Sesión 3 Suelos Finos

5/26/2018 Sesin 3 Suelos Finos

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SESION III:

SUELOSFINOS


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SUELOS LIMO ARCILLOSOSSUELOS LIMO ARCILLOSOSEl limo es inestable.El limo es inestable. Difcil de compactar,fcilmente erosionable y sujeto al fenmeno

de tubificacin.

La arcilla tiene adherencia, consistencia oLa arcilla tiene adherencia, consistencia o

cohesin que vara con la humedad.cohesin que vara con la humedad.Caractersticas asociadas a la fsico-qumicade la partcula, mineraloga, capacidad de

intercambio inico (fuerzas de atraccin yrepulsin moleular).


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Las partculas que no puedan identificarseLas partculas que no puedan identif icarse

individualmente se denominan partculas finasindividualmente se denominan partculas finas


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IDENTIFICACION DE SUELOS LIMOARCILLOSOSIDENTIFICACION DE SUELOS LIMOARCILLOSOS

EN EL CAMPO CON EL MATERIAL QUE PASA LA MALLA No. 40EN EL CAMPO CON EL MATERIAL QUE PASA LA MALLA No. 40::

A. Dilatancia (Reaccin a la agitacin)

B. Resistencia en estado seco (a la disgregacin)

C. Tenacidad (consistencia cerca del lmite plstico)


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A. Dilatancia (Reaccin a la agitacin)

Se prepara una pastilla de suelo hmedo. Colquese la pastilla en la mano. Agtese golpeando varias veces. El limo en que la superficie de la pastil la, adquiereEl limo en que la superficie de la pastil la, adquiere

una consistencia brillante debido a la expulsin deluna consistencia brillante debido a la expulsin delaguaagua..

Las arenas limpias dan la reaccin ms rpida. Las arcillas no presenta reaccin.


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Ensayo de dilatanciaEnsayo de dilatancia

Se evala la velocidad de aparicin de agua en laSe evala la velocidad de aparicin de agua en la

superficie de la mezcla, al sacudir la palma de la manosuperficie de la mezcla, al sacudir la palma de la mano

(nula, muy lenta,(nula, muy lenta, lentalenta, rpida)., rpida).


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B.B. Resistencia en Estado Seco (a la disgregacin).Resistencia en Estado Seco (a la disgregacin).

Se prepara una pastilla de suelo hmedo.

Se deja secar la pastilla al sol, luego midiendosu resistencia, desmoronndola con los dedos.

La resistencia (en estado seco) aumenta con laLa resistencia (en estado seco) aumenta con la

plasticidad (presencia de arcilla).plasticidad (presencia de arcilla). Una elevada resistencia es una arcilla CH. Un limo posee una resistencia muy ligera. Las arenas finas limosas tienen resistencia ligera.


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Ensayo de Resistencia en Estado SecoEnsayo de Resistencia en Estado Seco


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Se evala la resistencia anteSe evala la resistencia ante lala presin de los dedos, depresin de los dedos, de

unauna muestramuestra seca al aire (nula, ligera, media, alta, muy alta)seca al aire (nula, ligera, media, alta, muy alta)


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Formar con una masilla de suelo un cilindro deaproximadamente 3 mm. de dimetro.

Con el amasado la humedad se reduce y la muestra

adquiere una consistencia dura. Cuanto ms tenaz es el rollito y cuanto ms durosCuanto ms tenaz es el rollito y cuanto ms durosson los trozos al desmoronarse, mayor esson los trozos al desmoronarse, mayor es

el contenido de arcillael contenido de arcilla..

C.C. Tenacidad (consistencia cerca delTenacidad (consistencia cerca del L.PL.P.).)


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Ensayo deEnsayo de TenacidadTenacidad

Se evala la consistencia del suelo con humedadSe evala la consistencia del suelo con humedad

cercana al lmite plstico (nula, ligera, media, alta)cercana al lmite plstico (nula, ligera, media, alta)


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CONTRACCION DECONTRACCION DE

ARCILLASARCILLAS


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CAMBIOSCAMBIOS VOLUMETRICOS Y LIMITE DEVOLUMETRICOS Y LIMITE DE

CONTRACCIONCONTRACCION

L.CL.C..

L.PL.P..

L.LL.L..

CONCON VARIACIONVARIACIONVOLUMETRICAVOLUMETRICA

SIN VARIACIONSIN VARIACION

VOLUMETRICAVOLUMETRICA

ARCILLA DE BAGUAARCILLA DE BAGUA

(CONTRACTIVO )( CONTRACTIVO )

ARCILLA DE TALARAARCILLA DE TALARA

(EXPANSIVO )(EXPANSIVO )

A. ORDOEZ, 1999


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Suelos de comportamiento variable, generalmente

compresibles y de baja capacidad de soporte.

Resistencia : variable, bajaCohesin : variable

Friccin, : nula

Peso unitario : 1.6 a 1.8 ton/m2

Compresibilidad : variable, alta

Capacidad de soporte : 0.5 a 2.0 kg/cm2

Mdulo elstico : 10 a 150 kg/cm2

Suelos pueden ser malos como cimentacin.

Necesidad de ensayos de consolidacin.

Cimentacin con zapatas conectadas o losas.Estructuras deben transmitir baas resiones.

DEPOSITOS DE ARCILLAS


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Investigaciones GeotcnicasCaracterizacin Fsica: Granulometra, Indices de

Consistencia, Humedad Natural, Gravedad Especfica.

Calicatas y Sondajes con posteadora manual.

Perforacin wash boring o rotatoria (arcillas duras)

Ensayos de consolidacin.

Ensayo de compresin simple triaxial UU.

Ensayos de Penetracin Standard (no recomendable).

Ensayos de Penetracin Esttica o veleta (arcillas blandas).


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ENSAYO DE PENETRACION CUASI-ESTATICA DE SUELOS CON CONO Y

CONO DE FRICCION


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1. ALCANCES DETERMINACION IN SITU DE LA

RESISTENCIA POR PUNTA Y PORFRICCIN LATERAL, ASTM D 3441

USO DEL CONO HOLANDES MECANICO O

ELECTRICO Y EL PIEZOCONO EN ARCILLAS BLANDAS Y ARENAS FINASES POSIBLE REALIZAR ENSAYOS HASTA

PROFUNDIDADES DE 40m.


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2. TIPOS DE CONO

CONO MECANICO EL DENOMINADOCONO HOLANDES CONO ELECTRICO DE FRICCION

UTILIZA UNA DELDA DE CARGA PARAMEDIR LAS FUERZAS PIEZOCONO ELECTRICO UTILIZA UN

DISCO POROSO PARA MEDIR LAPRESION DE POROS


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FIG. 1 CONOHOLANDESMECANICO


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FIG. 2 CONO ELECTRICO


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FIG. 3 PIEZOCONO ELECTRICO


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3. DEFINICIONES IMPORTANTES

RESISTENCIA CONICA qc: LA FUERZAVERTICAL ENTRE LA PROYECCION DEL READEL CONO

RESISTENCIA POR FRICCIN fs: LAFUERZA VERTICAL APLICADA AL MANGODIVIDIDO POR EL REA DE LA SUPERFICIE.

RELACION DE FRICCIN Rf: fs/qcEXPRESADA EN PORCENTAJE.


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4. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO

APLICAR UNA FUERZA VERTICAL ALCONO Y A LAS BARRAS EXTERNASDE EXTENSION HASTA LA

PROFUNDIDAD DE ENSAYO. APLICAR Y MEDIR LA FUERZAVERTICAL PERMANENTE A LA

PUNTA CONICA A TRAVES DE LASBARRAS INTERNAS.


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Continuacin...

MANTENER UNA VELOCIDAD DEPENETRACION CONICA DE 1 A 2cm/seg.

ES POSIBLE MEDIR LAS PRESIONESDE PORO GENERADAS EN LA

PUNTA DURANTE LA PENETRACION(PIEZOCONO).


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Continuacin...

EN CONOS CON MANGOS DEFRICCIN APLICAR Y MEDIR LAFUERZA VERTICAL.

APLICAR UNA FUERZA VERTICAL ALCONO Y A LAS BARRAS EXTERNAS

A LA SIGUIENTE PROFUNDIDAD DEENSAYO.


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FIG. 4PROCEDIMIENTO

DE ENSAYO


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FIG. 5RESULTADOS

EN SUELOS


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FIG. 6 RESULTADOS EN SUELOS


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5. CORRELACIONES PARA ARCILLASBLANDAS

El valor qc es utilizado directamente enanlisis y diseo. su es obtenido a partir de (Bowles, 97):

su = (qc-po)/Nkdonde:

po : presin de tapada, zNk : 13 + 5.5 IP/50 (+/- 2)


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6. CORRELACIONES PARAARENAS

Densidad Relativa, DR para depsitos dearenas n.c. (Ko=0.45) y o.c. (Bowles, 1997):

DR = 1/2.38 ln[ qc/(248,ho0.55)]

qc, ,ho en kPa


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ENSAYO DEVELETA


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c = qult/2

qult : Presin Vertical Mximac : Cohesin o resistencia no

drenada

qult COMPRESION SIMPLENO CONFINADA


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EQUIPO

TRIAXIAL


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Ensayo de Compresin TriaxialEnsayo de Compresin TriaxialNo Consolidado No DrenadoNo Consolidado No DrenadoTXTX-- UUUU


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ENSAYO TRIAXIAL UU


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TRIAXIAL UU


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Ensayo Triaxial UU(no consolidado- no drenado)


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Ensayo de Compresin TriaxialEnsayo de Compresin TriaxialConsolidado No Drenado conConsolidado No Drenado con

Medicin de Presin de PorosMedicin de Presin de Poros


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ENSAYO CONSOLIDADO NO DRENADO


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INFLUENCIA DE LAPRE-CONSOLIDACION

EN ENSAYOS TX-CU


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ENSAYO DE CONSOLIDACION


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ASTM D-2435

CONSOLIDOMETRO UNI


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celda de consolidacin

deformacin

contrapeso de viga

parte superior de carga

plataforma

prtico

Superficie fija

apoyo

pesos

polea sin friccin

cable

gata

cruceta

pesa corrediza

celda de consolidacin

deformmetro

b). PORTICO DE CONSOLIDACION

TIPO CASAGRANDE

a). PORTICO DE CONSOLIDACIONTIPO PLATAFORMA DE BALANZA

SISTEMA DE CARGA DEL

CONSOLIDOMETRO

CURVA TIPICA DE CONSOLIDACION


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8.88

8.75

8.78

8.65

8.68

8.558.1

RELACIONDEVACIOS(e)

CARGA ( kg/cm2)

1 18

o

f

eh=e/(1+eo).H

o=presin inicialeo=relacin de vacos inicial

f=presin inicial + presin transmitidae=Variacin de relacin de vacosH=espesor del estrato de arcilla

h=asentamiento del estrato


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TIPOS DE ARCILLAS

ee

Log pLog p

1.51.5

1.01.0

0.50.5

Arcilla Blanda NormalmenteConsolidada

Arcilla Pre-consolidada

Arcilla Dura Sobreconsolidad


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Log pLog p

1.51.5

1.01.0

0.50.5

Arcilla Pre-consolidada

ee

ppcc

ppcc : Presin de: Presin dePrePre--consolidacinconsolidacin


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PREDICCION DE LASPREDICCION DE LASPRESIONES DE POROPRESIONES DE PORO

Utilizar parmetrosUtilizar parmetros no drenadosno drenados conducenconducena determinacin de valores dea determinacin de valores de FS bajosFS bajos oo

conservadores.conservadores.EnEn grandes obrasgrandes obras se recomiendan utilizarse recomiendan utilizar

parmetros drenadosparmetros drenados y medir o predecir losy medir o predecir losvalores de lasvalores de las presiones de poro.presiones de poro.

PARAMETROS DE PRESION DE POROS A BPARAMETROS DE PRESION DE POROS A B


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PARAMETROS DE PRESION DE POROS A y BPARAMETROS DE PRESION DE POROS A y B

SkemptonSkempton 19541954

u = B3 + AB(1-3) = B3 + A(1-3)

[ ]

Donde: A = AB


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VALORES DE BVALORES DE B

Para suelos saturados : B=1Para suelos secos : B=0


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Relacin entre B y Grado de Saturacin


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Factores que influyen en A

1.1. Estado de Esfuerzos de ConsolidacinEstado de Esfuerzos de Consolidacininicial (inicial (isotrpicoisotrpico oo anisotrpicoanisotrpico))

2.2. Historia de esfuerzos (grado de preHistoria de esfuerzos (grado de pre--

consolidacin)consolidacin)3.3. Proporcin del esfuerzo de falla aplicadoProporcin del esfuerzo de falla aplicado

(deformacin de la muestra)(deformacin de la muestra)

4.4. Tipo de cambio de esfuerzos (carga oTipo de cambio de esfuerzos (carga odescarga)descarga)


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Parmetro BParmetro B

B = (B = (uuoo ++ uu11)/)/11 = B [ 1= B [ 1 -- (1(1 -- A)(1A)(1 -- 33//11)])]

Con la variacin del esfuerzo principal mayor sepuede obtener una coeficiente global:

Donde B se obtiene con una deformacin lateralunitaria constante, manteniendo la misma relacin

3/1, pues 1 y 3 se incrementan en formasimultnea.

PRESION DE POROSPRESION DE POROS


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FINAL DE LA CONSTRUCCIONFINAL DE LA CONSTRUCCIONLa construccin de terraplenes de gran tamaoLa construccin de terraplenes de gran tamaosuele ser de gran duracin, es probable que sesuele ser de gran duracin, es probable que sepresenten una disipacin de presin de poros.presenten una disipacin de presin de poros.

u = uo + u = uo + B 1

uo : presin de poros inicial

u : variacin de u debido a un cambiodel esfuerzo principal mayor 1

Utilizando:Utilizando:


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Utilizando:

ru = u/h ru = uo/h + B 1/h

Sin embargo:

1 = h

Entonces: ru = uo/h + B

Utilizando:

ru = u/h ru = uo/h + B 1/h

Si: uo = 0 (%Sr< OCH) rruu == BB

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