Donde. Da. Densidad apaente de la aena

a. :eso de la aena en el "olde

". Volu"en del "olde pocto

* Dete"inaci$n del peso de aena necesaio paa llena el cono

"a!o ! el espacio de la placa 'ase* Se llena el apaato de densidad con aena eistando

el peso del con4unto ( t)

Lueo se coloca la placa 'ase so'e una supe&icie plana# &i"e ! 2oi1ontal# "ontando en

ella el apaato de densidad* Se a'e la +ál+ula ! se espea 2asta nota ue la aena 2a

paado de &lui# "o"ento en el cual se ciea la +ál+ula*

<inal"ente se eista el peso del apaato de densidad "ás la aena e"anente ( )* Esta

opeaci$n se epetiá paa o'tene un seundo +alo ue se po"ediaá con el anteio ! po

37

m

aa

V

W D =




di&eencia de pesos se o'tendá la "asa de aena ue llena el cono "a!o ! el

espacio de la placa 'ase (e)*

* Dete"inaci$n del +olu"en del 2o!o* Ni+elada la supe&icie a

ensa!a# se coloca la placa 'ase ! se pocede a e0ca+a un au4eo dento de la a'etua de

3sta* El +olu"en de suelo "ás o "enos a e"o+e# seá el indicado en la ta'la siuiente# la

cual esta en &unci$n del ta"a-o "á0i"o de las pat,culas del suelo* Este "ateial e0ta,do

seá depositado dento de un ecipiente 2e"3tico*

Lueo se pesa el apaato de densidad con el total de aena ( t)# el ue es puesto en

seuida so'e la a'etua de la placa 'ase ! se a'e la +ál+ula de4ando escui la aena

2asta ue se detena# "o"ento en el cual se ciea la +ál+ula ! se dete"ina el peso del

apaato de densidad "ás la aena e"anente ( )*

<inal"ente# se ecupea la aena de ensa!o desde dento del au4eo ! se coloca en unen+ase apate# de "odo de eacondicionala paa pode +ol+e a utili1ala en ota to"a de

densidad*

* Dete"inaci$n de la "asa seca de "ateial e0ta,do* El "ateial

e"o+ido se deposita en un ecipiente 2e"3tico al ue pe+ia"ente se le dete"in$ su

peso ()* El con4unto se pesa paa o'tene el peso del "ateial "ás el ecipiente ( s2B )*

Lueo# dento del ecipiente se "e1cla el "ateial ! se o'tiene una "uesta epesentati+a

(2) se/n la ta'la anteio# paa dete"ina "ediante secado a estu&a en teeno# el peso

de la "uesta seca (s) ! po ende su 2u"edad (;)*<inal"ente# se e0tae ota "uesta epesentati+a la ue se deposita dento de un en+ase

sellado paa o'tene la 2u"edad en la'oatoio# la ue se co"paa con la de teeno

C8lculo

• Densidad de la aena*

• Dete"ina el :eso de la aena "ás el

&asco antes del ensa!o (:)*

38

m

aa

V

W D =




• :eso de la aena necesaia

paa llena el cono "a!o ! el espacio de la placa (:X)*

• Se e0ca+a un 2o!o de = c" de

po&undidad# en donde se necesita dete"ina ladensidad# el suelo e0ca+ado se pesa ! se

dete"ina el @;*

• El &asco pe+ia"ente

pesado# se coloca +ice+esa so'e la placa ! se de4a

pasa la aena# lueo se ciea la +ál+ula*

• Se pesa el &asco con el

cono ! la aena estante paa dete"ina la

cantidad de aena ue ento al 2o!o (:XX)*

• Calcula el +olu"en del "ateial e0ta,do

Donde.

V" . Volu"en. de la aena# de la "uesta

a . :eso de la aena ue ento en el au4eo*

Da . Densidad de la aena

:. :eso aena antes del ensa!o

:X . :eso aena paa llena el cono "a!o :XX . :eso aena despu3s del ensa!o

39

+ P P P W D

W V a

a

am −−==




• Calculo de la densidad del suelo

Donde.

γ " . Densidad del suelo

2 . :eso del suelo 2/"edo

Recomen#acione:

• 5eneal"ente es desea'le conta con una aena uni&o"e o de

un solo ta"a-o paa e+ita po'le"as de seeaci$n# de "odo ue con las

condiciones de +aciado pueda loase la "is"a densidad# del suelo ue se ensa!a*

• En el "o"ento de ensa!o# en el teeno# se de'e e+ita

cualuie tipo de +i'aci$n en el áea cicundante# !a ue esto puede po+oca

intoduci un e0ceso de aena en el au4eo*

• En suelos en ue pedo"inan las pat,culas uesas es

eco"enda'le dete"ina la 2u"edad so'e el total del "ateial e0ta,do*

PRSENTACI*N DE RESULTADOS

Enayo N % & / Prome#io:eso del "olde

:eso del "olde B aena

Volu"en del "oldeDensidad apaente suelta (Da)

Enayo N % & / Prome#io:eso del apaato de densidad lleno con aena

:eso del apaato con aena e"anente

:eso aena en el cono ! espacio de la placa'ase

:eso ecipiente B suelo 2/"edo

:eso ecipiente B suelo seco

:eso ecipiente

40

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTÍN<ACULTAD DE IN5ENIERÍA CIVILLA%ORATORIO DE MECANICA DE SUELOS

DENSIDAD IN SITU:o!ecto.U'icaci$n.Descipci$n del suelo.<ec2a de "uesteo.

Deni#a# a0aren"e #e la arena

Cali-ración #el cono y e0acio #e la 0laca -ae con arena

De"erminación #el con"eni#o #e ;ume#a# #el uelo e!"ra9#o en "erreno

m

hmh

V

W == γ γ




:eso suelo seco

:eso aua

Contenido de 2u"edad ( ; )

:eso del apaato de densidad lleno de aena

eso del aarato o area remaete

olume del suelo ( m3 )

&$Q&$ DETERMINACION DEL PESO ESPEC?)ICO ( 'RA5EDAD ESPEC?)ICA

DE UN SUELO$

a$ DETERMINACION DE LA 'RA5EDAD ESPEC?)ICA DE LA 'RA5A

'RUESA O PIEDRA

PROCEDIMIENTO. Se utili1a una 'alan1a especial

• Mediante un 2ilo# se cuela una pieda a la palanca de la 'alan1a !

se pesa la pieda ( pa peso de la pieda en el aie )• Se coloca un +aso con aua so'e el sopote especti+o se su"ee

la pieda colante al aua ! se pesa de nue+o (peso de la pieda en

el aua)*

• Se calcula el peso $ la a+edad espec,&ica se/n:

Donde.

p. :eso de la pieda

pa. :eso de la pieda en el aie

ps. :eso de la pieda su"eida en el aua

-$ DETERMINACION DEL PESO ESPEC?)ICO DEL MATERIAL 'RUESO$

Para 0ar"9cula mayore a la malla N 1 ASTM egXn m="o#o C%&

La &inalidad de este ensa!o# es dete"ina la a'soci$n de los aeados

uesos e0pesada co"o pocenta4e ! su a+edad espec,&ica*

41

Peo #el uelo ;Xme#o remo<i#o F; G

De"erminación #el <olumen #el uelo e!"ra9#o

O-er<acione:

Deni#a# eca in i"u G

ps pa

pa

sW W

W S

−=




Euipo.

• Estanue con aua*

• Una canastilla de ala"'e de "alla N^ J ("") o "ás &ina# con una

capacidad de *= a *= c"

*• ono de secado con ciculaci$n de aie ! te"peatua eula'le

capa1 de "antenese en =^ \ ^C*

• ea"ientas ! accesoios Recipientes plásticos ! pa-o*

PROCEDIMIENTO.

• :aa dete"ina la a'soci$n del "ateial# se to"an ===* de

suelo etenido en la "alla N^ ASTM ! se la+a en la "alla N^ >==

ASTM (=#= "")# de este "odo se eli"ina el "ateial &ino pesente#

2asta ue el aua sala total"ente li"pia* Esta "uesta la+ada# se

seca en el 2ono 2asta "asa constante duante > 2oas*

• Retia la "uesta del 2ono# se pesa al aie (s) ! lueo de seca a

te"peatua a"'iente duante 2oas# se su"ee el "ateial

in"ediata"ente duante ± 2oas dento del estanue de aua

(dento de la canastilla)*

• Cu"plido el tie"po# se etia la "uesta ! se seca la supe&icie

indi+idual"ente con un pa-o# e+itando duante esta opeaci$n la

e+apoaci$n de aua desde los poos de las pat,culas*

• <inal"ente se pesa la "uesta# o'teniendo el peso al aie de la

"uesta satuada supe&icial"ente seca (ss) ! se dete"ina el ; de

a'soci$n (;A)# se/n co"o se de&ine en la especi&icaci$n ASTM6C6

>*

C8lculo*

• Calcula el pocenta4e de a'soci$n (; A) de la "uesta.

Donde.

s. peso al aie de la "uesta seca (*)

ss. peso al aie de la "uesta satuada ! supe&icial"ente seca

C8lculo la gra<e#a# e0ec9fica a"ura#a 3Sm4 #e la mue"ra:

42

100% xW

W W #

s

s ss −=




Donde.

"s. :eso de la "uesta satuada con sup* Seca ! dete"ine su

peso su"eido en el aua teniendo cuidado de e"o+e todo el

aie enta"pado antes de la pesada*

C8lculo #el <alor #el Peo e0ec9fico a0aren"e 3S4 #e la mue"ra.

Donde. s ? :eso# al aie# de la "uesta secada al 2ono () "s ? :eso de la "uesta satuada con supe&icie seca# en aua

()

c$ DETERMINACION DEL PESO ESPEC?)ICO RELATI5O DE LOS

S*LIDOS, 0aa la malla N 1, ASTM D H>1>H$

El peso espec,&ico de un suelo (γ s) se de&ine co"o el cociente ente el

peso al aie de las pat,culas s$lidas ! el peso# al aie# de un +olu"en

iual de aua destilada# consideando iual te"peatua ! el "is"o+olu"en*

La a+edad espec,&ica de un suelo (Ss) se de&ine co"o el peso unitaio

del "ateial di+idido po el peso unitaio del aua destilada a ^C* La S s

se calcula "ediante la siuiente e0pesi$n.

D o n d e.

γ s. :eso espec,&ico de los s$lidos (Fc")

γ o . :eso espec,&ico del aua a ^C (Fc")

De esta &o"a# la a+edad espec,&ica puede se calculada utili1ando

cualuie elaci$n de peso de suelo (s) al peso del aua ( @)# sie"pe

! cuando se consideen los "is"os +ol/"enes# co"o se o'se+a en la

siuiente e0pesi$n.

43

ms ss

ssm

W W

W S

−=

ms s

s s

W W

W S

−=

o

s sS

γ

γ =

ω ω ω W

W

W W W

W S s

s * * s

s s =

−+=




E.UIPO:

• Su"inisto de aua desaieada con te"peatua esta'ili1ada*

• <asco +olu"3tico de >= $ == "l• %o"'a de +ac,os o aspiado paa poduci +ac,o*

• Moteo ! "ano paa "otea

• %alan1a de pecisi$n =* *

• Te"$"eto*

• Desecado*6 con un diá"eto ap0* De >== ""*

• ono*6 Capas de "antene una te"peatua de =± ^ C

• Opcional. Recipiente de aua 2elada !Fo aua 2elada ! "e1clado "ecánico de e&escos*

Con anteioidad a la pactica (d,a antes)# se de'e ecolecta ! desaiea

una cantidad su&iciente de aua co"/n o destilada# ceca de === "l

cada upo# utili1a aua co"/n# aua caliente# !Fo aua 2elada paa

e&ectua una esta'ili1aci$n en la te"peatua del aua*

PROCEDIMIENTO:

• Me1cla de == a >= * de suelo secado al aie o al 2ono con

aua en un ecipiente e+apoado 2asta &o"a una pasta ce"osa* Si

no se utili1a un "e1clado el3ctico# e"o4a el suelo ente >= ! =

"inutos (la ASTM eco"ienda > 2oas# paa "uestas secadas al

2ono)*

• Opcional. Tans&ei la pasta al +aso "e1clado el3ctico de

e&escos ! a-adi aua 2asta &o"a una "e1cla de ceca de >=="l

de suelo6aua* %ati estas "e1clas duante a = "inutos* Si se

2ace este paso# es necesaio utili1a un "ata1 (de == "l)

• Se pesa el &asco +ac,o 3Fƒ4 ! se eista# lueo se llena con

aua de desaieada (2asta la "aca de == "l)# tene "uc2o cuidado

en no intoduci aie nue+a"ente po aitaci$n e0cesi+a# co"o

altenati+a# es posi'le aplica +ac,o po unos cuantos "inutos

despu3s de 2a'e llenado el &asco 2asta los _ de su capacidad !

lueo llena 2asta la "aca ! eista 3FƒF G Peo #el fraco con

agua)# el cuello del &asco de'e esta seco se eista la T^C de "odoue la "e1cla aua suelo se encuente a la "is"a te"peatua

44




apo0i"ada"ente dento de ^ C # esta opeaci$n puede

2acese "ientas el suelo esta siendo "e1clado* Este paso se puede

o"iti si e0iste una cu+a de cali'aci$n del &asco*

• Lueo de a = "inutos# tans&ei el suelo satuado del plato

e+apoado al &asco +olu"3tico* Tene cuidado ue no ueden

pat,culas de suelo en el ecipiente e+apoado# a-adi aua con

te"peatua esta'ili1ada paa co"pleta los >F a _ de la capacidad

! lueo se aita el "ata1 con la "ano*

total ? ƒ+ac,o B s

@ ? total 6 ƒ@s*

• Conecta el &asco a la 'o"'a de +ac,o po un tie"po de unos =

"inutos# duante este tie"po aita sua+e"ente la "e1cla "o+iendo

cuidadosa"ente el &asco* O'se+a ue la educci$n en la pesi$n

del aie dento del &asco poduce 8e'ullici$n9 del aua* La e&iciencia

del +ac,o es +ei&ica'le de la siuiente "anea.

* Lueo de aplica +ac,o al &asco po = "inutos a la "e1cla suelo6

aua*

>* Llena el &asco 2asta unos >= "" po de'a4o de la "aca del

&asco con aua desaieada ! con te"peatua esta'ili1ada*

* Se +uel+e aplica +ac,o po +aios "inutos ! "acando con un

lápi1 de colo adecuado el ni+el del aua en el cuello del &asco*

* Retiando cuidadosa"ente la tapa paa o"pe el +ac,o ! si el

ni+el de aua su'e "ás de ""# el desaie"iento seá su&iciente*

• Cuando el poceso de desaiea"iento se 2a!a co"pletado# se

a&oa el &asco 2asta la "aca de == "l ('ase del "enisco se

encuente en la "aca)# seca el cuello po enci"a de la "aca con

papel secante enollado* Lueo se pesa ! se o'tiene el peso del

&asco con aua ! "uesta 3Fƒ4 ase/ese ue la T^ C est3 dento

de ^ C con especto a la utili1ada al "edi Fƒ

• Cálculo de la a+edad espec,&ica*

45

s * * s

s s

W W W

W G

ω ω −+

=




• Repeti la secuencia (pasos a P) paa +aloes

adicionales de Ss# 2asta tene +aloes dento de un ano del >;.

Ta'la de +aloes paa el &acto de coecci$n*

TC Y 3grcm/4J *=== =*PPGPG *=== =*PPGJ>>= *==== =*PPG>>> =*PPP= =*PPG=> =*PPPJ= =*PP>>J =*PPJG =*PPJG

RECOMENDACIONES:

* Ensa!a# po lo "enos dos pue'as ! dete"ina el po"edio*

>* El eo ente los ensa!os# as, dete"inados de'e se Q 6>;# caso

contaio epeti el ensa!o*

CALIBRACI*N DEL )RASCO

• El &asco de'eá li"piase# secase ! pesase ! eista el peso

• El &asco de'eá se llenado con aua destilada 2asta la "aca

+olu"3tica a te"peatua a"'iente ! se dete"ina su peso &@ un

te"$"eto se intoduce en el aua ! se dete"ina Ti*

• :epaa una a&ica del ('@)# +esus T^C (2ace ",ni"o puntos

en un siste"a de coodenadas# po e4e"plo# con J# >= > ! >G^C)

PRESENTACI*N DE RESULTADOS

46

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTÍN

<ACULTAD DE IN5ENIERÍA CIVIL

LA%ORATORIO DE MECANICA DE SUELOS

DETERMINACION DE LA 'RA5EDAD ESPEC?)ICA DE LOS S*LIDOS

:o!ecto.

U'icaci$n.

Descipci$n del suelo.

<ec2a de "uesteo.

<ec2a de ensa o.

02.1≤ s

s

S devalor Menor

S devalor Ma0or




Muesta N^ % & / 1:eso "uesta seca:eso "uesta S*S*S*; de a'soci$n

uestra ;< >

Cali-ración #el fraco

47

'ra<e#a# e0ec9fica y a-orción #e lo óli#o re"eni#o en la malla N 1

De"erminación #e la a-orción

De"erminación #e la gra<e#a# e0ec9fica

O'se+aciones.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTÍN

<ACULTAD DE IN5ENIERÍA CIVIL

LA%ORATORIO DE MECANICA DE SUELOS

DETERMINACION DE LA 'RA5EDAD ESPEC?)ICA DE LOS S*LIDOS

:o!ecto.

U'icaci$n.

Descipci$n del suelo.

<ec2a de "uesteo.

'ra<e#a# e0ec9fica #e lo óli#o -aZo malla N 1 M="o#o con e!"racción #e aire




Dete"inaci$n de la 5a+edad Espec,&ica

Ensa!o N^ % & / 1 >:eso "uesta seca. s

ω ω * s s * W W W += :eso &asco B "uesta Baua a T^ de ensa!oTe"peatua de aua de ensa!o (T^0)

a!ua *rasco PesoW * +=ω a T^ cali'aci$n

Coecci$n (`)

ω

α

W

W

W W W

W G s

*)s s *)

s s =

−+=

2.63. DETERMINACION DE LAS DENSIDADES MA2IMA ( MINIMA$Su &inalidad es dete"ina las densidades secas "á0i"a ! ",ni"a de

suelos no co2esi+os# no ce"entados# de ta"a-o "á0i"o no"inal 2asta

G=""*# ue contenan 2asta un >; en "asa de pat,culas "enoes ue

=#=G""* ! un I: iual o "eno ue *

El "3todo se aplica !a ue en esta clase de suelos# est3n secos o

satuados# la co"pactaci$n po i"pacto no poduce una cu+a 'ien de&inida

de elaci$n 2u"edad6densidad*

Kal Te1a2i e0pes$ el ado de co"pacidad de estos suelos en t3"inos

de la densidad elati+a ta"'i3n deno"inado ,ndice de densidad (ID)# la cual

se encuenta en &unci$n de las densidades "á0i"a ! ",ni"a o'tenidas en

la'oatoio*

Eui0o:

48




Ta-le <i-ra"ory an# acceorie$

• Mesa +i'adoa de aceo# con cu'ieta de apo0i"ada"ente =

=""*# apo!ada so'e a"otiuadoes ! accionada po "edio de un

+i'ado electo"an3tico (&iua)

• Dos "oldes cil,ndicos# uno de >G> cc* ! el oto de J=cc* De

capacidad# cada uno con un euipo ane0o co"puesto de una placa

'ase de aceo de >#""* de espeso# una so'e caa de plo"o ue

4unto a la placa 'ase sean eui+alentes a Kpa* paa el "olde en

uso ! un colla,n paa eci'i las so'e caas*

• ono de secado con ciculaci$n de aie ! te"peatua eula'le

capa1 de "antenese en = ^ \ ^ C*

• Un de&o","eto co"paado o dial lecto de de&o"aci$n# con un

ecoido de =""* ! pecisi$n de =#=""*

• ea"ientas ! accesoios* %alan1a de capacidad supeio a =

W* Y pecisi$n de *# con$"eto# ela "etálica# pala# pou-a#

ta"ices ! ecipientes plásticos*

Proce#imien"o:

* Dete"inaci$n de la densidad ",ni"a* Se selecciona el "olde#apaato de llenado ! el peso de la "uesta# se/n el ta"a-o

"á0i"o de pat,culas del suelo# de acuedo a la ta'la de la &iua >*

! se seca la "uesta en 2ono 2asta o'tene pesadas consecuti+as

constantes* Se pesa el "olde a utili1a (") ! se +ei&ica su +olu"en

(V")* Se coloca este so'e una supe&icie &i"e# plana ! 2oi1ontal !

se pocede a deposita sin altua de ca,da# el suelo seco !

2o"oeni1ado se/n el ta"a-o "á0i"o no"inal de pat,culas#

e+itando olpea o +i'a el "olde*

%a&a'o&i&o *e+a,-.cula

""

%a&a 'o &.ni&o *e la&ue-,a *e e ena/o0

123

A+a,a-o *e lle na*o+a,a *e-e,&ina,*eni*a* &.ni&a

Ca+aci*a**el &ol*e

L-3

80 45 alaa 14.2

40 10 =uara 2.8

20 10 =uara 2.8

10 10 Embudo de 25 mm 2.85 10 Embudo de125 mm. 2.8

Si el ta"a-o "á0i"o no"inal es "eno $ iual a = ""*# se colocael "ateial dento del "olde tan suelto co"o sea posi'le# +aciándolo

49




a &lu4o constante ! a4ustando la altua de descaa de

"odo ue la ca,da li'e sea desde una altua de >""*

Si"ultánea"ente# "o+e el e"'udo en &o"a de espial# desde la

paed del "olde 2acia el cento con el o'4eti+o de i &o"ando una

capa de espeso uni&o"e*

Si el ta"a-o "á0i"o no"inal es "a!o a =""*# se coloca el

"ateial dento del "olde de "odo ue se deslice en +e1 de cae

so'e el &ondo* Su4eta con la "ano las pat,culas "a!oes paa

i"pedi ue ueden 2acia a&uea# llenando 2asta apo0i"ada"ente

>""* po so'e el 'ode del "olde* <inal"ente# se enasa el

"ateial e0cedente ! se pesa el "olde "ás el suelo ue contiene

()*>* Dete"inaci$n de la densidad "á0i"a +,a seca* Utili1ando el "olde

lleno con el "ateial e"pleado en la dete"inaci$n de la densidad

",ni"a# se apo!a la placa 'ase so'e la caa supeio de la "uesta

! se colocan los diales en tes posiciones distintas# anotando los

di&eentes ni+eles de la placa# o'teniendo un po"edio de lectuas

iniciales (Li)*

Retiados estos# se instala el colla,n so'e el "olde ! la so'e

caa so'e la placa 'ase# a4ustando el con4unto en la "esa+i'adoa*

Se 2aá +i'a la "esa a su a"plitud "á0i"a duante G "inutos*

Lueo se etian la so'e caa ! el colla,n# colocando nue+a"ente

los diales en las "is"as posiciones iniciales ! se eistan los

nue+os ni+eles de la placa# o'teniendo as, un po"edio de lectuas

&inales (L&)*

<inal"ente# se etia la placa 'ase ! se pesa el "olde "ás el suelo

+i'ado (>)# el cual de'eá se se"e4ante a # sal+o ue duantela +i'aci$n se 2a!a poducido p3dida de &inos*

* Dete"inaci$n de la densidad "á0i"a +,a 2/"eda* Esta puede eal

i1ase so'e el "ateial de la "uesta acondicionada (seca) a la

cual se le aea su&iciente cantidad de aua de4ándola e"o4a

duante F> 2oa o 'ien# so'e la "uesta de suelo 2/"edo

po+eniente de teeno* Seleccionado el "olde ! el peso de la

"uesta se/n la ta'la ai'a indicada# se llena el "olde con suelo

2/"edo "ediante una palana o cuc2aa# aeando lueo una

50




cantidad su&iciente de aua paa ue una peue-a

pel,cula se acu"ule so'e la supe&icie* Se +i'a el "olde con el

suelo satuado duante J "inutos# educiendo la a"plitud de

+i'aci$n duante los "inutos &inales paa e+ita ue el suelo &lu!a*

Concluido dic2o tie"po# se eli"ina el aua ue apae1ca so'e la

supe&icie de la "uesta* Lueo se apo!a la placa 'ase so'e la

caa supeio de la "uesta ! se epiten los pasos descitos en la

dete"inaci$n de la densidad "á0i"a +,a seca* O'tenidas las

lectuas del dial &inales# se etia la placa 'ase ! se e0tae con

cuidado el total de la "uesta 2/"eda# la ue se seca al 2ono

2asta conseui pesadas consecuti+as constantes ()*

C8lculo:

• Calcula la densidad seca ",ni"a del suelo (γ d "in) .

γ d "in ? ( 6 ") F V" ( F c")

Donde.

" ? peso del "olde (*)

? peso del "olde "ás el suelo (*)

V" ? +olu"en del "olde (c"

*)• Calcula la densidad seca "á0i"a del suelo (γ d "á0*) po la +,a

seca.

γ d "á0* ? (> 6 ") F (V " 6 & c A (Li 6 L&)) (Fc")

Donde.

> ? peso del "olde "ás el suelo +i'ado (*)

A ? áea del "olde (c">)

&c ? &acto de coecci$n de diales (+alo ? F=)Li ? po"edio de lectuas de dial iniciales

L& ? po"edio de lectuas de dial &inales

• Calcula la densidad seca "á0i"a del suelo (γ d"á0*) po la +,a

2/"eda.

γ d "á0* ? F (V" 6 & c A (Li 6 L&)) (Fc")

Donde.

? peso del suelo +i'ado seco (*)

51




Recomen#acione:

• El +alo de la densidad "á0i"a de un suelo# estaá dado po el

"a!o +alo o'tenido ente los "3todos seco ! 2/"edo*

• En la dete"inaci$n de la densidad "á0i"a de un suelo# el"3todo seco aseua esultados en un pe,odo de tie"po "ás

'e+e# sin e"'ao paa a+as ! aenas uesas# se o'tiene una

densidad "á0i"a "a!o en estado satuado*

C8lculo #e la #eni#a# rela"i<a 3DR4$

DR;? (e"a0 enat*) F (e" a 0 6 e "in) ==

Donde.

e",n* ? elaci$n de +ac,os del suelo en su estado "ás co"pactoe"á0* ? elaci$n de +ac,os del suelo en su estado "ás suelto

enat* ? elaci$n de +ac,os del suelo en su estado natual

Sin e"'ao# es con+eniente e0pesa la densidad elati+a en &unci$n

de los pesos unitaios o densidades secas del suelo# pues el cálculo de

la elaci$n de +ac,os# euiee del +alo de la a+edad espec,&ica del

suelo# po lo ue la densidad elati+a puede e0pesase "ediante la

siuiente e0pesi$n.Donde.

γ d "á0* ? peso unitaio seco del suelo en su estado "ás

co"pacto

γ d "," ? peso unitaio seco del suelo en su estado "ás suelto

γ d nat ? peso unitaio seco in situ

En laTa'la o'se+a la clasi&icaci$n del estado del suelo de acuedo a sudensidad elati+a*

Estado del suelo Densidad elati+a ;Mu! suelto =6

Suelto 6Medio 6JDenso J6G

Mu! denso G6==<uente. Du4isin D*# P

TERCERA UNIDAD: E2PLORACION DE SUELOS

52

100% x Dd

dmáx

dmímdmáx

dmímd r

γ

γ

γ γ

γ γ

−−=




/$%$ El o-Ze"i<o #e lo e"u#io #el Suelo 3"area y fine4$

El pop$sito de la in+estiaci$n de un suelo depende de ue el suelo en

estudio# epesente un suelo de &undaci$n o un "ateial de constucci$n*

a$ El Suelo como uelo #e fun#ación*

:o "edio de los estudios al su' suelo# se uiee o'tene los +aloes ad"isi'les o

aplica'les paa la so'ecaa de'ido a edi&icaciones po constui (esistencia del

suelo# pesi$n

ad"isi'le de

contacto)* As,

"is"o# se

desea a+eiua alo# en cuanto

al co"pota"iento del suelo po e&ecto del asenta"iento o sea el e&ecto ue poduce

la caa de la edi&icaci$n# las +i'aciones ! otos &actoes de las cuales se de'en

conoce no sola"ente la "anitud si no ta"'i3n el desaollo de los asenta"ientos

pueden +aia en an escala* En suelos no co2esi+os de unos cent,"etos ! en

suelos co2esi+os de dec,"etos# la "edida del asenta"iento ad"isi'le depende del

tipo de edi&icaci$n ! de su uso*

Los esultados de los estudios del su' suelo epesentan la 'ase paa.

• El ta1ado de caeteas# &eocailes# canales# donde se de'e to"a en cuenta

asenta"ientos no uni&o"es# desli1a"ientos# ni+el &eático*

• La selecci$n de la &undaci$n "ás adecuada ! econ$"ica de edi&icaciones# en

cuanto a la po&undidad ! tipo de ci"entaci$n*

Ade"ás se tiene ue to"a en cuenta el a"'iente del sitio de constucci$n ! el

e&ecto de edi&icaci$n a las escenas de los alededoes*La in+estiaci$n

del su' suelo#

ta"'i3n in&lu!e en

la ela'oaci$n de

planos del

"uesteo del

teeno donde se

dan todos lospe&iles de pe&oaciones ! e0ca+aciones !a 2ec2os ! otos datos conocidos*

53

PLACAWAPATAS AISLADAS PILOTESWAPATA CORRIDA

DESLIWAMIENTO

MURO DE CONTENCI N

EMPUE DE

TIERRAS




-$ El uelo como ma"erial #e con"rucción$

• En la constucci$n de teaplenes paa caeteas# &eocailes# canales# etc*

• En la constucci$n de diues (pesas) de laos de e"'alses o diues potectoes

en los ,os*

• En el elleno de "uos de contenci$n# "uelles*

• En la ele+aci$n de teenos*

• Co"o capas de su' 'ase# 'ase ! capas de desaste de caeteas# aeopuetos#

ca"pos depoti+os etc*

• Co"o "ateial &iltante paa siste"as de dena4e de po1os etc*

• Co"o "ateial i"pe"ea'ili1ante en la constucci$n de pesas# canales etc*

• En el elleno de soca+ones a'andonados en "inas*

• En eneal co"o "ateial de constucci$n# aena# a+a# pieda picada# aeados#

etc$

c$

Efec"o #el agua en cualuier o-ra*

No"al"ente 2a'á ue dete"ina la capa &eática ! sus +aiaciones* En los suelos

co2esi+os ade"ás se tiene ue a+eiua los ca"'ios de co"pota"iento &,sico del

suelo# se/n alteaciones en el contenido de 2u"edad*

%ase de estos estudios se puede apecia lo siuiente.

• La decisi$n en cuanto a la educci$n del ni+el &eático*

• Las cotas adecuadas de las ci"entaciones ! la potecci$n conta el aua

su'teánea*

54




• Las &ue1as del aua su'teánea actuantes a las edi&icaciones 'a4o

ni+el &eático*

• Tipo de dena4e ! potecci$n de taludes en des"ontes ! teaplenes (&iltos de

dena4e# &ilto de taludes*)• Seuidad al desli1a"iento po de'a4o de pesas# +etedeos*

• :elio de conelaciones (caeteas ! edi&icaciones en 1ona &,as*)

• Contacci$n e 2inc2a"iento del suelo# se/n ca"'ios en el contenido de

2u"edad# lo ue poduce de&o"aciones en la o'a*

• La co"pactaci$n de teaplenes (caeteas) se/n el contenido de 2u"edad*

• :opiedades u,"icas del aua (:# 'acteias# etc*)*

/$&$ M="o#o #e la e!0loración #el uelo

'enerali#a#e*

Los "apas eol$icos# cuando e0isten# dan una pi"ea in&o"aci$n especto a la

condici$n del teeno# con apo0i"aci$n se puede ponostica las popiedades del suelo*

Los "apas eol$icos son apopiados paa la in+estiaci$n pe+ia de 1onas a"plias en

estudio (u'ani1aciones# etc*) "uc2as +eces !a son conocidas las condiciones del suelo

en las in"ediaciones de una o'a po e4ecuta# o sea !a 2an sido o'tenidos datos del

suelo en in+estiaciones pe+ias paa otas edi&icaciones*Estos datos pueden epesenta la 'ase de los estudios nue+os po lle+a a ca'o*

a$ E!ca<acione, 0o[o a cielo a-ier"o$

El "3todo "ás si"ple paa econoce al teeno

consiste en e0ca+a un po1o donde se +e las

capas de suelo en plena estati&icaci$n* La

po&undidad de estas e0ca+aciones es "u!

li"itada# se llea sola"ente a unos > á "etosde po&undidad* En tales e0ca+aciones se o'tiene

tanto "uestas alteadas co"o inalteadas* Una

+e1 encontada el ni+el &eático !a no se peneta

"ás ! la e0ca+aci$n se da po te"inada*

-$ Perforacione$

No"al"ente en estos sondeos e0ploatoios# la "uesta de suelo o'tenida es

co"pleta"ente alteada (e0cepto cuando se

e"plee euipo "u! especial) las pe&oacionespueden se lle+adas a ca'o en estado seco# as,

55




co"o "ediante el "3todo la+ado* Las 2ea"ientas paa sondeo

e0ploatoios po otaci$n son

'aenos 2elicoidales ("a!o"ente en pe&oaciones secas) o 'aenos de

pe&oaci$n (2ea"ienta de ataue)*

En cietos casos# 2a! ue e"plea un sondeo entu'ado (en suelo "u! suelto) paa

el "uesteo se utili1a 2ea"ientas especiales# co"o las cuc2aas "uesteadoas*Cuando un sondeo alcan1a una capa de oca "ás $ "enos &i"e# no es posi'le

loa penetaci$n "ediante 2ea"ientas ai'a "encionadas# si no se 2a de

ecui a 2ea"ientas di&eentes ('ocas de cincel# 'ocas de dia"ante# etc*)

#$ In<e"igacione geof9ica

• M="o#o 9mico$ Este "3todo se &unda en la di&eente +elocidad de

popaaci$n de las ondas +i'atoias de tipo s,s"ico a ta+3s de di&eentes

"edios "ateiales* En los suelos# la +elocidad de popaaci$n +a,a ente

= ! >== "Fse*# coespondiendo los +aloes "a!oes a "antos de a+a

"u! co"pactos ! los "enoes a aenas sueltas7 los suelos acillosos tienen

+aloes "edios# "a!oes paa las acillas duas ! "enoes paa las 'landas*

En oca sana la +elocidad de popaaci$n &luct/a ente >=== ! G=== "Fse*

El "3todo consiste en po+oca e0plosiones en la 1ona a e0ploa# colocando

eistadoes de ondas (e$&onos) ue captan las +i'aciones#

tans"iti3ndolas a un oscil$a&o cental las ondas diectas ! e&actadas (po

&onteas ente estatos) llean al e$&ono en tie"pos di&eentes* :o "edio

de á&icos ! cálculos# se a+eiua la estati&icaci$n del teeno*

56

Euipo paa e0ploaci$n "anual




Este "3todo pe"ite dete"ina espesoes de los di&eentes

estatos# "idiendo la +elocidad de popaaci$n de ondas s,s"icas* :aa su

intepetaci$n# los estatos supeioes de'en pesenta +elocidades de

popaaci$n in&eioes a las de los estatos ue lo su'!acen ! estos de'en

se elati+a"ente paalelos ente s,*

La t3cnica de e&acci$n s,s"ica# consiste en cea ondas de i"pacto !

+i'aci$n en el inteio del teeno* Esto se poduce olpeando la supe&icie

del suelo con un "atillo# cualuie peso o "ediante el estallido de una

peue-a caa e0plosi+a enteada en el suelo*

A cieta distancia del lua donde se poduciá el i"pacto# se colocan unos

detectoes lla"ados e$&onos# dispuestos en l,nea ecta ! a distancias ue

+a!an au"entando ente ellos (+e &iua)* A ta+3s de un sis"$a&o# seeista el tie"po e"pleado po la onda elástica en llea a cada detecto !

po "edio de una ecuaci$n se dete"ina el espeso del estato en estudio*

Cuanto "ás denso sea el "ateial# tanto "ás ápido se despla1aán las

ondas a ta+3s de 3l* En la ta'la se indican alunos +aloes t,picos de

+elocidades de ondas s,s"icas de alunos suelos*

Tipo de suelo Velocidad en "Fse* Aena suelta =6=

Aena dua pacial"ente satuada J==6>==

Suelo seco J==Suelo satuado >==6===

Roca sana >===6J===Ta'la de +elocidades de la onda s,s"ica en suelos ! ocas* <uente. So@es 5* %* ! So@es 5* <*# P*

57




Di0oición #el eui0o en "erreno y euema #e funcionamien"o$)uen"e: )le"c;er '$ y Smoo" 5$, %H$

• M="o#o #in8mico$6 ("3todos a+i"3ticos)* En los "3todos

a+i"3ticos se "ide la aceleaci$n del ca"po a+itacional en

di+esos puntos de la 1ona a e0ploa* Los +aloes de dic2aaceleaci$n liea"ente "ás altas ue el no"al de la 1ona indicaan

58




la pesencia de "asas duas o ocas7 lo contaio seá un

,ndice de la pesencia de "asas lieas o ca+enas* La intepetaci$n

de los esultados de estos "3todos es eática ! "u! di&,cil*

• M="o#o #e rei"i<i#a# el=c"rica$ La pincipal aplicaci$n de este"3todo está en el ca"po de la "ine,a# peo en "ecánica de Suelos

ta"'i3n se 2a aplicado# paa dete"ina la pesencia de estatos de

oca en el su' suelo la 'ase de este "3todo# consiste en "ediciones

de la esisti+idad el3ctica de los suelos# la cual +a,a con la natuale1a

del "is"o*

La esistencia ue opone al paso de la electicidad# dependeá en an pate

de la densidad ! 2u"edad del suelo*

El pocedi"iento consiste en en+ia "ediante dos electodos i"polai1a'les#

una coiente el3ctica de intensidad i# de se posi'le continua ! "edi la

di&eencia de potencial b< e0istente ente otos dos electodos (Ve &iua)* El

conoci"iento de b< e i# pe"ite calcula una esisti+idad ue se co"paa con

un á'aco o pat$n de e&eencia* En la ta'la se indican alunos +aloes

t,picos de esisti+idades*

Tipo de suelo Resisti+idad en O2"sc" Acilla o li"o oánico satuado ==6>===

Acilla o li"o inoánico satuado ===6=== Acillas ! Li"os duos se"isatuados#

aenas ! a+as satuados===6===

Lutitas# acillas ! li"os secos ====6==== Aeniscas# aenas ! a+as secas >====6=====

Rocas cistalinas sanas =====6======

59




Ta-la #e la Rei"i<i#a# el=c"rica #e uelo y roca)uen"e: Soer '$ B$ y Soer '$ )$, %>

60




Euema #el 0rinci0io #el m="o#o #e rei"i<i#a# el=c"rica$ fuen"e: )le"c;er '$ y Smoo" 5$, %H$

/$/$ E0aciamien"o y 0rofun#i#a# #e la e!ca<acione y 0erforacione e!0lora"oria

El n/"eo# tipo ! po&undidad de los sondeos ue de'en e4ecutase# depende

&unda"ental"ente del tipo del su' suelo ! de la i"potancia de la o'a*

:o e4e"plo en luaes de pe&il eático# tales co"o cauces &lu+iales o laciaes# en

eneal se pesentan los po'le"as "ás delicados# pues es "u! po'a'le co"ete

eoes ue 2ace ue esulte "u! di&,cil una dete"inaci$n pecisa de las popiedades

'ásicas# esistencia ! co"pesi'ilidad. En ca"'io en luaes con pe&iles de estati&icaci$n

"ás uni&o"e# los sondeos e0ploatoios# se lle+an a ca'o de una &o"a "ás pecisa !

"ás seua*

Un punto ue euiee especial cuidado es la dete"inaci$n de la po&undidad a ue de'e

lle+ase la e0ploaci$n del suelo* :aa &ines de ci"entaci$n# en donde asenta"ientos !

esistencia son los &actoes dete"inantes# el áea de apo!o de las estuctuas#

conceta"ente el anc2o# es de i"potancia +ital# pues el e&ecto de las pesionessupe&iciales aplicadas al suelo es neta"ente dependiente de este concepto*

El sondeo de'e lle+ase a una po&undidad tal ue los es&ue1os tans"itidos desde la

supe&icie !a no podu1can e&ectos de i"potancia# o sea cuando las pesiones

tans"itidas llean a se del oden de a =; de las aplicadas

En otas ocasiones# la po&undidad de los sondeos se &i4aá con citeios "u! di&eentes#

un caso t,pico se tiene cuando los sondeos e+elan la pesencia de suelos "u! 'landos#

ue o'liuen a pensa en la con+eniencia de ci"entaciones piloteadas# apo!adas en

estatos &i"es tales estatos esistentes# si e0isten a po&undidades econ$"icas*En otos casos# se 2aá necesaio pecisa las caacte,sticas del suelo 'lando paa pode

esti"a los asenta"ientos ! capacidad de caa con ue se dise-an esos pilotes*

:aa cita un e4e"plo. In+estiando al su' suelo de una pesa po constui es necesaio

enconta los estatos i"pe"ea'les ! &i"es especti+a"ente# paa econoce el espeso

de las capas supe&iciales po i"pe"ea'ili1a ! esta'ili1a*

61




/$1$

Toma #e mue"ra 3al"era#a e inal"era#a4

0ara enayo #e la-ora"orio$

• Mue"ra al"era#a$ Estas

"uestas se o'tienen tanto en po1os a cielo a'ieto co"o en pe&oaciones* La te0tua

oiinal del suelo !a esta destuida con estas "uestas* No es posi'le dete"ina la

co"pacidad ni el peso +olu"3tico (densidad apaente) del suelo# no o'stante si+en

paa pecisa otas popiedades &,sicas# tales co"o la anulo"et,a# li"ites de

plasticidad# peso espec,&ico de s$lidos*

Las "uestas alteadas se sacaán en todo ca"'io en los estatos# o po lo "enos de

cada "eto de po&undidad* :aa pode dete"ina el contenido de 2u"edad es

necesaio pone las "uestas in"ediata"ente dento de un ecipiente 2e"3tico

ceado a "enos ue e0ista un euipo paa a+eiua el contenido de 2u"edad In Situ*

• Mue"ra inal"era#a$ Estas "uestas ue conse+an su estado oiinal (la

co"pacidad natual# peso +olu"3tico oiinal# etc*) seán o'tenidas cuando sea

necesaio dete"ina cietas popiedades del suelo (co"pacidad# esistencia#

asenta"iento# pe"ea'ilidad etc*)*

En pe&oaciones es "u! di&,cil o'tene "uestas inalteadas# paa tales &ines# se

euiee de euipo "u! especial# ! ade"ás se o'tiene las "uestas sola"ente de

suelos co2esi+os o de ocas*

Sin e"'ao# en

po1os a cielo

a'ieto no es

po'le"ático

saca las

"uestas

62

E la 'sta se obser'a real>ado la e?a'a@

E la 'sta se obser'a la toma

de muestra




inalteadas# paa este pop$sito se puede utili1a un cilindo de aceo de la

&o"a siuiente.

Las "uestas inalteadas se o'tendá ta"'i3n cotando cu'os "ediante un cuc2illo

lonitudinal de aista del cu'o \ c"* Dado el caso# ue no se in+estiue a las

"uestas in"ediata"ente despu3s del "uesteo# entonces las "uestas de'eán

cu'ise 2e"3tica"ente con paa&ina o en caso de ue se 2a!a e0ta,do con cilindo

"uesteado este de'e tapase a a"'os e0te"os*

/$>$ ENSA(OS DE PENETRACION$

Los ensa!os de penetaci$n in situ están "u! di&undidos 2o! en d,a# pincipal"ente po su

sencille1 ! po su costo elati+a"ente accesi'le# peo de'e"os aea ue en "uc2os

casos su intepetaci$n es "u! di&,cil*Los penet$"etos son 'aas "etálicas ue se intoducen en el teeno paa "edi

dete"inadas popiedades del "is"o ! eneal"ente están constituidas po las +aillas# la

punta ue se intoduce en el teeno ! el dispositi+o de acciona"iento*

Constitu!en un "3todo au0ilia en la in+estiaci$n de las caacte,sticas del teeno# sus

esultados pe"iten o'tene cietos datos so'e la densidad de los suelos ! la

consistencia de suelos co2esi+os# as, co"o co"pesi'ilidad ! esistencia al cote* Son

usados eneal"ente paa dete"ina los l,"ites de las capas# ni+eles ocosos o estatos

esistentes ! las ca+idades del teeno* Ta"'i3n si+en paa co"po'a ápida"ente launi&o"idad del teeno# en co"'inaci$n con oto econoci"iento# co"o po e4e"plo los

sondeos*

Los ensa!os de penetaci$n pueden se diná"icos# ue consisten en 2inca "ediante

olpes una +ailla o tu'o# o pueden se estáticos# ue consisten en "edi la esistencia a

la penetaci$n de la +ailla# la ue se 2inca lenta"ente# de "odo ue los e&ectos

diná"icos esultan despecia'les# es deci# la punta es &o1ada 2acia adelante a una

+elocidad eulada*

Ti0o #e 0ene"róme"ro$• Pene"róme"ro e"8"ico* El "ás t,pico es el 2oland3s (cono estático)# el cual se

2inca "ediante una &ue1a estática# dada po atos "ecánicos o 2idáulicos* Consta

de un tu'o# en cu!o inteio se alo4a una +ailla# ue lle+a en la punta un cono (Ve

&iua)* Se "ide el es&ue1o necesaio paa la 2inca del con4unto ! de +e1 en cuando

s$lo se 2inca la +ailla inteio "$+il# lo ue da la &ue1a necesaia paa la 2inca del

cono# es deci# la esistencia del teeno a la punta del cono* :o di&eencia# es

posi'le o'tene la esistencia po el &uste# de'ida a la ad2eencia ! el o1a"iento

ente el tu'o ! el teeno*

63




Los esultados de la penetaci$n estática se epesentan á&ica"ente

de la siuiente "anea. se a&ica en odenadas la po&undidad ! en a'scisas la

esistencia po la punta (W Fc">) o su esistencia total ! el oce del tu'o de

e+esti"iento (&uste)*

Los ensa!os de penetaci$n estática dan 'uenas indicaciones so'e la esistencia del

teeno# peo tienen la des+enta4a de ue en suelos densos o "u! densos# el euipo

pueda ueda 'loueado al no pode i"pi"i una &ue1a "a!o de penetaci$n# con lo

cual es i"posi'le llea a andes po&undidades*

• Pene"róme"ro #in8mico* La "anea "ás si"ple de o'tene in&o"aci$n so'e el

ado de co"pactaci$n in situ (co"pacidad en suelos anulaes7 consistencia en suelos&inos)# consiste en olpea una 'aa ! "edi lo ue peneta en el teeno en &unci$n del

64




n/"eo de olpes* En co"paaci$n con el penet$"eto estático# la

intepetaci$n es "ás di&,cil# sin e"'ao la e4ecuci$n del ensa!o es "ás sencilla# po

ello este tipo de ensa!os está a"plia"ente di&undidos*

La "a!o +enta4a del penet$"eto diná"ico so'e el estático es ue no necesita el

laste o ancla4e de eacci$n de 3ste /lti"o# ue "uc2as +eces puede se de +aias

toneladas# co"o consecuencia tene"os ue los penet$"etos diná"icos son "uc2o

"ás "ane4a'les 'aatos ! ápidos*

E0isten +aios tipos de penet$"etos diná"icos# po e4e"plo el tipo DIN =P# el

penet$"eto estánda ASTM D6 G J# penet$"etos "anuales# etc*

• Pene"róme"ro manuale* Este tipo de penet$"etos se 2inca en el teeno "ediante

olpes dados eneal"ente con un "a1o de "adea* Co"o es usual al esto de los

penet$"etos# es posi'le eista el n/"eo de olpes ! las po&undidades de

penetaci$n* Ta"'i3n se pueden o'tene peue-as "uestas del teeno "ediante una

anua lonitudinal ! los 2uecos supeioes ue co"/n"ente poseen*

• Pene"róme"ro DIN 11$ E0isten dos tipos. lieo ! pesado* El penet$"eto lieo

puede e"please en suelos no "u! co"pactos 2asta po&undidades de unos G "etos*

:aa po&undidades "a!oes ! suelos "ás ,idos se utili1a el penet$"eto pesado*

Las caacte,sticas de estos euipos se indican en la ta'la siuiente.

Pene"róme"roPeo #el Ma[o

3g4

Al"ura #e ca9#a

3cm45arilla

Lago #e

<arilla 3m4

Lieo = = Tu'o >>* *=:esado = =

Vailla de

sonda4e*=6>*=

Caacte,sticas de penet$"etos se/n DIN 6 =P*

<uente. Sc2ul1e * ! Si""e K*# P=*

Enayo #e 0ene"ración normal 3SPT4, egXn norma ASTM D%>HQ Q1T$

Este "3todo es a"plia"ente conocido ! elati+a"ente si"ple* Consiste en conta el

n/"eo de olpes ue se euieen paa 2inca = c"* una cuc2aa saca "uestas en el

teeno# con un peso dete"inado ! una altua de ca,da &i4a* El "uesteado usado#

co"/n"ente lla"ado cuc2aa no"al# es de >9 de diá"eto ! se 2inca en el &ondo delpo1o "ediante la acci$n de olpes de un "atinete ue pesa J W*# el ue cae desde una

altua de c"*

:aa e&ectua el ensa!o es peciso a+an1a con un sondeo no"al* Al llea al punto ue

se desea ensa!a se intoduce la cuc2aa de >9 2asta el &ondo* En esta pe&oaci$n pe+ia

se de'e etia todo el "ateial petu'ado o suelto (si el suelo es co2esi+o eneal"ente

las paedes "antienen su posici$n# peo si se tata de suelos de paedes inesta'les se

suele entu'a con e+esti"iento "etálico o lodos ti0ot$picos)*

Una +e1 intoducida la cuc2aa en el &ondo de la pe&oaci$n 2aci3ndola peneta unos

c"* "ediante olpes a las ca'e1as de las +aillas# se inicia entonces el ensa!o de

65




penetaci$n# contando el n/"eo de olpes (N) necesaios paa 2ace

peneta la cuc2aa = c"* No de'e contase el n/"eo de olpes necesaios paa

intoducila los pi"eos c"* !a ue se supone ue el teeno se puede enconta

alteado en el &ondo del sondeo* Se cuentan sin e"'ao los olpes necesaios paa

intoducila los = c"* Siuientes ! este seá el n/"eo de penetaci$n estánda(N)

Un citeio de ec2a1o a la penetaci$n# es cuando el a+ance es "eno a 9 po cada =

olpes* Te"inado el ensa!o# se ia la cuc2aa ! se e0tae la "uesta# se desa"a el

"uesteado etiando la ca"isa inteio ue posee dic2a "uesta*

La in&o"aci$n ue entea este ensa!o es "u! +aliosa peo su intepetaci$n ! análisis

euiee de e0te"ada pudencia# &unda"ental"ente po las li"itaciones ue se

pesentan en la e4ecuci$n del ensa!o ! &actoes ati'ui'les a las caacte,sticas delteeno "is"o# po e4e"plo# +aloes de N distintos paa un "is"o estato de'ido a ue los

suelos no sie"pe se encuentan uni&o"e"ente disti'uidos# siendo la causa de esta

+aiaci$n# la pesencia de pat,culas a+osas# ellenos u otos "ateiales si"ilaes*

El S:T entea una 'uena e&eencia aceca de la co"pacidad de los suelos aenosos# sin

e"'ao# en estatos de a+a la cuc2aa no puede 2incase# pues la a&ilada punta de la

cuc2aa se do'la*

En suelos acillosos los esultados no son "u! con&ia'les# e0istiendo cicunstancias

conocidas ue 4usti&ican la &alta de aant,a de los esultados o'tenidos* :i"eo# la acillae02i'e cieta +iscosidad o esistencia a la de&o"aci$n ápida# lo cual in&lu!e en el ensa!o#

sin ue tena coespondencia en la esistencia del teeno a caas pe"anentes*

Seundo# se 2a podido co"po'a ue una an pate de la esistencia a la penetaci$n

de la cuc2aa en acillas# se de'e a la ad2eencia a la supe&icie lateal# peo 3sta

tatándose de un &en$"eno tan ápido# ueda in&lu,do po la sensi'ilidad de la acilla# su

ti0otop,a ! en eneal# po la capacidad de este suelo a ad2eise casi instantánea"ente

a una supe&icie "etálica*

Toma #e mue"ra* La "uesta se etia de la ca"isa ue la contiene ! se coloca enen+ases o ecipientes especiales# sellándola con paa&ina s$lida* Se otula paa su

identi&icaci$n ! se en+,a al la'oatoio paa los ensa!os petinentes* Esta "uesta de'e

considease co"o e"oldeada# !a ue el espeso de las paedes del tu'o es "u! ande

con elaci$n a su diá"eto inteio*

En cada ensa!o ue se e4ecute se de'en anota los datos elati+os al sonda4e "is"o#

co"o po e4e"plo &ec2a# n/"eo del sondeo# "3todo de pe&oaci$n# siste"a de

ecu'i"iento del po1o# po&undidad# ni+el &eático# l,"ites o cotas de los estatos#

66




identi&icaci$n de los suelos# eisto del ,ndice de penetaci$n ! tie"po de

duaci$n del ensa!o*

In"er0re"ación #el SPT* En las ta'las se entean di+esas elaciones ente el N ! la

densidad elati+a paa las aenas o la consistencia paa las acillas*

N 30ara ;un#ir / cm4 Deni#a# rela"i<a

=6 Mu! suelta

6= Suelta

=6= Mediana"ente densa

=6= Densa

= Mu! densa

N 30ara ;un#ir / cm4 Coni"encia

> Mu! 'landa

>6 %landa

6G Media

G6 Riida6= Mu! iida

= Dua

Com0aci#a# N3SPT4 \Mu! suelta Q Q=

Suelta 6= =6Co"pacta =6= 6=

Densa =6= =6Mu! densa =

En la ta'la se indican las conclusiones o'tenidas po Me!e2o& so'e la densidad ! el

ánulo de &icci$n intena de las aenas*

Los +aloes "ás 'a4os "encionados en la ta'la anteio# coesponden a aenas

uni&o"es# en ca"'io los +aloes altos a aenas 'ien aduadas* Cuando las aenas sean

alo acillosas# el +alo in&eio de'e educise en un ",ni"o de ^ ! cuando se tate de

aenas "e1cladas con a+as# el l,"ite supeio puede ince"entase en ^*

<inal"ente# Me!e2o& elacion$ la esistencia po punta del cono diná"ico (2oland3s) ! el

n/"eo de olpes (N) del S:T# "ediante la siuiente e0pesi$n.

Rp ? n 0 N

Donde.

Rp ? esistencia po punta (K* F c">)

N ? ,ndice de penetaci$n estánda S:T

67




n ? +alo de ta'la se/n el tipo de suelo

n Ti0o #e uelo>* Li"o aenoso*J Aena ! aena con a+as*= Aena &ina ! aena li"osa*G Aena &ina a "edia

G6G Aena ! a+a>6J 5a+a aenosa

No"a: Todas las "uestas e0ta,das de po1os de sondeo de'en "acase con.

No"'e de la o'a# lua# &ec2a del "uesteo# n/"eo del po1o# n/"eo de la "uesta#

po&undidad de la "uesta e0ta,da# tipo de "uesta (alteada $ inalteada)# "aca lado

supeio e in&eio de la "uesta# las "uestas de'en poteese conta los a!os del sol !

el calo*

/$Q Recomen#acione 0ara e!0loración #e uelo$

ESTRUCTURA (:ROYECTO) ES:ACIAMIENTO (")

U'ani1aciones con casas 2asta > pisos = =

<a'icas de un piso (luces 2asta J "etos) = J=

Edi&icios paa +aios pisos >= =

Caeteas ! aeopistas >= ==

:esas >= J=

:uentes >= >

Canteas = ==

Canales == ===

V,as u'anas = 6 ==

E#ificio

ESTRUCTURA (:ROYECTO)NUMERO DE :ISOS

> G J

= METROS * "* J*= " =*= " J**= " >*= "*

J= METROS *= "* * " >* "* >*= "* *= "*

>= METROS *= "* * " * "* >*= "* *= "*

MU4OS DE CON%ENCION

68

%U5E4IAS




Canale

Uan#o regla e"a-leci#a*

Dp. :o&undidad de pe&oaci$n o e0ca+aci$n en "etos*

S. N/"eo de :isos*

U"ili[an#o el reglamen"o Nacional #e E#ificacione

:aa ci"entaciones supe&iciales sin s$tano.

:aa ci"entaciones con s$tano

Donde.

Dp. :o&undidad de pe&oaci$n o e0ca+aci$n en "etos

D. Distancia Vetical de desplante de la 1apata o &ondo de ci"entaci$n*%. Es el anc2o de la 1apata "ás ande*

. Es la distancia +etical ente el ni+el del piso te"inado del s$tano ! la

supe&icie del teeno natual*

/$$ METODOLO'IA PARA LA E2PLORACI*N DEL SUB SUELO

69

& 1 2uedoConsideran 1 D . D p 5.11 =++=

& 1 2uedoConsideran 1 D D p 5.11 =+=




La "etodolo,a usada es de tipo e0ploatoio ! descipti+o* Se inicia con

ta'a4os de e0ploaci$n de ca"po# lueo el "uesteo# seuido del análisis de la'oatoio#

paa &inal"ente a la lu1 de los esultados +e la &acti'ilidad del po!ecto

%$ ETAPA PRELIMINAR RECOLECCI*N IN)ORMACI*N BIBLIO'R+)ICA$

En esta &ase se ecopilaá ! anali1aá toda la in&o"aci$n e0istente de la 1ona

in+olucada en el estudio# co"o catoa&,a# Topoa&,a# de la 1ona en estudio e

in&o"aci$n estad,stica de la ocuencia de &en$"enos natuales ue 2an eneado

situaciones de desate# a &in de dispone de un panoa"a total del a"'iente donde

se desaollaa el po!ecto*

• Tene una idea eneal del tipo de Estuctuas de uso eneal*

• Tene una idea eneal de la topoa&,a ! del tipo de suelo ue se encontaa

ceca ! alededo del lua de estudio# se o'tiene las siuientes &uentes. Mapas de le+anta"ientos eol$icos IN5EMMET

Cata Nacional

Repotes de los suelos estudiados

In&o"aci$n ido"eteeol$ica

Rela"ento nacional de Edi&icaciones

No"a E==

Manuales de Suelos

La In&o"aci$n o'tenida as, es su"a"ente /til en la planeaci$n de unain+estiaci$n* En alunos casos se loan a2oos considea'les si se detectan de

ante"ano po'le"as ue pueden lueo encontase en el poa"a de E0ploaci$n*

&$ RECONOCIMIENTO DE CAMPO

El Inenieo de'e sie"pe 2ace una inspecci$n +isual del lua de estudio paa

o'tene in&o"aci$n so'e.

• La topoa&,a eneal del lua# la posi'le e0istencia de canales de dena4e#

'otadeos de 'asua ! otos "ateiales* Ade"ás la e+idencia del &lu4o plástico

en taludes ! ietas po&undas ! a"plia a inte+alos eula"ente espaciados

puede se indicati+o de suelos e0pansi+os*

• Estati&icaci$n del suelo en cotes po&undos# co"o los ue se eali1an paa la

constucci$n de las +,as*

• Tipo de +eetaci$n en el sitio ue indiue la natuale1a del suelo*

• uellas de ni+eles altos del aua en edi&icios ! en esti'os de puentes*

• Ni+eles de aua &eática# ue son dete"inados po o'se+aci$n de po1os

cecanos*• Tipos de constucciones +ecinas ! e0istencia de ietas en "uos o +i+iendas*

70




• E+idencia de eosi$n en las i'eas de los ,os o toenteas*

• La e+idencia de inundaciones &lu+iales o plu+iales*

La Natuale1a de la estati&icaci$n ! popiedades &,sicas de suelos +ecinos# ta"'i3n

se o'tienen de epotes disponi'les de la e0ploaci$n del su' suelo paa estuctuase0istentes*

/$ IN5ESTI'ACI*N DEL SITIO

La &ase de in+estiaci$n del sitio del poa"a de e0ploaci$n consiste en la

planeaci$n# e&ectua sondeos de pue'a ! ecolecta "uestas del suelo a los

inte+alos deseados paa su' secuentes o'se+aciones ! pue'as de la'oatoio* La

:o&undidad ",ni"a apo0i"ada eueida de los sondeos de'e se pedete"inada*

La :o&undidad puede se ca"'iada duante la opeaci$n de 'aenado o de

e0ca+aci$n a suelo a'ieto# dependiendo del su' suelo encontado*:aa dete"ina la po&undidad ",ni"a apo0i"ada se de'e tene en cuenta las

elas esta'lecidas

** Dete"ina el espacia"iento de las calicatas utili1ando las ta'las

estad,sticas# se cuadicula el áea de estudio en 2ectáeas ! de acuedo a

las necesidades de o'tene la in&o"aci$n se dete"ina áeas paa la

e0ploaci$n

*>* Dete"ina la po&undidad de la e0ca+aci$n !Fo pe&oaci$n "ediante la

disti'uci$n de tensiones en el su' suelo*

AN+LISIS DE LOS RESULTADOS DE LOS ENSA(OS DE LABORATORIO

El poceso de Identi&ica las capas o estatos de dep$sitos ue su'!acen 'a4o una

estuctua ! sus caacte,sticas &,sicas ue se deno"ina e0ploaci$n del su'suelo*

Su :op$sito es o'tene in&o"aci$n ue a!ude al inenieo en.

* Selecciona el tipo ! po&undidad de la ci"entaci$n adecuada paa una

estuctua dada*

>* E+alua la capacidad de caa de la Ci"entaci$n*

* Esti"a el asenta"iento po'a'le de una estuctua*

* Detecta po'le"as potenciales de la ci"entaci$n (po e4". suelo

e0pansi+o# suelo colapsa'le# elleno sanitaio# antiuo ce"enteio# etc*)

* Dete"ina la Locali1aci$n del ni+el &eático*

J* :edeci el e"pu4e Lateal de la tiea en estuctuas co"o Muos de

Retensi$n# ta'la estacados*

* Esta'lece "3todos de constucci$n paa condiciones a"'ientales del

suelo*

TAMBIEN ES IMPORTANTE LA IDENTI)ICACION 5 ISUAL$

71




La identi&icaci$n +isual# es el econoci"iento peli"ina del suelo sin

necesidad de e"pleo de euipos o ensa!os de la'oatoio# los cuales "ás tade nos

daán una con&i"aci$n ! pe"itián a"plia la in&o"aci$n o'tenida en teeno*

Esta identi&icaci$n es una etapa pe+ia paa el estudio de Mecánica de Suelos# de a2, su

an i"potancia* A pesa de ue los ensa!os son "u! si"ples de eali1a# la identi&icaci$n

+isual euiee de cieta e0peiencia paa pode di&eencia los distintos tipos de suelos*

Los t3"inos usados paa desina a los tipos de suelos son. a+a# aena# li"o ! acilla7

peo es sa'ido ue los suelos natuales eneal"ente son una "e1cla de dos o "ás de

3stos ! "uc2os contienen una cantidad de "ateia oánica en un estado de

desco"posici$n pacial o total* Sin e"'ao# es posi'le disceni el co"ponente

pedo"inante ! asi"ila las "uestas aun upo ! los de"ás constitu!entes del suelo se

indican co"o ad4eti+os* As,# una acilla li"osa tiene las popiedades de una acilla# peocontiene una cantidad i"potante de li"o7 un li"o oánico está co"puesto

pioitaia"ente po li"o# peo contiene una cantidad sini&icati+a de "ateia oánica*

/$H$ RECOLECCI*N DE MUESTRAS DE SUELO EN EL TERRENO 3Ref$ AAS6TO THQ,

ASTM D1&Q4

OBETI5OS:

• Ense-a a los estudiantes los "3todos paa la o'tenci$n de "uestas

• Capacita al estudiante paa o'tene un indicio de la +aiaci$n# se/n la po&undidad#del contenido de 2u"edad natual del suelo*

• Recolecta in&o"aci$n paa di'u4a un pe&il del teeno*

• Co"o o'tene las "uestas de suelo# paa los ensa!os de la'oatoio*

E.UIPO:

• :alanas# picos

• %olsas de polietileno

• %olsas plásticas

• Latas (>) o ecipientes paa contenido de 2u"edad*

PROCEDIMIENTO:

* Cada upo de'e e0ca+a una calicata# de po lo "enos * " de po&undidad*

>* To"a dos "uestas paa contenido de 2u"edad# po cada "eto de po&undidad !

donde se podu1can ca"'ios +isuales en el estato de suelo* Coloca las tapas de

los ecipientes de 2u"edad in"ediata"ente despu3s de o'tene la "uesta*

* Es necesaio ecolecta = W* de suelo po upo o su&iciente "ateial# pa los

ensa!os de la'oatoio su' siuientes* Esta "uesta de'eán lle+ase al

72




la'oatoio# identi&icase "ediante un $tulo* As, "is"o se eco"ienda

ponelo en un ecipiente ande ! secalo al aie*

* Cada upo de'eá pepaa el eisto de e0ca+aciones# de las calicatas o

pe&oaciones eali1adas*

* Cada upo de'eá di'u4a un pe&il estatiá&ico# utili1ando una escala apopiada*

De'eá 2acese una descipci$n +isual del suelo en cada estato# po e4e"plo

aena acillosa is# capa +eetal nea# aena a+osa# etc*

PROPIEDADES 'EOTVCTICAS DEL SUELO

Estas popiedades pueden se dete"inadas "ediante apopiadas pue'as de La'oatoio*

Reciente"ente se 2a puesto 3n&asis en la dete"inaci$n in6situ de las popiedades de

esistencia ! de&o"aci$n del suelo* De'ido a ue as, se e+ita la petu'aci$n de las "uestas

duante la e0ploaci$n de ca"po* As, "is"o el Inenieo de'e se conciente de ue los dep$sitos del suelo natual so'e los

cuales las ci"entaciones se constu!en# no son 2o"o3neas en la "a!o,a de los casos* El

Inenieo de'e entonces tene un conoci"iento pleno de la eolo,a de la 1ona* Es deci# del

oien ! natuale1a de la estati&icaci$n del suelo# as, co"o las condiciones del aua del su'

suelo* La Inenie,a de ci"entaciones es una co"'inaci$n de# "ecánica de suelos# eolo,a

! el 'uen 4uicio dei+ado de e0peiencia del pasado*

IN)ORME TECNICO

INDICE

INTRODUCCIN

5ENERALIDADES

O'4eti+o del estudio

U'icaci$n del áea en estudio

Condiciones cli"áticas

Caacte,sticas del :o!ecto

METODOLO5IA

INVESTI5ACIONES E<ECTUADAS

Aspectos 5eol$icos

Ta'a4os de Ca"po

Calicatas

Muesteo Distu'ado

Muesteo Inalteado

Reisto de E0ca+aciones

Ensa!os de La'oatoio

Clasi&icaci$n de Suelos

73




DESCRI:CIN DEL :ER<IL ESTRATI5RA<ICO

ANALISIS DE RESULTADOS

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIOES

CUARTA UNIDAD: 'RANULOMETRIA DE LOS SUELOS

1$%$ 'enerali#a#e

El inenieo inteesado en suelos de'eá esta su&iciente"ente enteado de los

"3todos ! citeios 'asados en la disti'uci$n anulo"3tica*

Su &inalidad es o'tene la disti'uci$n po ta"a-o de las pat,culas pesentes en una

"uesta de suelo* As, es posi'le ta"'i3n su clasi&icaci$n "ediante siste"as co"o

AASTO o SUCS* El ensa!o es i"potante# !a ue an pate de los citeios deaceptaci$n de suelos paa se utili1ados en 'ases o su' 6'ases de caeteas#

pesas de tiea o diues# dena4es# etc*# depende de este análisis*

:aa o'tene la disti'uci$n de ta"a-os# se e"plean ta"ices no"ali1ados !

nu"eados# dispuestos en oden dececiente*

1$&$ DefiniciónEs el estudio ! dete"inaci$n de los di&eentes ta"a-os de las pat,culas de los

suelos# la anulo"et,a o&ece citeios ue pe"iten encasilla a un suelo en

siste"as de clasi&icaci$n a"plia"ente di&undidos con la posi'ilidad de pode

utili1a e0peiencias de otas in+estiaciones*

74




1$/$ An8lii mec8nico y gra#ación #e ueloCo"pende todos los "3todos paa la sepaaci$n de un suelo seco en

di&eentes ta"a-os o &acciones* El de ta"i1ado paa las pat,culas ueso

anulaes (a+as# aenas) ! el de sedi"entaci$n paa la &acci$n &ina del suelo

(li"os# acillas# anos Q a =*= "")# pues no son disci"ina'les po ta"i1ado*

a$ AN+LISIS 'RANULOMVTRICO POR TAMIWADO EN SECO$ Referencia

ASTM D1&%>H y D1&&Q/$ AAS6TO TH y AAS6TO THH

Viene 2ace la acti+idad de 2ace pasa la "uesta de suelo seco "ediante

un 4ueo de ta"ices ue se disponen en &o"a descendente de acuedo a

la a'etua de su diá"eto en ""* asta el ta"i1 >== (=*= ""*)

75




La disti'uci$n anulo"3tica de los suelos# suele se epesentada en la

8á&ica anulo"3tica9# di'u4ando con pocenta4es en peso co"o odenadas ! ta"a-os

de pat,culas co"o a'scisas* La epesentaci$n en escala se"iloait"ica (e4e de las

a'scisas en escala loa,t"ica ! a escala natual las odenadas)# un suelo constituido

po pat,culas de un solo ta"a-o estaá epesentado po una l,nea +etical# una cu+a

"u! tendida indica an +aiedad en ta"a-os (suelo "u! 2eteo3neo)# suelo 'ien

aduado

Co"o una "edida si"ple de la uni&o"idad de un suelo# se utili1a el coe&iciente de

uni&o"idad (Cu)*

76




6,oble&a N7 ": !e tee los s/uetes datos del esaAo de /raulometrBa or tam>ado e seo.

Determar el =u A = asB msmo /rafar la ur'a /raulomCtra

77




No-a8 os oefetes de uformdad A ur'atura ser determados s se umle que el 12 % o

meos asa or la malla ;< 200 1

)uen"e. In* fosep2 E* %o@les* Manual de la'oatoio de "ecánica de suelos# p*

6,oble&a N7 9: !e tee los s/uetes datos del esaAo de /raulometrBa or tam>ado e seo.

Determar el =u A = asB msmo /rafar la ur'a /raulomCtra

78




79

( )

!raduadomal es suelo /l Conclusi3n

D D

DC

D

DC

c

u

:

73.0

120

6010

2

30

10

60

==

==




-$ AN+LISIS 'RANULOMVTRICO POR SEDIMENTACI*N 3MET*DO DEL

6IDR*METRO4] referencia ASTM D1&%>H y D1&&Q/$ AAS6TO TH y

THH$

El análisis del id$"eto es un "3todo utili1ado paa o'tene una

apo0i"aci$n de la disti'uci$n anulo"3tica de los suelos cu!as

pat,culas sean de ta"a-o in&eio a =*= "" ("alla N^ >==)# 2asta

alededo de =*== ""* Los esultados se pesentan en un á&ico

se"iloa,t"ico# di'u4ando con pocenta4es en peso co"o odenadas !ta"a-os de pat,culas co"o a'scisas# estos esultados pueden co"'inase

con los de la adaci$n "a!o a =*=""# con lo cual se deno"inaá

anulo"et,a ceada* El "3todo del 2id$"eto pe"ite o'tene el

pocenta4e de acilla (; "ás &ino ue > "icas)*

Ley #e S"oe 3'$ '$ S"oe %H>4: El análisis del id$"eto utili1a la

elaci$n ente la +elocidad de ca,da de es&eas en el "edio continuo (aua)#

el diá"eto de la es&ea# el peso espec,&ico tanto de la es&ea co"o del

"edio continuo# ! la +iscosidad del &luido*

80

( )

( )

es*eralade Diámetro D

s xcm

!r o

cm

s xdinas

ena!ua *luidodel dinámicaoa4solutaidad Vis

a!ua *luidodel especí*ico Peso

es*eraladeespecí*ico Peso

es*eraladecaídadeVelocidad v Donde

4 D

v

s

s

:

+

66os:

:

:

::

)1..(................................................................................29

2

2

0

2

0

η

γ

γ

η

γ γ

−

=






)igura N %

Se "e1cla una cantidad de suelo con aua ! un peue-o contenido de un

aente dispesante paa &o"a una soluci$n de === c"* Se o'tiene una

soluci$n con un peso espec,&ico liea"ente "a!o ue *=== (teniendo en

cuenta ue el peso espec,&ico del aua destilada es *=== a ^C)* El aente

dispesante o lla"ado de&loculante# se a-ade a la soluci$n paa neutali1a

82




las caas so'e las pat,culas "ás peue-as de suelo# ue

po lo eneal tienen caa neati+a* Con oientaci$n adecuada# estos

anos caados el3ctica"ente se ataen ente si con &ue1a su&iciente

paa pe"anece unidos# ceando as, unidades "a!oes ue &uncionan

co"o pat,culas "a!oes* Estas sedi"entan "ás ápida"ente a ta+3s del

&luido ue las pat,culas aisladas*

El aente dispesante utili1ado es el "eta&os&ato de sodio (Na:O )# ! el

silicato de sodio (NaSiO)# los cuales neutali1an la caa el3ctica de las

pat,culas de suelo* La cantidad utili1ada es de > c" de soluci$n al ;

de "eta&os&ato de sodio en === c" de suspensi$n# la cual puede +aia si

la soluci$n pe"anece tu'ia despu3s de > o 2oas*

Se de'e dete"ina el : de la soluci$n antes de utili1a al/n aentedispesi+o* :uesto ue el "eta&os&ato de sodio poduce una soluci$n acida

(to"a a1ul los papeles utili1ados paa dete"ina acide1) ! po consiuiente

se pod,a espea una "e4o e&icacia co"o aente dispesi+o en suelos

alcalinos* El silicato de sodio# poduce una soluci$n alcalina (to"a osada al

papel utili1ado paa "edi acide1) ! de'e,a se "ás e&iciente en suelos

ácidos o suelos cu!o : es "eno de *

El 2id$"eto "ás usado es el tipo > (se/n no"a ASTM) ! esta

cali'ado paa lee la aceleaci$n de la a+edad de un suelo de Ss ? >*Jen === c" de suspensi$n sie"pe ue no 2a!a "ás de J= de suelo en

la soluci$n* La lectua po consiuiente esta diecta"ente elacionada con

el peso espec,&ico elati+o de la soluci$n*

El 2id$"eto dete"ina la a+edad espec,&ica de la suspensi$n aua6

suelo en el cento del 'ul'o (&* N^ )* Todas las pat,culas de "a!o

ta"a-o ue auellas ue se encuenten a/n en suspensi$n en la 1ona

"ostada co"o L (la distancia ente el cento de +olu"en del 'ul'o ! la

supe&icie del aua) 2a'án ca,do po de'a4o de la po&undidad del centodel +olu"en# ! esto 2ace decece pe"anente"ente la a+edad

espec,&ica de la suspensi$n en el cento del +olu"en del 2id$"eto*

Ade"ás es o'+io pensa ue el 2id$"eto tiene un peso constante a

"edida ue dis"inu!e la a+edad espec,&ica de la suspensi$n# el

2id$"eto se 2undiá "ás dento de la suspensi$n (au"entando as, la

distancia L)* Es necesaio ecoda ue la densidad del aua decece a

"edida ue la te"peatua au"enta (o di"inu!e) de ^C* Esto ocasiona

83




adicional"ente un 2undi"iento "a!o del 2id$"eto dento de

la suspensi$n*

Co"o la po&undidad 8L9 epesenta la distancia de ca,da de las pat,culas

en un inte+alo de tie"po dado t# entonces la +elocidad se de&ine co"o.

:a dete"ina L# es necesaio "edi la distancia L > ! +aios +aloes de la

distancia +aia'le L (epesentadas en la & N^ ) utili1ando una escala*

Usando un cilindo de sedi"entaci$n aduado de secci$n tans+esal A

conocida# su"ei dento de 3l el 'ul'o del 2id$"eto ! dete"ina el

ca"'io en la "edici$n del cilindo* Esto pe"itiá dete"ina el +olu"en del'ul'o del 2id$"eto V'* A continuaci$n se puede calcula la lonitud L en

c" si L ! L> están en c"* ! V' en c"# en la siuiente ecuaci$n.

El t3"ino (6V'FA)# to"a en cuenta ue la suspensi$n de suelo6aua se

ele+a una cantidad (V'FA) cuando el 2id$"eto es colocado en el cilindo

de sedi"entaci$n# entonces as, el cento de +olu"en se despla1a 2acia

ai'a F> (V'FA) de la ecuaci$n ('*)* Al di'u4a una cu+a de las lectuas

del 2id$"eto (las cuales se elacionan con los +aloes coespondientes

de L) conta L# se o'tiene el +alo de L paa cualuie lectua del

84

Sto-esdeecuaci3nlaenutiliará se2uet

5v =

)3...(......................................................................2

121 4

#

V 5 5 5 4

−+=




2id$"eto R* Co"o esta cu+a es lineal# s$lo se necesitan

puntos paa esta'lece la cu+a R conta L* co"o el 2id$"eto > tiene

di"ensiones a1ona'le"ente dento de los patones# los +aloes de L

pueden o'tenese una sola +e1 con po!ecci$n adecuada paa la "a!o,a

de los ta'a4os posteioes de (MS)# tal co"o se "uesta en la ta'la N^ =*

85




La lectua del 2id$"eto /nica"ente po el eo del "enisco paa se

utili1ada en la ecuaci$n ('*) (en una suspensi$n tu'ia# es necesaio lee

en la pate supeio del "enisco)* La +elocidad de ca,da consiste en ue la

lectua eal de la distancia L ue las pat,culas 2an ecoido es

independiente de la T# a+edad espec,&ica de la soluci$n o cualuie oto

tipo de +aia'le*

Si conoce"os el diá"eto de la pat,cula ! el ; de suelo ue a/n

pe"anece en suspensi$n# el cual en este caso se,a el ; de "ateial "ás

&ino* Se tend,a su&iciente in&o"aci$n paa di'u4a la cu+a anulo"3tica*

Coecci$n po te"peatua paa utili1a en la suspensi$n aua6suelo*

Co"o coecci$n de ceo es (\) ! coecci$n de te"peatua es ta"'i3n (\)#

con el sino ue se indiue en la "a-la N &# la lectua coeida del

2id$"eto paa anos de suelo en suspensi$n se calcula co"o.

86

( )

( )

)7......(............................................................100%

:65.2%

)6......(..............................65.21

65.1

165.2

65.2

1

1

)5.(

ta65.2

:

::

)5..........(..................................................100%

:)65.2'ar (

%

)4.(............................................................

4 xW

a '

*inomás /l

calcula seS cuando *inomás /l

4S

S a

S

S

a

4ecuaci3nlaen

utiliar paraateconsunacalcular posi4leesai!ual esnoS Sí

suspensi3nencolocado suelodeori!inal pesoW

dadot tiempounen suspensi3nen suelode !ranos ' Donde

4 xW

' *inomásmaterial

comoS el ía2uenoosconsideram sicalcularse puede

*inomásmaterial deel hidr3metrodel lecturalacorre!idave 6na

4C cerocorrecci3n ' '

s

c

s

s

s

s

s

s

s

c

s

c

s

, ral c

=

≠

−=∴

−

=

−

=

=

+−=




En la "a-la N / se dan los +aloes de a*

La ecuaci$n ('*>) ta"'i3n puede esci'ise en &unci$n de L ! t*

87

( )

( ) 4<66

)8.(..........................................................................................

980

30

N ta4lalaenmuestra seuS , * K

4t

5 K D

t

5

S S D

s

s

=

=

−=

ω

η




88




ENSA(OS DE LABORATORIO

:aa suelos con ta"a-o de pat,culas "a!o a =#= ""* ( "icones) se utili1a el "3todo

de análisis "ecánico "ediante ta"ices de a'etua ! nu"eaci$n indicado en la ta'la* :aa

suelos de ta"a-o in&eio# se utili1a el "3todo del 2id$"eto# 'asado en la le! de StoWes*

Tami[ 3ASTM4 A-er"ura real 3mm$4 Ti0o #e uelo 9 J#>

5RAVA

> 9 =#G=F> 9 G#=

9 >#=_9 P#=FG9 P#>N^ # ARENA 5RUESAN ^= >#==

ARENA MEDIAN ^>= =#GN ^= =#>N ^J= =#>

ARENA <INAN ^== =#=N ^>== =#=

)uen"e . In* fosep2 E* %o@les* Manual de la'oatoio de "ecánica de suelos# p* >

MVTODO: AN+LISIS MEC+NICO POR TAMIWADO EN SECO$

%$ Eui0o*

89




• Un 4ueo de

ta"ices no"ali1ados se/n la ta'la anteio*

• Dos 'alan1as. con

capacidades supeioes a >= W* ! >=== * Ypecisiones de * ! =#* Respecti+a"ente*

• ono de secado con

ciculaci$n de aie ! te"peatua eula'le capa1 de "antenese en = ^ \ ^ C*

• Un +i'ado "ecánico*

• ea"ientas ! accesoios* %ande4a "etálica# ecipientes

plásticos ! esco'illa*

&$ Proce#imien"o• Se 2o"oeni1a cuidadosa"ente el total de la "uesta en

estado natual (des"enu1ándola con un "oteo)# tatando de e+ita o"pe sus

pat,culas indi+iduales# especial"ente si se tata de un "ateial 'lando# pieda aenosa

u oto si"ila*

• Se educe po cuateo una cantidad de "uesta le+e"ente

supeio a la ",ni"a eco"endada se/n el ta"a-o "á0i"o de pat,culas del suelo*

Ta"a-o "á0* de pat,culas ("") Cantidad ","* A ensa!a (K*)* =*> =*=

= >=*=G= >*=

• Se seca el "ateial dento de

un 2ono a una te"peatua de = ^C# 2asta conseui

pesadas consecuti+as constantes en la "uesta* Cuando

est3 seca# se o'tiene la cantidad ",ni"a eco"endada o

peso de la "uesta ("*) a ensa!a se/n la ta'la

anteio*

90




• In"ediata"ente o'tenido el

ta"a-o de "uesta a ensa!a# se pesa ! se la+a con el &in

de eli"ina todo el "ateial &ino "eno a =#= ""* :aa

esto# se e"o4a el suelo en un ecipiente con aua 2asta

ue las pat,culas "ás &inas se suelten# en seuida se

la+a el suelo colocando co"o &ilto la "alla N^ >== ASTM

(=#= ""*)# 2asta o'se+a ue el aua utili1ada sala li"pia* El "ateial etenido en

la "alla se deposita en una 'ande4a ! se coloca al 2ono duante > 2oas* Cu"plido

el tie"po de secado ! una +e1 en&iada la "uesta# se pesa (" despu3s la+ado)*

• A continuaci$n# se deposita el

"ateial en un 4ueo de ta"ices# los ue de'eán encontase

li"pios ! odenados en &o"a dececiente los "a!oes ai'a2asta los diá"etos in&eioes a'a4o* El 4ueo de'eá conta de

una tapa en la pate supeio ! una 'ande4a de esiduos en la

in&eio*

• Se 2ace +i'a el con4unto

duante a = "inutos# tie"po despu3s del cual se

etia del +i'ado ! se eista el peso del "ateial

etenido en cada ta"i1* Su"a estos pesos ( & * peso

&inal o despu3s del ensa!o) ! co"paa con el peso

inicial o peso de la "uesta seca despu3s del la+ado#

con el cual se inicio el ci'ado* Esta opeaci$n pe"ite

detecta cualuie p3dida de suelo duante el poceso

de ta"i1ado* Si se tiene una p3dida de "ás del >;

con especto al peso oiinal# se considea ue el e0pei"ento no es satis&actoio ! po

consiuiente de'e epetise*

• Calcula el pocenta4e en

cada ta"i1* As, "is"o calcula el pocenta4e ue pasa#

co"en1ando po el ==; ! sustae el pocenta4e

etenido en cada "alla co"o un poceso acu"ulati+o*

• Cada "ie"'o del upo de'e 2ace una á&ica

se"iloa,"ica del ta"a-o de la pat,cula +s pocenta4e ue pasa* Si "enos del >;

del "ateial pasa a ta+3s del ta"i1 N^ >==# es necesaio calcula el Cu ! Cc*

91




PRESENTACI*N DE RESULTADOS

'r8fica:

92

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTÍN<ACULTAD DE IN5ENIERÍA CIVILLA%ORATORIO DE MECANICA DE SUELOSDETERMINACION DE LA 'RANULOMETR?A:o!ecto.U'icaci$n.Descipci$n del suelo.Ta"i1ado. Mecánico

V,a. La+ado<ec2a de "uesteo<ec2a de ensa!o




.UINTA UNIDAD: PLASTICIDAD EN SUELOS

>$%$ 'enerali#a#e

En los suelos co2esi+os (acillas# li"os# "aas# acillas aenosas# li"os aenosos) de'e

a+eiuase el co"pota"iento po la plasticidad$

La plasticidad de los suelos co2esi+os no es una popiedad pe"anente# sino

cicunstancial ! dependiente de su contenido de 2u"edad (aua)* :o e4e"plo una

acilla 'astante seca# puede tene la consistencia de un ladillo# con plasticidad nula# !

esa "is"a# con an contenido de aua puede pesenta las popiedades de un lodo

se"il,uido* Ente a"'os e0te"os# e0iste un inte+alo del contenido de aua en ue la

acilla se co"pota plástica"ente*

>$&$ Definición

93




Es la popiedad de un "ateial po el cual es capa1 de sopota

de&o"aciones ápidas sin e'ote elástico# sin +aiaci$n +olu"3tica apecia'le# sin

de&o"ase ni aietase*

>$/$ E"a#o #e coni"encia

Se/n su contenido de aua en oden dececiente# un suelo es suscepti'le de se

plástico ! puede esta en cualuiea de los siuientes estados de consistencia# de&inidos

po atte'e*

>$/$%$ E"a#o L9ui#o*6 Cuando el suelo tiene las popiedades ! apaiencia de una

Suspensi$n*

>$/$%$ E"a#o Semi l9ui#o*6 Cuando el suelo tiene las popiedades ! apaiencia de un

l,uido +iscoso*

>$/$/$ E"a#o Pl8"ico*6 Cuando el suelo está su4eto a de&o"aciones*

>$/$1$E"a#o Semi Sóli#o*6 Cuando el suelo se encuenta en poceso de

endueci"iento di&,cil de ta'a4ase# dis"inu!e su +olu"en al esta su4eto al

secado*

>$/$>$ E"a#o Sóli#o*6 Cuando el suelo no ca"'ia su +olu"en al ise secando

>$1$ Limi"e #e coni"encia$

La &ontea ente el estado se"i l,uido ! plástico es el L*l*

La &ontea con+encional ente los estados plásticos ! se"i s$lido es el L*:*

La di&eencia ente los +aloes de los l,"ites de plasticidad se deno"ina I:*

* **

ES.UEMA DE ESTADOS DE CONSISTENCIA

S*LIDO SEMI S*LIDO PL+STICO SEMI L?.UIDO L?.UIDO

94

5olumen #e la me[cla uelo agua Con"eni#o #e agua crecien"e

= =

5P 55 +P −=




Ade"ás de estos l,"ites# Atte'e de&ini$ otos l,"ites de consistencia*

a)*6 L9mi"e #e a#;eión. Es el contenido de aua con ue la acilla piede sus

popiedades de ad2eencia*

')*6 L9mi"e #e Co;eión. Es el contenido de aua con ue los u"os de acilla !a no

se ad2ieen ente s,*

c)*6 L9mi"e #e Con"racción*6 <ontea ente los estados de consistencia se", s$lido !

s$lido 7de&inido con el contenido de 2u"edad (aua) con el ue el suelo !a no dis"inu!e

su +olu"en al seuise secando*

>$1$% De"erminación #el limi"e l9ui#o 3Ll4

Se e"plea la copa de Casaande en el cuál se coloca el "ateial (suelo) ue

pasa la "alla N = se pesenta en el di'u4o el apaato*

>$1$& De"erminación #el limi"e Pl8"ico 3L04

• Di+idi en +aios peda1os o pociones peue-as de "uesta de >=a"os de suelo ue se 2a',a sepaado*

95




• Aolla la "uesta con la "ano so'e una placa de +idio

2asta alcan1a un cilindo de M"* (+elocidad de G= a P= "o+i"ientos

po "inuto )

• Repeti este poceso tantas +eces con +aiaci$n en la consistencia2asta pesenta el ollito se-ales de aieta"iento*

• Dete"ina el contenido de 2u"edad en ese estado (L:)*

:ocedi"iento Opcional.

Se pepaa ollitos# so'e una 2o4a de papel total"ente seca# paa acelea

la pedida de aua (2u"edad) del "ateial# ta"'i3n es &ecuente e&ectua

el olado so'e una placa de +idio* Cuando los ollitos llean a los ""#se do'lan ! pesionan# &o"ando una pastilla ue +uel+a a olase# 2asta

ue en los "" 4ustos ocua el des"oona"iento ! aieta"iento en tal

"o"ento se dete"inaá ápida"ente su contenido de aua (2u"edad)#

ue es el l,"ite plástico*

:o'le"a N . Dete"ina el Ll*! L:# con los siuientes esultados de la'oatoio

De"erminación #el L9mi"e l9ui#o

N de tao () = =J =Tao B s*2* () *== *=G =*

Tao B s*s* () J*J *= *P

aua () * *= *GJ

tao * * *G

s*s* >*G *J= >=*=

; >=*> >>*G >*>P

N de olpes J >=

De"erminación #el L9mi"e 0l8"ico

96




N de tao =P =

Tao B s*2* >J*G> >J*> >J*

Tao B s*s* >*> >* >*=G

aua *J *P *Jtao *> *> *>>

s*s* P*PG P*= P*GJ

; J* *J *G

:o'le"a N > Dete"ina el L*L* De un suelo "ediante los siuientes datos

97




98




>$1$/ DETERMINACION DEL L?MITE DE CONTRACCION

El L,"ite de Contacci$n es "edido siuiendo la +aiaci$n del +olu"en de

una "uesta de suelo en &unci$n de su 2u"edad# cuando la 2u"edad

dis"inu!e el +olu"en de la "uesta pe"anece constante# lueo el l,"ite

de contacci$n# es la 2u"edad a pati de la cual el +olu"en de la "uesta

de4a de dis"inui# cuando el contenido de 2u"edad decece$

>$> ECUACION DE LA CUR5A DE )LUIDEW

99




LL G G If lg N 7 C

Donde.

C. Constante ue epesenta la odenada de la a'cisa de olpe

F: Contenido de 2u"edad# co"o pocenta4e del peso seco

If . ,ndice de &luide1 pendiente de la cu+a de &luide1# iual a la +aiaci$n del

contenido de aua coespondiente a un ciclo de la escala loa,t"ica*

N. n/"eo de olpes en la copa de Casaande

>$Q INDICE DE TENACIDAD

La tenacidad ueda de&inida po el +alo del es&ue1o cotante capas de esisti el

suelo en el l,"ite plástico

I$T$ G IP If : IP G LL LP

If G ?n#ice #e fluencia

>$ 'RADO DE CONSISTENCIA$ 3K4

A pati de los +aloes del l,"ite l,uido ! plástico se puede dete"ina el ado de

consistencia*

Donde.

LL. L,"ite l,uido

;n. Contenido de 2u"edad natual

L:. L,"ite plástico

K@ Q = Consistencia l,uida

100

5P 55

55 K nat

−−

= .%ω

ω




= Q K@Q=*= Consistencia +iscosa

=*QK@Q=* Consistencia sua+e

=*QK@Q Consistencia plástica (se"i,ida)

K@ Consistencia "edia dua# dua s$lida*

>$H RELACION ENTRE EL LIMITE LI.UIDO 3LL4 ( EL INDICE DE PLASTICIDAD

3IP4

Co"o 'ase paa la clasi&icaci$n de suelos co2esi+os se utili1a un diaa"a ue

"uesta la elaci$n en el LL de un suelo en la a'scisa ! su I: en la odenada

Ca,-a *e 6la-ici*a*

Donde.

C. Acilla inoánica de alta plasticidad

CL. Acilla inoánica de 'a4a plasticidad

O. Acilla oánica de alta plasticidad

OL. Acilla oánica de 'a4a plasticidad

M. Li"o inoánico de alta plasticidad

ML. Li"o inoánico de 'a4a plasticidad

OL. Li"o inoánico de 'a4a plasticidad

O. Li"o inoánico de alta plasticidad

LA PLASTICIDAD.

La plasticidad de un suelo se ati'u!e a la de&o"aci$n de la capa de aua adso'ida

alededo de los "ineales7 despla1ándose co"o sustancia +iscosa a lo lao de la

101




supe&icie "ineal# contolada po la atacci$n i$nica* La plasticidad en las

acillas# po su &o"a aplanada (lente4as) ! peue-o ta"a-o# es alta*

La plasticidad del suelo# depende del contenido de acilla* SWe"pton (P) e0pes$ esta

elaci$n "ate"ática"ente con la acti+idad (A) de la acilla# as,.

A ? IP / ; de acilla

Donde.

I: . Índice :lástico

; de acilla . ; de acilla ; en peso S de pat,culas Q a >g

La acti+idad de la "ont"oilolnita es alta* A ? #>=La acti+idad de la illita es "edia* A ? =#P=

La acti+idad de la caolinita es 'a4a* A ? =*G

>$%$ ENSA(OS DE LABORATORIO

102




DETERMINACI*N DEL LIMITE L?.UIDO ASTM 1&/QQ

Eui0o:

• Apaato del L,"ite L,uido (Copa de Casaande)# el ue consiste en una

ta1a (cuc2aa) de 'once con una "asa de >== \ >= * "ontada en un

dispositi+o de apo!o &i4ado a una 'ase

de cauc2o# "adea o plástico duo*

• Acanalado (Casaande o ASTM)#

"ano de cali'e de c"* paa

+ei&ica altua de ca,da de la cuc2aa

o copa*

• :lato de e+apoaci$n de pocelana de

>=""* de diá"eto*

• Espátula 2o4a &le0i'le de >=""* de anc2o ! =""* de lao*

• ono de secado con ciculaci$n de aie ! te"peatua eula'le capa1 de

"antenese en = ^\ ^C*

• %alan1a de pecisi$n de =#=*

• ea"ientas ! accesoios* :lacas de +idio# aua destilada# ecipientes

2e"3ticos# "alla N^ = ASTM ! po'eta de >"l de capacidad*

)uen"e: Valle Rodas R*# PG>*

103




Proce#imien"o:

* Cada "i"'o del upo de'e pul+ei1a una cantidad su&iciente de suelo

secado al aie (de una "uesta de K* :uesta a seca la se"ana anteio)#

paa o'tene una "uesta epesentati+a del "ateial ue pasa la "alla N^ =#

apo0i"ada"ente de >=* En seuida se pone a la "uesta en el plato de

e+apoaci$n aeándole su&iciente cantidad de aua destilada# "e1clando con

la espátula 2asta loa una pasta 2o"o3nea* Esta "uesta de'e cuase

duante el tie"po ue sea necesaio paa loa una adecuada disti'uci$n de

la 2u"edad*

>* Lueo cada upo de'e +ei&ica ue la altua de la "auina ue +a utili1a sea

e0acta"ente de c"* :aa esta opeaci$n se puede utili1a la ca'e1a en &o"a

de dado de c" en el e0te"o supeio del anuado pat$n* ace la

cali'aci$n con especto a la "aca de desaste* Si la altua de ca,da no se

cali'a dento de estos l,"ites# es posi'le intoduci un eo de +aias unidades

;# en la dete"inaci$n del contenido de 2u"edad*

* Cada "ie"'o del upo colocaá el apaato de l,"ite l,uido so'e una 'ase

&i"e (+ei&icando ue est3 li"pia ! seca)* :epaa el "ateial# cuando la

"e1cla o'tena una apaiencia ce"osa# su estado es adecuado en eneal*

Se de'e continua a-adiendo peue-as cantidades adicionales de aua !

"e1clando cada +e1 2asta o'tene una "e1cla 2o"o3nea* Cuando el suelo

se encuente en un punto de consistencia (peosidad)* se deposita en la copa

unos = a = * del "ateial pepaado# paa lueo alisa la supe&icie con la

espátula# de "odo ue la altua o'tenida en el cento sea de =""* ! la "asa

ocupe un +olu"en de J c" apo0i"ada"ente* Una +e1 enasado# se pasa el

acanalado paa di+idi la pasta en dos pates# a ta+3s de un canal de J""*

de lonitud* Si se pesentan despendi"ientos de la pasta en el &ondo de la

copa# se de'e etia todo el "ateial ! einicia el pocedi"iento*

104




* Cuando se tiene la anua# se ia la "ani+ela del apaato con una

&ecuencia de > olpes po seundo# contando el n/"eo de olpes necesaios

paa ue la anua ciee en =""* de lonitud en el &ondo de ella (+e

secuencia en la &iua)* <inal"ente# se to"an apo0i"ada"ente =* del

"ateial ue se 4unta en &ondo del canal paa dete"ina la 2u"edad*

* El "ateial so'ante se taslada al plato de e+apoaci$n paa "e1clalo

nue+a"ente con aua destilada ! epeti el pocedi"iento po lo "enos >

+eces "ás# de "odo de o'tene tes puntos ue +a,en en un ano de a

olpes (ideal es to"a puntos)* Es i"potante se-ala ue el ensa!o se de'e

eali1a desde la condici$n "ás 2/"eda al a "ás seca*

C8lculo y gr8fico$

* Calcula la 2u"edad de cada pue'a*

>* Constui un á&ico se"i6 loa,t"ico# donde la 2u"edad seá la odenada

(en escala natual) ! el n/"eo de olpes (N)# la a'scisa* En el á&ico#

di'u4a los puntos coespondientes a cada una de las tes o "ás pue'as !

constui una ecta lla"ada cu+a de &lu4o# pasando tan apo0i"ada"ente

co"o sea posi'le po dic2os puntos*

* E0pesa el l,"ite l,uido (LL) del suelo# co"o la 2u"edad coespondiente ala intesecci$n de la cu+a de &lu4o con la a'scisa en > olpes# apo0i"ando

al enteo "ás p$0i"o* Este dato ta"'i3n puede intepolase

"ate"ática"ente con N?> olpes# o'teniendo as, el l,"ite l,uido*

Recomen#acione:* Vaia'les ue pueden a&ecta el esultado de la pue'a del l,"ite l,uido# son

po e4e"plo. utili1a una poci$n "a!o de suelo a ensa!a en la cuc2aa# no

cu"pli con la &ecuencia de olpes especi&icada (> olpes po seundo)# el

tie"po en eali1a la pue'a ! la 2u"edad del la'oatoio*

Ta"'i3n podá a&ecta el tipo de 2ea"ienta e"pleada paa 2ace la anua*

La desaollada po Casaande# tiene la +enta4a de pe"iti un "e4o contol

de la po&undidad de la pasta de suelos en la copa# en ca"'io la de ASTM es

"e4o paa suelos con 'a4o l,"ite l,uido# en los cuales es eneal"ente

105




di&,cil 2ace la anua# co"o sucede con "ateiales aenosos !

li"osos* :aa estos suelos# se,a incluso necesaio &o"a pacial"ente la

anua con la a!uda de la espátula# despu3s de lo cual la anua puede se

etocada con cualuiea de los anuadoes pat$n*

>* La altua de ca,da de la copa de'e se +ei&icada antes de co"en1a un

ensa!o# utili1ando el "ano de cali'e de =""* adosado al anuado* En

caso de no tene la altua especi&icada (c"*)# se a&lo4an los tonillos de

&i4aci$n ! se "ue+e el de a4uste 2asta o'tene la altua eueida*

* El tie"po de cuado +a,a se/n el tipo de suelo* En suelos de alta

plasticidad se eueiá de po lo "enos > 2oas# en ca"'io en suelos de'a4a plasticidad# este pla1o puede se "uc2o "eno e incluso en cietos

casos puede eli"inase*

* En suelos acillosos el acanalado seá pasado una +e1# en ca"'io paa

li"os se eueián > a pasadas# li"piando cada +e1 el acanalado*

De"erminación #el l9mi"e 0l8"ico e g X n D1&1>

El l,"ite plástico se 2a de&inido a'itaia"ente co"o el contenido de 2u"edad del

suelo al cual un cilindo de 3ste# se o"pe o esue'a4a al a"asado pesentando

un diá"eto de apo0i"ada"ente ""*

Esta pue'a es 'astante su'4eti+a# es deci# depende del opeado# el cual de'e

a!udase con un ala"'e u oto "ateial de ""* De diá"eto paa 2ace la

co"paaci$n ! esta'lece el "o"ento en ue el suelo se esue'a4a ! pesenta el

diá"eto especi&icado*

La "uesta necesaia paa eali1a este ensa!o de'eá tene un peso apo0i"ado

de >= * ! pasa co"pleta"ente po el ta"i1 de =#""* (Malla N^ = ASTM)*

Eui0o:

* :lato de e+apoaci$n de pocelana de >=""* de diá"eto*

>* Espátula 2o4a &le0i'le >=""* de anc2o ! =""* de lao*

* :laca de +idio es"eilado o "á"ol co"o supe&icie de a"asado*

* ono de secado con ciculaci$n de aie ! te"peatua eula'le capa1 de

"antenese en = ^ \ ^ C*

106




* :at$n de co"paaci$n# puede usase un ala"'e $ plástico de

""* de diá"eto*

J* %alan1a de pecisi$n de =# =*

* :o'eta de >""* de capacidad*

G* ea"ientas ! accesoios* Malla N ^= ASTM# aua destilada ! ecipientes

2e"3ticos*

P r o c e # i m i e n " o:

* La "uesta de ensa!o se pepaa de "anea id3ntica a la descita en el l,"ite

l,uido# o 'ien puede usase la "is"a "uesta ue se us$ en ese ensa!o# en

la etapa en ue la pasta de suelo se +uel+a lo su&iciente"ente plástica paa

"oldeala co"o una es&ea*

>* Se to"a una poci$n de suelo de

apo0i"ada"ente c"# se a"asa ente

las "anos (+e &iua) ! se 2ace oda

con la pal"a de la "ano o la 'ase del

pula consideando la acci$n de G= a

P= "o+i"ientos de la "ano po "inuto

(un olpe ? "o+i"iento 2acia delante !2acia atás)# po so'e la supe&icie de

a"asado# &o"ando un cilindo* Cuando

se alcance un diá"eto apo0i"ado a ""* se do'la ! a"asa nue+a"ente#

paa +ol+e a &o"a el cilindo# lo ue se epite 2asta ue el cilindo se

diseue al llea al diá"eto de ""* en to1os de ta"a-o de =# a c"*

de lao ! no pueda se ea"asado ni econstituido (Ve &iua)*

* El contenido de 2u"edad ue tiene el suelo en ese "o"ento epesenta el

l,"ite plástico# el cual se dete"ina colocando las &acciones de suelo en un

ecipiente# secándolas al 2ono*

* Se de'en 2ace tes dete"inaciones ue no di&iean ente s, en "ás de >;#

en caso contaio de'eá epetise el ensa!o*

107




C 8 l c u l o :

* Calcula el l,"ite plástico (L:;) del suelo# co"o el po"edio de las tes

dete"inaciones eali1adas*

>* Calcula el ,ndice de plasticidad (I:;)# "ediante la siuiente e0pesi$n.

I: (;) ? LL 6 L:

D o n d e.

LL ? l,"ite l,uido del suelo (;)

L: ? l,"ite plástico del suelo (;)

* Con los datos de LL# L: ! la 2u"edad natual (@) del suelo# calcula el ,ndice

l,uido (IL) ! el ,ndice de consistencia o ado de consistencia(IC o K @) del

suelo# "ediante las siuientes e0pesiones.

IL ? (@ 6 L:) F I:IC ? (L L 6 @) F I:

Recomen#acione:

• Esta dete"inaci$n es su'4eti+a po la cual el opeado de'iea se el "is"o

paa todas las dete"inaciones ! de este "odo e+ita dispesi$n en los

esultados o'tenidos*

• La &alla o esue'a4a"iento del cilindo se puede de&ini de las siuiente"anea.

Si"ple"ente po sepaaci$n en peue-os peda1os

:o despendi"iento de esca"as en &o"a tu'ula desde dento 2acia a&uea

del cilindo de suelo*

:o pedacitos en &o"a de 'ail de J a G""* de lao*

• :aa poduci la &alla no es necesaio educi la +elocidad de a"asado ! F o la

pesi$n de la "ano cuando se llea a ""* de diá"eto* Los suelos de "u!

'a4a plasticidad son una e0cepci$n en este sentido# en estos casos# la 'olita

inicial de'e se del oden de ""* antes de e"pe1a a enolla con la "ano*

• Es eco"enda'le eali1a el ensa!o en cá"aa 2/"eda paa e+ita la

e+apoaci$n en la "uesta de suelo*

• Si no es posi'le dete"ina uno de los l,"ites (LL o L:)# o si la di&eencia es

neati+a (I:)# el suelo se cali&icaá co"o no plástico (N :)*

108




De"erminación #el l9mi"e #e con"racción egXn ASTM D 1&Q%

No"a im0or"an"e: E+ita el contacto diecto del con la piel de'ido a ue es una

sustancia alta"ente da-ina*

Co"o se +io en los ensa!os anteioes (LL# L:)# con ellos se puede pedeci la

pesencia potencial de ca"'ios de +olu"en en el suelo ue pod,an po+oca

po'le"as posteioes* Sin e"'ao# paa o'tene una indicaci$n cuantitati+a de

cuanto ca"'io de 2u"edad puede pesentase (antes de tene un ca"'io de

+olu"en sini&icati+o ! paa o'tene una indicaci$n de la cantidad de 3ste)# es

necesaio 2ace el ensa!o del l,"ite de contacci$n*

El ensa!o co"ien1a con un +olu"en de suelo ue pesente un estado de 2u"edad

ente la condici$n de satuaci$n co"pleta (peo no a'soluta"ente necesaio) ! la

2u"edad cecano al l,"ite l,uido o supeio* El suelo se de4a seca# en cu!o

poceso se supone ue cualuie p3dida de 2u"edad está aco"pa-ada po una

dis"inuci$n en el +olu"en lo'al de la "uesta (o elaci$n de +ac,os)*

A pati de ese +alo l,"ite en el contenido de 2u"edad# es posi'le poduci

ca"'ios adicionales en el +olu"en del suelo de'ido a la p3dida adicional de aua

de poos*

El ta"a-o de la "uesta de ensa!o seá de apo0i"ada"ente = * Y de'eá

pasa co"pleta"ente po el ta"i1 de =# ""*

Eui0o:

• :lato de e+apoaci$n de pocelana de =""* de diá"eto*

• Rela de enase de aceo de =""* de lao*

• Espátula o cuc2illo con 2o4a &le0i'le de ""* de lao ! >=""* de anc2o*

• Molde cil,ndico "etálico o de pocelana# con &ondo plano de unos ""* de

diá"eto ! ""* de altua*

• Ta1a de +idio de J=""* de diá"eto ! =""* de altua# con 'ode supeio

pulido ! esencial"ente paalelo a la 'ase*

• :laca de +idio con puntas paa su"ei la "uesta en un ecipiente con

"ecuio (Ve &iua)*

109




• :o'eta con una capacidad de > "l* ! aduada cada =#"l*

• %alan1a de =#= * de pecisi$n*

• ono de secado con ciculaci$n de aie ! te"peatua eula'le capa1 de

"antenese en = ^ \ ^C*• Mecuio su&iciente paa llena la ta1a de +idio ! aua destilada*

Eui0o 0ara #e"erminar el l9mi"e #e con"racción$

)uen"e: 5alle Ro#a R$, %H&$

P r o c e # i m i e n " o:

* El "olde se cali'a pesándolo (t) ! o'tene"os su capacidad +olu"3tica*

:aa esto /lti"o# se llena con "ecuio# se enasa# se pesa (tB) ! se

dete"ina el +olu"en de "ecuio "ediante el dato de su densidad (5 ?

#Fc"

)* Se eista dic2a capacidad co"o +olu"en de la pastilla desuelo 2/"edo a ensa!a (V")# apo0i"ando a =#=c"*

>* Se to"a la "uesta de ensa!o de = de suelo# lla"ado "ateial

epesentati+o# del utili1ado paa las pácticas del Ll Y Lp ! se coloca en el

plato de e+apoaci$n# "e1clándola con una su&iciente cantidad de aua

destilada# llenando co"pleta"ente los 2uecos ! de4ando el suelo lo

su&iciente"ente consistente paa colocalo en el "olde sin inclusi$n de

'u'u4as de aie* La 2u"edad necesaia paa alcan1a la consistencia

110




eueida es liea"ente supeio al l,"ite l,uido ! en suelos

plásticos puede e0cede 2asta en un =; dic2o +alo*

* A continuaci$n es necesaio cua la "uesta al "enos > 2oas paa ue se

"e1clen 2o"o3nea"ente las pates l,uida ! s$lida* Este pla1o es +aia'le

de acuedo al tipo de suelo*

* Se ecu'e el inteio del "olde con una capa delada de +aselina# con el

o'4eto de e+ita la ad2eencia del suelo al "olde* Se coloca una poci$n de

suelo 2/"edo de apo0i"ada"ente F de la capacidad del "olde en el

cento de 3ste ! se e0tiende 2acia los 'odes# olpeando el "olde conta una

supe&icie &i"e ecu'ieta con papel secante*

* Se aea una cantidad de suelo si"ila a la de la pi"ea capa ! se

co"pacta 2aciendo ue el aie atapado su'a a la supe&icie# se aea "ás

"ateial 2asta llena el "olde con un e0ceso# paa lueo enasalo con la

ela ! li"pialos estos ad2eidos al e0teio del "olde*

J* Lueo se pesa el "olde con el suelo 2/"edo co"pactado (tBs2 ) ! se de4a

seca al aie 2asta ue la pastilla de suelo "oldeado se despeue del "oldeo ca"'ie de colo oscuo a clao# la ue se seca dento del 2ono 2asta "asa

constante ! se dete"ina el peso del "olde con el suelo seco ( tBss)* El

secado pi"aio (al aie)# se eali1a con el &in de educi la posi'ilidad de ue

el suelo se &actue &o"ándose ietas en 3l# de'ido al +iolento ca"'io de

te"peatua en el 2ono*

* <inal"ente# se de'e o'tene el +olu"en de la pastilla de suelo seco# paa ellode'e llenase la ta1a con "ecuio 2asta ue e'alse# se enasa con la placa

de +idio ! se li"pian los estos ad2eidos al e0teio de la ta1a*

G* Lueo se coloca la ta1a llena so'e el plato de e+apoaci$n (de peso ) ! se

deposita la pastilla de suelo en el "ecuio su"eiendola con las puntas de

la placa de +idio# 2asta ue esta tope &i"e"ente conta el 'ode de la ta1a#

tatando de no de4a aie atapado 'a4o el to1o de suelo ni 'a4o la placa de

+idio*

111




P* Al su"ei la pastilla de suelo# se despla1a un +olu"en de "ecuio ue

ueda en el plato de e+apoaci$n# el ue de'e pesase (>) !a ue con la

densidad del "ecuio se conoceá el +olu"en despla1ado# ue es iual al

+olu"en de la pastilla de suelo seco (Vs)# apo0i"ando a =#=c"

C 8 l c u l o :* Calcula la 2u"edad del suelo (@;) al "o"ento de "oldea# "ediante la

siuiente e0pesi$n.

Donde.

tBs2 ? :eso del "olde "ás suelo 2/"edo (*)

tBss ? :eso del "olde "ás suelo seco (*)

t ? :eso del "olde (*)

>* Cálculo el l,"ite de contacci$n (LC) .

Donde.

V" ? +olu"en de la pastilla de suelo 2/"edo (c")

Vs ? +olu"en de la pastilla de suelo seco (c")

γ @ ? densidad del aua ( F c")

hV ? Ca"'io de +olu"en del suelo

* Calcula el +olu"en del suelo 2/"edo (V") .

Donde.

tB ?:eso del "olde lleno de "ecuio (*)

γ ? Densidad del "ecuio (# Fc")

112

100100% xW

W x

W W

W W

sst sst

sst sht ω ω =

−−=

+

++

100%%

100%%

x xW

V 5C

x x

W W

V V 5C

ss

t sst

sm

ω

ω

γ ω

γ ω

∆−=

−

−−=

+

.!

.!

.!

t .! t

mh

W W W cmV V

γ γ =

−== +)( 3




* Calcula el +olu"en del suelo seco (Vs).

Donde.

?:eso del plato de pocelana "ás "ecuio despla1ado (*)

> ? :eso del plato de pocelana (*)

* Calcula la elaci$n de contacci$n (RC)# co"o la elaci$n ente un ca"'io de

+olu"en dado ! su coespondiente ca"'io en la 2u"edad so'e el l,"ite de

contacci$n ! el ca"'io +olu"3tico del suelo (Vc)# de&inido co"o ladis"inuci$n de +olu"en ue pesenta la "asa de suelo cuando su 2u"edad

(@) dis"inu!e a una se"e4ante al l,"ite de contacci$n (LC)# "ediante las

siuientes e0pesiones.

J* Calcula la elaci$n de contacci$n lineal del suelo (LS)# de&inida co"o la

dis"inuci$n en una di"ensi$n ue pesenta una "asa de suelo cuando su

2u"edad (@) dis"inu!e a un pocenta4e iual al l,"ite de contacci$n (LC)#

"ediante la siuiente e0pesi$n.

113

.!

s

W W

cmV γ

213

)(

−=

( ) ( )

o suelodel VolumenV

Donde

x'C 5C V

V avolumétricnContracci3ovolumétriccam4io /l

5C

V

V

W W

W

V

V

'C

ss

iC

c

i

ss

t sst

ss

ss

se

:

%

)(

=

−===∴

=−=∆

∆=∆

−=∆

∆

= +

ω

ω ω ω

γ ω

γ ω

ω

ω

%1001

11 3 x

V 5S

c

+

−=




SE2TA UNIDAD: CLASI)ICACI*N DE SUELOS

Q$%$ 'ENERALIDADES

Resol+e un po'le"a de eotecnia supone conoce ! dete"ina las popiedades del

suelo7 po e4e"plo.

• :aa dete"ina la +elocidad de ciculaci$n de un acu,&eo# se "ide lape"ea'ilidad del suelo# se utili1a la ed de &lu4o ! la le! de Dac!*

114




• :aa calcula los asenta"ientos de un edi&icio# se "ide la

co"pesi'ilidad del suelo# +alo ue se utili1a en las ecuaciones 'asadas en la

teo,a de la consolidaci$n de Te1a2i*

• :aa calcula la esta'ilidad de un talud# se "ide la esistencia al cote del suelo !este +alo se lle+a a e0pesiones de euili'io estático*

En otos po'le"as# co"o pa+i"entos# no se dispone de e0pesiones acionales paa

llea a soluciones cuanti&icadas* :o esta a1$n# se euiee una ta0ono",a de los

suelos# en &unci$n de su co"pota"iento# ! eso es lo ue se deno"ina clasi&icaci$n de

suelos# desde la $ptica eot3cnica*

Aupa suelos po la se"e4an1a en los co"pota"ientos# coelaciona popiedades

con los upos de un siste"a de clasi&icaci$n# aunue sea un poceso e"p,ico# pe"ite

esol+e "ultitud de po'le"as sencillos* Eso o&ece la caactei1aci$n del suelo po laanulo"et,a ! la plasticidad* Sin e"'ao# el inenieo de'e se peca+ido al utili1a

esta +aliosa a!uda# !a ue soluciones a po'le"as de &lu4os# asenta"ientos o

esta'ilidad# sopotado s$lo en la clasi&icaci$n# puede lle+a a esultados desastosos*

Las elaciones de &ases constitu!en una 'ase esencial de la Mecánica de Suelos* El

ado de co"pacidad elati+a de una aena es seuo indicado del co"pota"iento de

ese suelo* La cu+a anulo"3tica ! los L,"ites de Atte'e# de an utilidad# i"plican

la alteaci$n del suelo ! los esultados no e+elan el co"pota"iento del suelo in situ*

De 2ec2o una de las "ás i"potantes &unciones de un siste"a se,a popociona la

"á0i"a in&o"aci$n no"ati+a# a pati de la cual el t3cnico sepa en ue diecci$n

po&undi1a su in+estiaci$n*

Q$&$ SISTEMA UNI)ICADO DE CLASI)ICACION DE SUELOS 3SUCS4

Está 'asado en la identi&icaci$n de los suelos se/n sus calidades estuctuales# la

plasticidad ! la aupaci$n con elaci$n a su co"pota"iento co"o "ateiales de

constucci$n*

:aa la clasi&icaci$n se to"a en cuenta lo siuiente.

• :ocenta4e de la &acci$n ue pasa el ta"i1 N >==

• <o"a de la cu+a de disti'uci$n anulo"3tica

115




• Caacte,sticas de plasticidad ! co"pesi'ilidad*

Los suelos se sepaan en tes upos*

• Suelos de ano ueso• Suelos de ano &ino

• Suelos alta"ente oánicos

LOS SUELOS DE 'RANO 'RUESO:

Se di+iden en gra<a 3'4 y arena 3S4, las a+as contienen un =; de la &acci$n

uesa etenida en el ta"i1 N (* "")* Y las aenas son auellos suelos cu!a

poci$n =; pasa el ta"i1 N * Tanto las a+as (5) co"o las aenas (S) se di+iden

en cuato upos secundaios.

5# S . Li"pio de &inos 'ien aduado

5:# S: . Li"pio de &inos "al aduado

5M# SM . Con cantidad apecia'le de &inos no plásticos

5C# SC . Con cantidad apecia'le de &inos plásticos*

LOS SUELOS DE 'RANO )INO:

Los li"os 3M4 ! las acillas 3C4, se di+iden a su +e1 en dos upos secundaios 'asados

en el 2ec2o de ue el suelo tiene un LL elati+a"ente 'a4o (L ? lo@)#o alto ( ? 2i2)

En la Cata de :lasticidad# estos suelos tienen un l,"ite l,uido ! un ,ndice plástico ue

esultan puntos po de'a4o de la l,nea 8A9*

LOS SUELOS ALTAMENTE OR'+NICOS:

Son usual"ente "u! co"pensi'les ! tienen caacte,sticas inadecuadas paa la

constucci$n*

Se clasi&ican dento del upo desinado po el s,"'olo :t. tu'a# el 2u"us ! los suelos

de pantanos son e4e"plos t,picos de este upo de suelos*

116




CRITERIOS PARA LA CLASI)ICACION @SUCS SE'^N RESULTADOS

OBTENIDOS POR MEDIO DE ENSA(OS DE LABORATORIO

I$ SUELOS DE 'RANO 'RUESO 3m8 #el > er8 re"eni#o 0or la malla N_ &4

%$ Di"inción en"re gra<a y arena 3 ',S 4

=; etenido po la "alla N (* "") 5

Q =; etenido po la "alla N (* "") S*

&$ Ma"erial ue 0aa 0or la malla N_ & 3$> mm4

Q ; a+as o aenas li"pios 'ien $ "al aduados. 5 #5: o S # S:*

>; a+as $ aenas con &inos 5M# 5C# $ SM # SC*Ente ! >; s,"'olos "i0tos. po e4e"plo 5 B 5:

/$ De"erminación #e la gra#uación 0ara uelo #e grano grueo con 0oco

fino 3menor #el %& ue 0ae la malla N_ &4$

a$ Coeficien"e #e uniformi#a#$

Cu ? D J=

D =De'e se ue paa 5# S*

-$ Coeficien"e #e gra#uación

C c ? (D =)>

DJ= 0 D =

De'e esta ente ! # entonces seá 5 ! S7

Seá 5: ! S:# si no cu"plen con este euisito

1$ Suelo #e grano grueo con fino 3'M, 'C, ó SM, SC4

Se to"a en cuenta los l,"ites.

a$ Para 'M ( SM 3Suelo limoo4

Los l,"ites de'en encontase 'a4o la l,nea 8A9 o el I: de'e se "eno de

-$ Para 'C y SC 3me[cla -ien gra#ua#a con arcilla4:

Los l,"ites de'en encontase so'e la l,nea 8A9 o el I: de'e se "a!o de

117




II$ SUELOS DE 'RANO )INO:

Esta clasi&icaci$n está 'asada s$lo en los l,"ites de Atte'e paa la &acci$n ue

pasa la "alla N^=# ! se o'tiene a pati de la lla"ada

CARTA DE :LASTICIDAD.

118




De"alle #e claificación en la [ona #e LL `/ y el IP `%

Donde.

C. Acilla inoánica de alta plasticidad

CL. Acilla inoánica de 'a4a plasticidad

O. Acilla oánica de alta plasticidad

OL. Acilla oánica de 'a4a plasticidad

M. Li"o inoánico de alta plasticidad

ML. Li"o inoánico de 'a4a plasticidad

OL. Li"o inoánico de 'a4a plasticidad

O. Li"o inoánico de alta plasticidad

%$ 'ru0o CL y C6 3con"i"ui#o 0or arcilla inorg8nica4$

a) El upo CL co"pende a la 1ona so'e la l,nea 8A9

LL Q = ; ! I: ;

') El upo C6 co"pende a la 1ona ai'a de 8A9

119




LL Q = ;

&$ 'ru0o ML y M6 3limo inorg8nico4$

a) El upo ML co"pende a la 1ona 'a4o la l,nea 8A9 con

I: Q ;

') El upo M6# coesponde a la 1ona de'a4o de la l,nea 8A9

LL = ;

Los suelos &inos ue caen so'e la l,nea 8A9 con ; Q I ! Q ;# se considean co"o

casos de &ontea asinándoles el s,"'olo CL ML*

/$ 'ru0o OL y O6 3Suelo org8nico4:

Las 1onas coespondientes son las "is"as ue los de los upos ML ! M* Unapeue-a adici$n de "ateia oánica coloidal 2ace ue el LL* De una acilla ce1ca

sin apecia'le ca"'io de su I:*

1$ 'ru0o P".

El l,"ite l,uido de estos upos suele esta ente el == ! == ;# uedando su

posici$n en la cata de plasticidad neta"ente de'a4o de la l,nea 8A9*

Q$& SISTEMA DE CLASI)ICACION AAS6TO 3American aocia"ion of "a"e ;ig;ay

officiale4

Se distinue ente upos 'ásicos.

El "e4o suelo paa su' asante de caeteas +iene clasi&icado co"o A 6 # le siue

en calidad el A ># siendo el A de peo calidad*

Los siete upos 'ásicos se 2an di+ididos en su' upos con un ,ndice de upo# con

el &in de apo0i"a dento de las +aloi1aciones del upo# los ,ndices de upo +an

de ceo (=) paa la "e4o su'asante a >= paa p3si"as* Los ince"entos de +alo delos ,ndices de upo e&le4an una educci$n en la capacidad paa sopota caas#

po el e&ecto co"'inado de ci"iento del LL ! I: ! dis"inuci$n en el ; de "ateial

ueso*

Se lo o'tiene "ediante el uso de una &o"ula paa indice de upo 'asado en la

anulo"et,a ! los l,"ites (LL I:) del suelo*

La &o"ula del ,ndice de upo es la siuiente.

ueda de&inido se/n la ecuaci$n. I5 ? =#> a B =#== a c B =#= ' d# o

I5 ? (< ) j =#> B =#== (LL = ) k B=#= (<6)(I: =)

120




*a ? :oci$n de pocenta4e ue pasa el ta"i1 N >== "a!o del ;

e0pesada co"o n/"eo enteo positi+o ( I = )*

*' ? :oci$n de pocenta4e ue pasa el ta"i1 N >== "a!o del ; e0pesada co"o

n/"eo enteo positi+o ( I = )*

c ? :oci$n nu"3ica del l,"ite l,uido "a!o de = ! ue no e0ceda de = n/"eo

enteo ( I a >= )

d ? :oci$n nu"3ica del I: "a!o de = ! ue no e0ceda de = n/"eo enteo (I a

>=)

El ,ndice de upo se e0pesa en un pa3ntesis despu3s del n/"eo del upo po e4"* A J ()* La clasi&icaci$n de las su'asantes en t3"inos del I5 es la Siuiente.

E0celente****************A I (=) %uena*****************I5 de = a

Reula*****************I5 de > a Mala*******************I5 de a P

Mu! "ala************ I5 de = a >=

Suelo A %$ Son "e1cla 'ien aduadas de uesos a &inos con alutinantes no

plásticos o de plasticidad d3'il* Estos suelos tienen una an esta'ilidad a la caa#

sin a&ecta las condiciones de 2u"edad# se co"potan satis&actoia"ente co"o'ases de supe&icie 'itu"inosas de desaste deladas*

Los suelos clasi&icados en este upo son "ateiales adecuados o ue pueden

2acese adecuados paa capas anulaes de 'ase

Suelo A &$ Están constituidos de "ateial &ino ! ueso "e1clados con

alutinantes# peo son in&eioes a las suelos A de'ido a su "ala aduaci$n# a

su alutinante in&eio o a"'as cosas*

En la supe&icie de la caetea pueden pesenta una an esta'ilidad cuando est3nsecos# se/n la cantidad ! caacte,sticas del alutinante# pueden e'landecese#

cuando se 2u"edecen o +ol+ese sueltos ! pol+oientos duante los peiodos de

seu,a* Si se usan co"o capas de 'ase# los tipos plásticos pueden pede

esta'ilidad# de'ido a la satuaci$n po capilaidad o de&iciencia de dena4e*

Lo uelo A&1 y A&># inclu!en auellos "ateiales anulaes ue tienen un

suelo alutinante con caacte,sticas de los suelos A6>6J ! A6>6 inclu!en "ateiales

121




anulaes ue tienen un suelo alutinante con caacte,sticas de los

suelos de los upos A Q y A *

Suelo A /*6 Están co"puestos po aenas de&icientes en alutinante* Son t,picos

en este upo la aena &ina de desieto ! la aena tanspotada po el +iento (costa

peuana) as, co"o las "e1clas de dep$sitos alu+iales de aena &ina de "ala

aduaci$n con peue-as cantidades de aena uesa# tienen una esta'ilidad

de&iciente a la caa de los suelos# e0cepto cuando están 2/"edas# las condiciones

de 2u"edad las a&ecta liea"ente7 no tienen ca"'ios de +olu"en ! constitu!en una

su' asante adecuada paa pa+i"entos de todo tipo# cuando están con&inados*

:ueden se co"pactados po +i'aci$n# con odillo de aceo# con odillos de llantas ocu'ietas neu"áticas*

Suelo A1$Están co"puestas pedo"inante"ente po li"os con solo "odeados

cantidades de acilla pea4osa coloidal* Se encuentan &ecuente"ente !

popocionan una supe&icie &i"e paa la ciculaci$n cuando están secos# teniendo

un escaso a'ulta"iento despu3s de se caados* Cuando a'so'en aua se

a'ultan# pe4udicial"ente pieden esta'ilidad*

Va,an a"plia"ente en co"posici$n te0tual desde li"osos aenosos# 'aos li"osos! acillosos# son di&,ciles de co"pacta !a ue el inte+alo de 2u"edad paa una

co"pactaci$n satis&actoia# es "u! peue-a*

Los tipos "ás pácticos se dilatan con los au"entos del contenido de 2u"edad#

especial"ente cuando se 2an co"pactado a un contenido de 2u"edad in&eio al

$pti"o* Las supe&icies 'itu"inosas euieen 'ases sustanciales cuando se colocan

so'e su' asantes de los de este upo*

Suelo A >$ Son si"ilaes a los A # con e0cepci$n de ue inclu!en suelos deaduaci$n "u! "ala* Estos suelos se pesentan aa"ente# son sucepti'les al

a'ulta"iento cuando se etia la caa aunue est3n secos* Las popiedades

plásticas di&icultan la con+eniente co"pactaci$n# las 'ases de tipo &le0i'le colocadas

duante la constucci$n ! no son acepta'les co"o su' asantes paa capas deladas

de capa &le0i'le esta'ili1ada# ni paa supe&icies 'itu"inosas*

Están su4etas a la acci$n de la conelaci$n# se 2a o'se+ado ue los pa+i"entos

colocados so'e su' asantes de este tipo de suelo se aietan e0cesi+a"ente*

122




Suelo A Q$ Se co"ponen pedo"inante"ente de acilla con

contenidos "odeados de "ateiales uesos* En los estados de plasticidad 'landa

o ,ida solo a'so'en aua adicional cuando se les "anipula# tienen una 'uena

aptitud potante cuando está co"pactado a la densidad "á0i"a# peo 'a4an su

capacidad potante cuando a'so'en 2u"edad# pesentan ,ndices de plasticidad

altos# po enci"a de G de esos suelos indican una natuale1a co2esi+a del "ateial

alutinante (acilla) ! sola"ente seán adecuados paa ellenos ! su' asantes

cuando se colocan ! "antienen 'a4o contenido de 2u"edad*

Mientas# ue el &lu4o de aua po a+itaci$n es "u! peue-o# la acci$n capila ue

ocasiona ue el aua se "ue+a de las pociones 2/"edas a las "ás secas es "u!

ande ! se pueden desaolla po este "oti+o andes &ue1as e0pansi+as*Seán inadecuadas paa su'6'ase 'a4o capas deladas &le0i'les o capas

supe&iciales 'itu"inosas a causa de los andes ca"'ios de +olu"en ue "oti+an

las +aiaciones de 2u"edad ! la p3dida de pode potante despu3s de la aducci$n

de aua*

Suelo A $ Están co"puestos pedo"inante"ente de acilla co"o los suelos A

J# peo de'ido a las pat,culas de li"o de ta"a-o uni&o"e# a la "ateia oánica#

esca"as de /nica# o ca'onato de cal # son elásticos* Un dete"inado contenido de2u"edad se de&o"a ! a'ultan apecia'le"ente cuando se etia la caa* Ta"'i3n

pesentan las caacte,sticas dadas paa los suelos A6J en el páa&o anteio*

Son di&,ciles de co"pacta con+eniente"ente lo ue 2ace ue sean especial"ente

inadecuados paa pa+i"entos &le0i'les*

Lo uelo A>$ Co"penden los suelos A 6 con ,ndice de plasticidad "odeado#

en elaci$n al LL ! pueden se alta"ente elásticos# as, co"o esta su4etos a

considea'les ca"'ios de +olu"en*

Lo uelo AQ$ Co"penden suelos con ,ndice de plasticidad "u! alto con

elaci$n al LL ! esta su4etos a ca"'ios de +olu"en e0te"ada"ente altos*

Tur-a y Ecom-ro$ Son auellos co"puestos de tu'a ! esco"'os "u! 'landos#

contienen andes cantidades de "ateial oánico ! no de'en se usados en nin/n

tipo de constucci$n*

EZem0lo:

123




Un suelo A66J con un ; de "ateial &ino ue pasa el ta"i1 N >== un

LL de J; ! un I: de >G; tendá.

I5 ? (6) =#> B=#== (J6=) B=#= (*) (>G6=) ? >>#=> >

124




125

Clasifcación de suelos y mezclas de agregados para la ConstrucciónRecommended Practice AASHTO M 145-82 (Specifcations - Parte 1, 198!

Claificación

'eneral

Ma"eriale 'ranulare

(; o "enos pasa el ta"i1 N^>==)

Ma"eriale lim

("ás de ; pasaA% A&

Claificación #e'ru0o A%a A%-

A/A&1 A&> A&Q A&

A1 A>

n8lii #e "ami[a#o 3 0aa4

>*== "" ( N^=) = "á0 6666 6666 6666 6666 6666 6666 6666 6666=*> "" ( N^=) = "á0 = "á0 "in 6666 6666 6666 6666 6666 6666=*= "" ( N^>==) "á0 > "á0 = "á0 "á0 "á0 "á0 "á0 J "in J "in

arac"er9"ica #e fracción 0aa N1L,"ite L,uido (LL) 6666 6666 = "á0 "in = "á0 "in = "á0 "inÍndice :lástico (I:) J "á0 N: = "á0 = "á0 "in "in = "á0 = "á0

Mateialesconstitu!entessini&icati+os

<a"entos depieda# a+a !

aena

Aena&ina

5a+a ! aena li"osa o acillosa Suelos li"osos

Clasi&icaci$n enealco"o su'asante

E0celente a 'uena Reula




126




127




128




PROBLEMA N_ /. El análisis de un suelo da los siuientes esultados ! to"ando los datos delpo'le"a N Cáp* V# Clasi&ica el suelo "ediante los "3todos SUCS ! AASTO e indica

sus pincipales caacte,sticas*

N: *e &alla 6eo ,e-n3 (2,) ; <ue +aa

1 00 100

3$4 15 95

1$2 8 92

3$8 9 89

4 12 85

8 10 82

10 2 81

16 8 78

30 23 70

40 21 63

50 28 54

80 39 41

100 21 34

200 37 22

=a>oleta 67 00

PROBLEMA N_ 1. El análisis de un suelo da los siuientes esultados# Clasi&ica elsuelo "ediante los "3todos SUCS ! AASTO7 si los esultados de consistencia son.Ll?>*=;7 L:?*J;

N: *e &alla 6eo ,e-n3 (2,) ; <ue +aa1$2

4

8

10

16 4 98

20 6 95

30 2 94

40 10 89

50 12 83

80 24 71

100 15 64

200 27 50

=a>oleta 100 00

129




PROBLEMA N_ >. El análisis de un suelo da los siuientes esultados#Clasi&ica el suelo "ediante los "3todos SUCS ! AASTO7 si los esultados deconsistencia son. Ll ?J*>=;7 L: ? =*==;

N: *e &alla 6eo ,e-n3 (2,) ; <ue +aa

21$2 100

2 84

11$2 77

1 65

3$4 58

1$2 53

3$8 49

4 44

8 40

10 39

16 34

30 29

40 26

50 22

100 15

200 11

=a>oleta 00

Cri"erio Nom-re #e gru0o 0ara uelo #e grano grueo ASTM D&1H

!Bmbolode

ruo

Fra@ de ra'a % Fra@ de rea % ;ombre del ruo

#G 15

H15

ra'a be /raduada

ra'a be /raduada o area

G 15H15

ra'a mal /raduadara'a mal /raduada o area

G 15H15

ra'a lmosara'a lmosa o area

=G 15H15

ra'a arllosara'a arllosa o area

=,G 15H15

ra'a arllo lmosara'a arllo lmosa o area

#,G 15H15

ra'a be /raduada o lmora'a be /raduada o lmo A area

#,=G 15H15

ra'a be /raduada o arllara'a be /raduada o arlla A area

,G 15H15

ra'a mal /raduada o lmora'a mal /raduada o lmo A area

,=G 15H15

ra'a mal /raduada o arllara'a mal /raduada o arlla A area

130




S9m-olo#e

'ru0o)racción #e 'ra<a )racción #e Arena

Nom-re #el 'ru0o

SF` %>b%>

Arena -ien gra#ua#aArena -ien gra#ua#a con gra<a

SP ` %>b%> Arena mal gra#ua#aArena mal gra#ua#a con gra<a

SM` %>b%>

Arena limoaArena limoa con gra<a

!=G 15

H15

rea arllosa

rea arllosa o /ra'a

!,!=G 15

H15

rea arllo lmosa

rea arllo lmosa o /ra'a

!#,!G 15

H15

rea be /raduada o lmo

rea be /raduada o lmo A /ra'a

!#,!=

G 15

H15

rea be /raduada o arlla

rea be /raduada o arlla A /ra'a

!,!G 15

H15

rea mal /raduada o lmo

rea mal /raduada o lmo A /ra'a

!,!=G 15

H15

rea mal /raduada o arlla

rea mal /raduada o arlla A /ra'aNo"a: )racción #e arena G 0or cien"o #e uelo ue 0aa 0or la malla N_1, 0ero e re"iene o-re lamalla N_&] )racción #e gra<a G 0or cien"o #e uelo ue 0aa la malla #e / 0ulg, 0ero e re"iene enla malla N_1$

131




SEPTIMA UNIDAD: Com0ac"ación #e lo uelo

132




$%$ 'ENERALIDADES$

Si se e0ca+an "asas de suelos ! se edepositan sin to"a un cuidado especial# la

poosidad# pe"ea'ilidad ! co"pesi'ilidad de estas "asas de suelos au"enta#

"ientas ue su capacidad paa esisti la eosi$n intena dis"inu!e ande"ente*

:o ello se acostu"'a co"pacta a todo tipo de teaplenes # as, po e4e"plo# co"o

pesas# diues# 'odes de de&ensa# "uelles# pa+i"entos etc*# incluso alunas +eces se

2ace necesaio co"pacta el teeno natual# co"o en el caso de ci"entaciones so'e

aenas con una densidad elati+a o co"pacidad elati+a suelta *

El ado de co"pactaci$n ue alcan1a un suelo dado so"etidos a un pocedi"iento de

co"pactaci$n ta"'i3n dado# depende en an pate del contenido de 2u"edad delsuelo* Una co"pactaci$n "á0i"a se o'tiene paa un cieto contenido de 2u"edad

conocido co"o 8contenido $pti"o de 2u"edad9 "ientas ue el pocedi"iento utili1ado

paa "antene duante la co"pactaci$n la 2u"edad del teapl3n ceca de la $pti"a# se

conoce co"o contol de 2u"edad*

$&$ DE)INICI*N$

Es la densi&icaci$n o esta'ili1aci$n del suelo po "edios "ecánicos# "e4oa laesistencia ! esta'ilidad +olu"3tica# a&ectando la pe"ea'ilidad# co"o consecuenciadel poceso de densi&icaci$n de la "asa*

$/$ METODOS DE LA COMPACTACION DE SUELOS$

Los "3todos con+enientes de co"pactaci$n de teaplenes ati&iciales se di+iden en tes

upos*

Lo a#ecua#o 0ara uelo no co;ei<o

Lo a#ecua#o 0ara uelo arenoo o limoo con co;eión mo#era#a

Lo a#ecua#o 0ara arcilla

Los "ateiales pua"ente &iccionantes del pi"e upo se co"pactan e&iciente"entepo "3todos +i'atoios# tales co"o el uso de plata&o"as +i'atoias ! odillos lisos

+i'atoios*

Los suelos de co2esi$n "odeada se co"pactan "ediante odillos neu"áticos ! los

suelos alta"ente plásticos# co"o la acilla se co"pactan con odillos 8pata de ca'a9*

133




Ade"ás de los "3todos de co"pactaci$n de teaplenes ati&iciales se

conocen cietos pocedi"ientos de la co"pactaci$n de "asas natuales de suelo# tales

co"o la aplicaci$n de una pe caa enci"a del teeno# el estallido de peue-as caas

de dina"ita en el inteio de la "asa# la 2inca de pilotes# la instalaci$n de denes de

aena (paa la consolidaci$n aceleada de la acilla)# etc*

$1$ LA MA2IMA DENSIDAD SECA ( EL CONTENIDO *PTIMO DE 6UMEDAD$

Cualuie sea el tipo de euipo de co"pactaci$n disponi'le ! el ado de co2esi$n del

suelo* La e&icacia del pocedi"iento de co"pactaci$n depende en an "edida del

contenido de 2u"edad del suelo* La e&ecti+idad de la co"pactaci$n se "ide po el peso

de los s$lidos po unidad de +olu"en# es deci# po lo ue se conoce con la 8densidad

seca9* E0iste una elaci$n ente la densidad seca de un suelo co"pactado ! su

contenido de 2u"edad*

:aa

cietas condiciones de ensa!o# la densidad seca ue coesponde a la ci"a de la cu+a

se conoce co"o 8Má0* Densidad Seca9 $ densidad seca paa el == ; de

co"pactaci$n# ! el coespondiente contenido de 2u"edad opti"o (@ Opt*)* S, po

e4e"plo# todas las condiciones se "antienen inalteadas "enos el peso del odillo# o sea

la ene,a espec,&ica de co"pactaci$n ! se utili1a un odillo "ás li+iano# el +alo de la

"á0i"a densidad seca# co"o lo indica la cu+a 8:E9 es "eno# ! el contenido opti"o de

2u"edad "a!o# ue pasa un odillo "ás pesado cu+a 8:M9

134




$1$%$ PRUEBA DE COMPACTACI*N @PROCTOR NORMALIWADO$

PRUEBA PROCTOR ESTANDAR 3ASTM DQH4

Con el o'4eti+o de epoduci al "enos te$ica"ente# en el la'oatoio cietas

condiciones de co"pactaci$n de ca"po es necesaio e&ectua un dete"inado

pocedi"iento de co"pactaci$n* ue consiste en co"pacta dento de un "olde#

con cieta ene,a de co"pactaci$n*

ASTM D QH PROCTOR ESTANDARDecri0ción M="o#o A M="o#o B M="o#o C

Diá"eto del "olde 9 (=*J"") 9 (=*J"") J9 (>*"")Volu"en del "olde =*= p (Pc") =*= p (Pc") =*= p (Pc")

:eso del :i1$n * l'(>*W) * l'(>*W) * l'(>*W)

Altua de ca,da delpi1$n >pl (=*G"") >pl (=*G"") >pl (=*G"")

N/"eo deolpesFcapa

> > >

N/"eo de capas Ene,a de

co"pactaci$n>#== pie l'Fp >#== pie l'Fp >#== pie l'Fp

Co"pactaci$n J==KN6"F" J==KN6"F" J==KN6"F"

Suelo po usase

:oci$n ue pasa la"alla N se usa s,>=; o "enos po pesode "ateial es etenido

en la "alla N

:oci$n ue pasa la"alla FG9# se usasi el suelo etenidoen la "alla N es"ás del >=; ! >=; o"enos po peso esetenido en la "allade FG9*

:oci$n ue pasa la "alla_9 se usa# si "ás de>=;# po peso de"ateial es etenido en la"alla de FG9 ! "enos de=;# po peso esetenido en la "alla de_9*

$1$&$ PRUEBA DE COMPACTACI*N @PROCTOR MODI)ICADO$

De'ido al ápido desen+ol+i"iento del euipo de co"pactaci$n de ca"po

co"ecial"ente disponi'le# la ene,a de co"pactaci$n 2a au"entado ! po eso#

con el pop$sito de epoduci en el la'oatoio las condiciones de co"pactaci$nde ca"po# 2a sido necesaio "odi&ica la pue'a de :octo# de "odo ue

conse+ando el n/"eo de olpes po capa se ele+a el n/"eo de esta de a #

au"entando al "is"o tie"po el peso del pist$n (* K*) ! la altua de ca,da de

(G9 ? * c"*)# especti+a"ente la "á0i"a densidad seca o'tenida con esta

"a!o ene,a de co"pactaci$n esultaá "a!o ue la densidad seca (Ds)

o'tenida en la pue'a :octo Estánda# ! consecuente"ente la 2u"edad opti"a

seá "eno ue auel caso*

135




ASTM D %>> PROCTOR MODI)ICADO

Decri0ción M="o#o A M="o#o B M="o#o CDiá"eto del "olde 9 (=*J"") 9 (=*J"") J9 (>*"")Volu"en del "olde =*= p (Pc") =*= p (Pc") (>> c")

:eso del :i1$n = l'(* W) = l'(* W) = l'(*W) Altua de ca,da del

pi1$n>pl (=*G"") >pl (=*G"") >pl (=*G"")

N/"eo deolpesFcapa

> > J

N/"eo de capas Ene,a de

co"pactaci$nJ#=== pie l'Fp J#=== pie l'Fp J#=== pie l'Fp

Co"pactaci$n >==KN6"F" >==KN6"F" >==KN6"F"

Suelo po usase

:oci$n ue pasa la"alla N se usa s,>=; o "enos po peso

de "ateial es etenidoen la "alla N

:oci$n ue pasa la"alla FG9# se usasi el suelo etenidoen la "alla N es

"ás del >=; ! >=; o"enos po peso esetenido en la "allade FG9*

:oci$n ue pasa la"alla _9 se usa# si"ás de >=;# po peso de "ateial es

etenido en la "allade FG9 ! "enos de=;# po peso esetenido en la "allade _9

Efuer[o #e com0ac"ación:

La ene,a aplicada duante la co"pactaci$n con un "atillo ue se de4a cae de

una altua es la siuiente.

Donde.

. :eso del "atillo en W*

. Altua de ca,da del "atillo

N . N/"eo de olpes po capa

n . N/"eo de capas

V . Volu"en del "olde en c"

ENSA(O DE COMPACTACION ( EL E.UIPO

136

( ) 33 l/$$ p piel4ocm-! cmenV

Wx.xNxn / c −−=




Des/a@

!I

Des/a@

!JIK

Eer/Ba

Ft lb $ ft3

Dmetro

olume

del olde

eso, altura de

aBda del

martllo

;L de aas ,

oles$aa

Dmetro m?.

de artBulas

!. D 698 ()

(M)

(= )

I, 99 () 12375 4 , 0.033 5.5 lb. 12 3 , 25 ;L 4

(M) 12375 4 0.033 5.5 lb. 12 3 , 25 ;L 4

(=) 12375 6 0.075 5.5 lb. 12 3 , 56 3$4

. D 1557()

(M)

(= )

I 180 () 56250 4 0.033 10 lb. ,18 5 , 25 ;L 4

(M) 56250 4 0.033 10 lb. 18 5 , 25 ;L 4

(=) 56250 6 0.075 10 lb. 18 5 , 56 3$4

$1$/$ CORRELACI*N ENTRE LA PRUEBA PROCTOR EST+NDAR ( PROCTOR

MODI)ICADA EN COMPARACI*N CON LA COMPACTACI*N EN OBRA

MEDIANTE RODILLOS

De acuedo con los di&eentes euipos "ecánicos pesados paa la co"pactaci$n

de suelos se o'tienen cietas coelaciones en cuanto a la "á0i"a densidad ! elcontenido opti"o de 2u"edad*

$>$ COMPACTACI*N DE LOS SUELOS NO CO6ESI5OS

137




:o "edio de odillos de a TN* Euipados con +i'adoes ue

opean a &ecuencias co"pendidas ente == ! == pulsosF"inuto# se 2a

o'tenido la co"pactaci$n e&ecti+a de aena uesa a+a ! enocado de pieda#

aplicando capas de = a = c"* de espeso# ! ente > a pasadas de tales odillos

tiados a una +elocidad ue no e0ceda de alededo de K"* F2oa suele esulta

adecuada paa alcan1a un alto ado de co"pactaci$n* Ta"'i3n pueden utili1ase

en estos

suelos los odillos neu"áticos# peo se necesita en este caso un n/"eo "a!o de

pasadas ente J ! G# de'ido a la "a!o +elocidad del odillo*

El suelo de'e se depositado en capas de un espeso no "a!o de = c"#

co"pactando áeas li"itadas pueden usase co"pactadoes "anuales de pist$n#

accionados po "oto de e0plosi$n (espeso de capas de = a >= c")*

Cor"e 6e,ila*o *e Sub,aan-e

Riego y com0ac"a#o

$Q$ COMPACTACI*N DE SUELOS ARENOSOS O LIMOSOS CON CO6ESI*N

MODERADA

A "edida ue au"enta la co2esi$n# dis"inu!e ápida"ente la e&icacia de las

+i'aciones co"o "edio de co"pactaci$n* Ta"'i3n la 'a4a pe"ea'ilidad de estos

138




suelos 2ace di&,cil la penetaci$n con aua# no o'stante la

co"pactaci$n po capas utili1ando distintos odillos# neu"áticos ! patas de ca'a*

Los odillos neu"áticos son "ás con+enientes en la co"pactaci$n de suelos

aenosos liea"ente co2esi+os# los odillos patas de ca'a tienen su "á0i"a

e&icacia en suelos plásticos paa pesas de e"'alse ! otos teaplenes# se utili1a

odillos neu"áticos de = Tn* Con pesiones de in&lado de las llantas "u! altas (P

KFc">) ! capas de espeso co"pactando ue +aia ente ! =c" (utili1ando

odillos de == TN* El espeso puede +aia ente = ! c"*)# se euiee

usual"ente a J pasadas paa alcan1a la co"pactaci$n deseada

A +eces en o'as andes es necesaio dete"ina el n/"eo de pasadas po

"edio de ensa!os de co"pactaci$n en el teeno "is"o antes de inicio de los

ta'a4os * Los odillos patas de ca'a usados en la constucci$n de pesas de tiea

pesan alededo de TN* Se/n el ta"a-o del pie# la pesi$n de contacto +aia

ente >= ! = K*Fc">*En teaplenes de ca"inos se utili1an odillos alo "enoes*

El espeso de las capas po co"pacta no de'e e0cede de unos c"* El n/"eo

eueido de pasadas de'e dete"inase en el teeno po "edio de ensa!os

pe+ios* La &o"a de la pata "as adecuada depende del tipo del suelo* a! unatendencia 2acia el uso de patas tonco pia"idales ue e+itan el aado del suelo a

su paso* La supe&icie de apo!o "ás e&ecti+a es &unci$n de la plasticidad !

anulo"et,a del suelo* En suelos "enos plásticos la supe&icie de la pata a usa

es "a!o ue en suelos "u! co2esi+os*

Se usan ta"'i3n odillos patas de ca'a +i'antes# en estos casos la acci$n

pincipal de la +i'aciones es la de au"enta el e&ecto a+itacional del paso del

odillo de'e tenese pesente# ue en suelos de plasticidad "odeada# la aspesi$nde aua duante el poceso de co"pactaci$n es poca e&icacia* Si el contenido de

2u"edad del suelo a usa es "a!o ue el opti"o# el aua de'e aease en el

popio p3sta"o o po aspesi$n antes de inicia las co"pactaciones paa o'tene

un "e4o e&ecto de uni&o"i1aci$n de la 2u"edad si el contenido de 2u"edad # del

suelo en el teeno es "a!o ue el $pti"o# de'e pe"itise ue se seue en el

lua de su al"acena"iento# la densidad seca ! el contenido de 2u"edad del

suelo se contolan en el teapl3n continua"ente ("3todo del ee"pla1o de aena)*

139




$$ COMPACTACI*N DE ARCILLAS$

Si el contenido natual de 2u"edad de una acilla en el p3sta"o no está p$0i"a

al $pti"o puede esulta "u! di&,cil lle+alo a dic2o +alo $pti"o# so'e todo# si el

contenido natual de 2u"edad es de"asiado alto* :o eso a +eces es ine+ita'le

utili1a la acilla con un contenido de 2u"edad di&eente del $pti"o*

E0ta!endo la acilla de los p3sta"os se o'tiene peda1os o teones* A2oa 'ien

solo los odillos patas de ca'a están en capacidad de educi el ta"a-o de

espacios a'ietos e0istentes ente los teones*

En la co"pactaci$n de estos suelos se o'tienen "e4oes esultados cuando el

contenido de 2u"edad es liea"ente supeio al l,"ite plástico* Si es "uc2o

"a!o la acilla tiende a pease al odillo# o 'ien este a 2undise en el teeno* Si

es "uc2o "eno# los teones no se de&o"an ! los espacios uedan a'ietos* El

espeso de las capas po co"pacta ! el n/"eo de las pasadas eueido de'e

a+eiuase pe+ia"ente po "edio de ensa!os*

4ODILLO 6A%A DE CA54A > DE NEUMÁ%ICOS

$H$ COMPACTACI*N DE MASAS NATURALES DE SUELOS ( DETERRAPLENES E2ISTENTES MVTODO DE COMPACTACI*N

ESPECIALES$

Los estatos natuales ! los teaplenes e0istentes no pueden co"pactase en

capas ! po eso un aente co"pactado de'e actua en el inteio de la "asa de

suelo*

Una &o"a e&ecti+a paa co"pacta aena no co2esi+a es po +i'aciones a

"uc2a po&undidad* El "3todo consiste en 2inca pilotes# cuando se 2incan

140




pilotes en aena suelta# la supe&icie del teeno situado ente pilotes

se asienta# a pesa de la dis"inuci$n de +ol/"enes poducido po el

despla1a"iento de aena po los pilotes*

Oto "3todo de co"pactaci$n satis&actoia de uesos estatos de aena

consiste en 2ace estalla peue-as caas de dina"ita en "uc2os puntos del

inteio de su "asa

Los suelos aenosos con aluna co2esi$n ! los teaplenes e0istentes co2esi+os#

ta"'i3n pueden co"pactase 2incando pilotes* La co"pactaci$n de estos suelos

sin e"'ao# es causada po la pesi$n estática# la ue educe el ta"a-o de los

espacios +ac,os*

Los suelos alta"ente plásticos (co"pesi'les) pueden co"pactase po

pecaa* La 1ona a se tatada se cu'e con un teapl3n ue tans"ite un peso

unitaio su&iciente"ente alto co"o paa consolida el suelo en una "anitud ue

au"enta la esistencia ! edu1ca su co"pesi'ilidad a los l,"ites eueidos

dento del tie"po disponi'le paa la opeaci$n pecaa*

Ta"'i3n es posi'le acelea el poceso de consolidaci$n (dis"inuci$n de la

co"pesi'ilidad) po "edio de la instalaci$n de denes de aena# cuando e0istancapas natuales de dena4e# s, se &acilita la e0pulsi$n del aua de las capas

plásticas* El "3todo consiste en la 2inca de ca-os de aceo (= c") llenándolos

con una "e1cla de a+a ! aena lueo etiando el tu'o de aceo# la

consolidaci$n del suelo cicundante se acelea e0ta!endo po 'o"'eo aua de

los denes*

$$ 'RADO DE COMPACTACI*N

En una o'a nunca se loa pecisa"ente la "á0i"a densidad seca indicada po

las pue'as de co"pactaci$n del la'oatoio (pue'as :ROCTOR) po eso se

de&ine co"o ado de co"pactaci$n de un suelo co"pactado la elaci$n # en

pocenta4e# ente la densidad seca o'tenida en o'a ! "á0i"a densidad seca

a+eiuada en el la'oatoio po tal o'a

El contol de la o'a se lle+a eneal"ente in+estiando el ado de co"pactaci$n

de los "ateiales !a co"pactados ! esta'leciendo un ",ni"o acepta'le# ue +a,ase/n la i"potancia ! &unci$n de la o'a* En o'as i"potantes se eco"ienda

141




sie"pe ecui a secciones e0pei"entales (po e4e"plo teaplenes

de pue'a ) ue pe"itan dete"ina el espeso de las capas ! el n/"eo de

pasadas de un cieto euipo paa o'tene el ado de co"pactaci$n deseado*

El ado de co"pactaci$n de suelos se e0pesa.

La "á0i"a densidad seca ("á0* Ds) puede epesenta el +alo o'tenido po la

pue'a pocto estánda $ pocto "odi&icado* La aplicaci$n del +alo paa "á0* Ds

depende de las distintas condiciones de la o'a* Se/n no"as ele"entales# 2a!

cietas de"andas en cuanto a la co"pactaci$n de teaplenes en ca"inos

asta una po&undidad de > "* :o de'a4o de la capa de desaste*

5c ≥ ==; pocto estánda paa suelos &iccionantes

5c ≥ P; pocto estánda paa suelos co2esi+os

En po&undidades "a!oes ue > "* :o de'a4o de la capa de desaste

5c ≥ ==; pocto estánda# suelos &iccionantes teaplenes 2asta >

"etos de altua*

5c ≥ P; pocto estánda7 suelos co2esi+os teaplenes 2asta >" de

altua

5c ≥ P>; pocto estánda suelos co2esi+os# teaplenes "ás altos ue

> "etos de altua*

El ado de co"pactaci$n# pesas de tiea# ca"pos de atei1a4e etc* De'e

coesponde a las de"andas espec,&icas de la o'a*

$%$De"erminación #e la #eni#a# in i"u] M="o#o #el Reem0la[o #e arena:

*6 Se dete"ina el peso de la aena po unidad de +olu"en (Da)*

>*6 Se pesa el &asco con la aena ! se dete"ina ade"ás el peso ue se necesita

paa llena el e"'udo "a!o (peso antes del ensa!o 8:9# peso necesaio paallena el e"'udo "a!o 8p9)

142

( )

( )

100%lo/.se

lo/se xG

ola4oratoriel enradaamáx

elcampoenradaa

cγ

γ =




*6 Se li"pia el sitio escoido ! lueo se e0ca+a un 2o!o de unos =

c" de diá"eto*

*6 Cuidadosa"ente se e0tae el "ateial colocándolo en un &asco ! se pesa (&)*

*6 Se ciea la +ál+ula ! se enosca el e"'udo "eno al cuello del &asco*

J*6 El apaato se coloca enci"a del 2o!o*

*6 Una +e1 ue la aena de4a de cae# lo ue puede +ese*

G*6 Se dete"ina el peso del suelo seco*

P*6 Se desenosca el cono ! se pesa nue+a"ente el &asco con la aena ue 2a!aso'ado (peso de la aena despu3s del ensa!o 8pX9)*

=*6 Dete"inaci$n de la densidad seca de ca"po.

143

arenaladedensidad D

h7medo suelodel pesoW

ho0odel volumenho0oel enarenavolumenmuestravolumenV

o suelodel pesoW

adensidad

Donde

D

p p P V

xW W

V

W

a

h

m

s

s

a

h s

m

sd s

:

:

:

se:

se:

:

+

1

100+

γ

ω γ γ

−−=

+===




$%%$PENETR*METRO PROCTOR$

ea"ienta ue se 2inca a "ano* Se tata de una au4a o +ailla con un

dispositi+o paa "edi la &ue1a eueida (en li'as)# paa ue la penete (+aia'le

en ta"a-o ! &o"a) po&undice en el suelo po lo eneal* La opeaci$n se 2ace

en el la'oatoio ! en ca"po# si"ultánea"ente# paa co"paaci$n de md# o de la

2u"edad si se uiee* (No de'e e0isti a+a en el suelo)

ENSA(OS DE LABORATORIO

a$ Prue-a Proc"or Mo#ifica#o:

Eui0o:

* Molde de co"pactaci$n de >> c"# *>c" de diá"eto inteio# *J

c" de altua# con 'ase ! colla*

>* :is$n o Matillo# con altua li'e de ca,da de G9# * W

* E0tacto de "uestas

* Latas paa dete"ina el contenido de 2u"edad

* ono de secado*

J* Ta"ices de _9# FG9# la N^ (*"")

* %ande4a# espátula# %alan1a# cuc2aas# "e1clado# 2ono el3ctico# etc*

Proce#imien"o:

* Cada upo de'e to"a apo0i"ada"ente = W# paa los "3todos 8A9 !

8%9# W paa el "3todo 8C9# de suelo ! secado al aie*

>* Lueo del secado al aie pul+ei1alo su&iciente"ente paa dete"ina el

pocenta4e de "ateial etenido en la "alla N^ (*"")# FG9# _9# paa

escoe el "3todo A# % o C# a se utili1ado*

144




* :epae cuato especi"enes con contenidos de aua# cecanos

al $pti"o# selecciona los contenidos de aua de tal &o"a ue dos puntos

ueden en el lado seco ! dos en el lado 2/"edo# los cuales de'en +aia

alededo del >;*

* Medi el "olde de co"pactaci$n paa dete"ina el +olu"en

* :esa el "olde de co"pactaci$n sin inclui el colla

J* Ensa"'le ! aseue el "olde ! el colla*

* Co"pacta el esp3ci"en en cinco capas# despu3s de la co"pactaci$n cadacapa de'eá tene apo0i"ada"ente el "is"o espeso# antes de la

co"pactaci$n# coloca el suelo suelto dento del "olde ! e0tendelo en una

capa de espeso uni&o"e# co"pacta cada capa con J olpes po capa*

G* Al opea el pis$n# se de'e tene cuidado de e+ita la ele+aci$n de la u,a

"ientas el pis$n su'e* Mantene la u,a &i"e"ente ! dento de los ^ de

la +etical* Aplica los olpes en una elaci$n uni&o"e de apo0i"ada"ente

> olpesF"inuto# de tal "anea ue popocione una co'etua co"pleta !uni&o"e de la supe&icie del esp3ci"en*

P* Despu3s de co"pacta la /lti"a capa e"o+e el colla* El cuc2illo de'e

usase paa a4usta o aela el suelo ad!acente al colla# soltando el suelo

del colla ! e"o+iendo sin pe"iti el desao del suelo 'a4o la pate

supeio del "olde*

=* Cuidadosa"ente enasa el esp3ci"en co"pactado# po "edio de unaela ecta la pate supeio# &o"ando una supe&icie plana*

* Dete"ine ! eiste el peso del "olde "as el suelo co"pactado

>* Re"ue+a el "ateial del "olde ! dete"ine el contenido de 2u"edad del

suelo co"pactado*

145




C8lculo:

Documents

Mecanica de Suelos Suelo Doc Ok (2)