Expocicion Aplicacion de Suelos
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Expocicion Aplicacion de Suelos
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INTRODUCCIÓN En el presente trabajo, se va a tratar todo acerca de los suelos como aplicación en geotecnia y como materiales de construcción y sus diferentes usos en la ingeniería civil y geológica.
El suelo se usa como material de construcción en diversos proyectos de ingeniería civil y sirve para soportar las cimentaciones estructurales. Por esto, los ingeniero civiles deben estudiar las propiedades del suelo, tales como origen, distribución granulométrica, capacidad para drenar agua, compresibilidad, resistencia cortante capacidad de carga, consolidación entre otras.
Atendiendo a la materia prima se utilizada para su fabricación, de los materiales de construcción se pueden clasificar en diversos grupos. (ladrillo rojo, teja, azulejo, tapial,
adobe, etc)
OBJETIVO Determinar las características, propiedades y usos de los
suelos, empleados como material de construcción, en estudios geotécnicos.
Determinar el comportamiento y calidad del suelo para su uso como material de construcción (terraplenes de carreteras, presas de materiales sueltos, etc.)
Determinar el comportamiento del suelo cuando es sometido a una carga externa (resistencia del suelo, deformaciones que experimenta, distribución interna de las tensiones, etc.)
Calcular las acciones que un suelo ejerce sobre una estructura (acciones sobre estructuras como muros de contención de tierras, pantallas, túneles, etc.)
Determinar datos sobre las propiedades físicas, químicas y mecánicas de los suelos, para las clasificaciones repectivas.
GEOTECNIA La ingeniería geotécnica es la rama de la ingeniería civil e ingeniería
geológica que se encarga del estudio de las propiedades mecánicas, hidráulicas e ingenieriles de los materiales provenientes de la Tierra. Los ingenieros geotécnicos investigan el suelo y las rocas por debajo de la superficie para determinar sus propiedades y diseñar las cimentaciones para estructuras tales como edificios, puentes, centrales hidroeléctricas, estabilizar taludes, construir túneles y carreteras, etc.
MECANICA DE SUELOS
Terzaghi dice: La mecánica de suelos es la aplicación de las leyes de la mecánica y la hidráulica a los problemas de ingeniería que tratan con sedimentos y otras acumulaciones no consolidadas de partículas sólidas, producidas por la desintegración mecánica o la descomposición química de las rocas, independientemente de que tengan o no materia orgánica.
La mecánica de suelos
incluye:
a) Teorías sobre el comportamiento del suelo sujeto a cargas, basadas en simplificaciones necesarias dado el estado actual de la teoría.
b) Investigación de las propiedades físicas de los suelos.
c) Aplicación del conocimiento teórico y empírico de los problemas prácticos.
En el sentido general de la ingeniería, suelo se define como el agregado no cementado de granos minerales y materia orgánica descompuesta junto con líquido y gas (que ocupan espacios vacíos).
APLICACIÓN DE LOS
SUELOS
El suelo se usa como material de construcción en diversos proyectos de ingeniería civil y sirve para soportar las cimentaciones estructurales. Por esto, los ingeniero civiles deben estudiar las propiedades del suelo, tales como origen, distribución granulométrica, capacidad para drenar agua, compresibilidad, resistencia cortante capacidad de carga, consolidación y otras mas estudiadas con mas detalle posteriormente.
SUELOS
El suelo es la capa más superficial de la
corteza terrestre, no consolidada y
biológicamente activa, que tiende a
desarrollarse en la superficie de las rocas,
constituida por fragmentos de roca de
diferente tamaño. Emergidas por la influencia
de la intemperie y de los seres vivos
(meteorización).
CLASIFICACIÓN DE LOS
SUELOS
1. SUELOS RESIDUALES:
Suelos no transportados, son suelos que
pueden quedar en el lugar, directamente de la
roca de la cual derivan.
Es aquel tipo de suelo que se forma en el
mismo lugar donde se encuentra por
meteorización de la roca del lugar.
CARACTERÍSTICAS
SUELOS RESIDUALES
Suelo heterogéneo.
Tienen asentamiento.
No sufren transporte
(suelto no compacto).
No aptos para fundaciones.
Son difíciles de reconocer
en el campo.
Son de granulometría
heterogénea.
Las formas de los granos
son angulosas.
Son permeables
Porosos
Difíciles de reconocer en
campo por la vegetación
que crece en ellos.
SUELOS
TRANSPORTADOS Son Suelos que sus productos
pueden ser movidos del lugar de
formación, por los mismos
agentes geológicos y re-
depositados sobre otros estratos
sin relación directa con ellos.
Se formaron por meteorización de
la roca en un lugar y posterior
transporte a otro lugar por agentes
externos que podrían ser: agua,
glaciares, viento y gravedad.
• TIPOS SUELOS
TRANSPORTADOS
1. Suelo Deluvial
2. Suelo Coluvial
3. Suelo Aluvial
4. Suelo Fluvial
5. Suelo Proluvial
6. Suelo Glaciar
7. Suelo Marino
8. Suelo Eólico
9. Suelo Orgánico
10. Suelo Artificial
11. Suelo Litoral
12. Suelo Lacustre
13. Suelo Fluvio-Glaciar
PERFIL DEL
SUELO
Lugar de AA.HH
Tahuantinsuyo
Distrito de
Chaupimarca
SUELO DELUVIAL • Son suelos resultantes de la
meteorización, erosión, traslado y deposición de rocas preexistentes en donde han intervenido la gravedad y las aguas superficiales en las laderas de los cerros, colinas y montes, forman depósitos de talud en las faldas de las elevaciones, son de corto recorrido. El escurrimiento de torrentes produce arrastres de materiales de gran tamaño, que se depositan en forma graduada a lo largo de su curso, correspondiendo los materiales más finos en las zonas planas de los valles.
Vertiente:Suelo formado en las faldas de las
elevaciones
SUELOS PROLUVIALES
Son originados por el acarreo o
transporte por corrientes de agua
esporádica no permanente o
excepcional encontrándose
localizadas en el lecho de las
quebradas principales y conos de
deyección. Son subangulosas a
subredondeadas.
COLUVIALES - Son suelos acumulados en la parte inferior de una vertiente o a su pie, principalmente de una arroyada difusa y esporádica de corto transporte.
- Granulometría heterogénea.
• El tamaño de sus granos es de muy fino a grueso.
• La forma de sus granos es angulosa.
• Forma de depósitos completamente irregular.
• No sufre desgaste por transporte.
• No hay nivel freático.
• No apto para fundación.
Yanamate – Cerro de Pasco
Cerca del lugar mas conocida como
cruce de Huanuco
SUELOS ALUVIALES
Son suelos resultantes de la meteorización, erosión, traslado y deposición de rocas preexistentes, trasportados por una corriente fluvial, permanente en épocas antiguas se encuentran localizadas fuera del lecho actual, depositándose en capas de poco espesor. Constituyendo terrazas.
CARACTERISTICAS
Son gruesas al inicio y finos en la desembocadura
Perforar en ellos es más fácil.
Entre ellos tenemos:
Torrenciales.- Presenta granos desde muy grueso hasta muy fino.
Grano grueso
Pendiente fuerte
Terrazas.-
granulometría
heterogénea.
Cuando en una
terraza observamos
una erosión de 90º
tenemos una terraza
formada de grava
gruesa muy
compacta. Grano
mediano a fino. Suelos Aluviales
Suelos ubicados contiguos a los suelos fluviales
SUELO LACUSTRE
Grano fino a causa de la pequeña velocidad con que las aguas fluyen en los lagos.
Chaupimarca – Cerro de Pasco
Lugar de Patarcocha e Insurgentes, suelo muy
fino con alto grado de humedad
SUELOS MARINOS
Son estratificados reflejando muchas veces las características de las costas que los mares bañan.
Granulometría fina y muy fina
Costa
Característicos de los costas
SUELO EOLICO DUNAS
Suelo suelto.
No son aptos para fundación.
Son de granulometría fina (redondeada).
Forma de deposición en forma longitudinal o media luna.
Nivel freático bajo.
Permeabilidad media o baja.
Angulo de fricción nulo.
Color gris claro.
No es plástica.
LOES
• Compactados ligeramente.
No son aptos para fundación.
Son de granulometría muy fina.
Forma de deposición en mantos.
No tiene nivel freático.
Permeabilidad baja o nula (impermeable).
Angulo de fricción interna nula.
Color gris oscuro.
Es plástica.
Desierto de Sechura - Piura
Lugar turístico mas importantes
de Perú - provincia de sechura,
SUELOS GLACIAR
Morrénicos: aptos para las construcciones de puentes, vías, fundaciones, etc. Generalmente están compuestos de till y tillita .Granulometría heterogénea.
Granos angulosos a sub-angulosos.
Tamaño irregular.
Alta permeabilidad.
Alta porosidad.
Alta resistencia.
Sirve para todo tipo de hormigón, canteras y vías camineras.
De deslave:
Granulometría heterogénea.
Granos sub-redondeados a redondeados.
Tamaño de los granos de arena gruesa y arena fina.
Permeabilidad mediana alta.
Porosidad media.
Resistencia media a alta.
Ticlio – Coordillera
central de Lima
La Mina Ticlio, la más
antigua unidad minera
de Volcan Compañía
Minera
SEGÚN EL ORIGEN DE SUS
ELEMENTOS
Inorgánicos.
Los suelos inorgánicos son
suelos cuyo origen se debe
a la descomposición física
y química de las rocas:
-Meteorización.
-Intemperismo.
Orgánicos.
Los suelos cuyo origen es
esencialmente orgánico
producto de la
descomposición de
vegetales o de
acumulación de
fragmentos de esqueletos
TIPOS DE SUELOS
DEACUERDO AL TRAMAÑO
DE LAS PARTICULAS
El tamaño de las partículas es el primer criterio de
clasificación de los suelos.
− Las gravas, arenas, limos y arcillas se designan
con los símbolos G, S, M y C, respectivamente.
− El límite entre gravas y arenas es de 2 mm
− Para el límite entre arenas y limos hay ligeras
variaciones: algunas normas lo sitúan en 0,06
mm, pero otras toman 0,08 mm, y otras 0,074 mm
(tamiz 200 de la serie ASTM).
PARÁMETROS DE
IDENTIFICACIÓN
Entre los parámetros de identificación son los
más significativos:
– la granulometría y la plasticidad.
– El tamaño de las partículas va desde los
tamaños granulares conocidos como gravas y
arenas, hasta los finos como la arcilla y el limo.
– Las variaciones en la consistencia del suelo son
en función del contenido en agua.
LA
GRANULOMETRIA
En un suelo
cualquiera, habrá en
general partículas de
todos los tamaños
(grava, arena, limo y
arcilla). La
granulometría indica la
proporción relativa de
cada una de estas
fracciones.
LOS PARÁMETROS DE
ESTADO
Los parámetros de estado fundamentales
son: la humedad y la densidad, referida al
grado de compacidad que muestren las
partículas constituyentes.
play
ARCILLA
Proceso de transformación de los feldespatos y otros silicatos alumínicos en
arcilla. Las rocas argilitizadas, generalmente son muy incompetentes, de diámetro 0,06
mm.
Están constituidas fundamentalmente por silicatos alumínicos hidratados y se
encuentran sedimentadas con otros materiales que les proporcionan distintas
coloraciones, como el blanco, amarillo pardo, rosa, gris y negro.
Camino a Huachon
PROPIEDADES DE LA ARCILLA:
•Son partículas microscópicas.
•Tipos:
•Arcilla magra (baja plasticidad).
•Arcillas grasas (alta plasticidad).
•Identificación: comportamiento plástico y dureza cuando está seca.
•Dureza: varía desde rígida, mediana, blanda a extremadamente blanda.
•Baja resistencia a la deformación, alta compresibilidad, impermeabilidad y gran
expansión o contracción.
•Las arcillas húmedas son difíciles de compactar.
•Absorben las aguas superficial o subterránea lentamente y lo retiene en forma
tenaz haciendo que el sub-drenaje sea inefectivo.
CARACTERÍSTICAS DE LA ARCILLA:
Dureza: 1 á 2.5
Peso Específico: 2.60 á 2.63
Índice de Refracción: 1,561
Punto de Fusión: En estado puro alrededor de 1.850°C, pero que desciende en
relación con la proporción de las impurezas contenidas.
Fractura: Concoidal, terrosa.
Color: Blanco, amarillo, verdoso, azulado y otros tonos de
coloración, según la clase de impurezas presentes.
Caracteres Ópticos Internos: Transparente a translúcido; opaco.
Raya: Blanca, amarillenta, rojiza, gris.
SEGÚN SU ORIGEN GEOLÓGICO:
•Arcillas primarias: son aquellas que se encuentran en el mismo lugar de su
formación. Por lo general solo podemos considerar, arcillas primarias, a los caolines.
•Arcillas secundarias o sedimentarias: son aquellas que no se encuentran en el
lugar de formación por haber sido arrastradas y posteriormente sedimentadas.
SEGÚN SU FUSIBILIDAD Y COLOR DE ARCILLA SE CLASIFICAN EN:
•Caolines: su componente principal es la caolinita, puede usarse a temperaturas superiores a
1300°C.
•Arcillas refractarias: son arcillas que pueden usarse hasta los 1500°C. Su composición y color
son variables aunque el contenido en Sílice es elevado.
•Arcillas gresificables: son arcillas bastante refractarias. Pueden usarse a temperaturas
elevadas.
•Arcillas blancas grasas: Se usan a temperaturas inferiores a los 1250°C y poseen elevada
plasticidad y gran encogido durante el secado. Toman color blanco o marfil después de la
cocción.
SEGÚN SU USO PRÁCTICO SE CLASIFICAN EN:
Tierras Arcillosas: se vuelven vidriosas incluso a 900°C, contiene elevados
porcentajes de partículas silicuas o calizas.
Arcillas comunes: son fusibles y se usan a temperatura comprendidas entre 900 y
1050°C. Contienes grandes cantidades de Carbonato Cálcico y Óxidos de Hierro.
Arcillas para losa: se usan hasta temperaturas de 1250°C, casi no contiene impurezas
y contiene más de 25% de caolinita.
Arcillas para porcelana: tienen un punto de vitrificación muy elevado por lo que se
añaden un número elevado de fundentes.
SEGÚN LAS CARACTERÍSTICAS DE LAS ARCILLAS CRUDAS:
Arcillas bituminosas: son de color negro, gris o azulado debido
al alto contenido de substancias orgánicas.
Caolines: son de color blanco, amarillento o ligeramente
azulado.
Arcillas emécticas: Son aquellas que se diferencian de los
caolines en que con agua forman una masa no moldeable.
Arcillas plásticas: son de color amarillento o pardo. Tienen
tacto graso y se pulimentan con la uña.
Arcillas limosas: son de color amarillo o pardo, se adhieren a la lengua
pero no tienen tacto graso.
Loess: son de colores grises y amarillentos, tienen alto contenido en
compuestos de hierro y algo de cal.
Magras: Se adhieren a la lengua y contienen gran cantidad de caliza.
Gredas: Se adhieren a la lengua, son de grano bastante grueso y
contienen un alto porcentaje de cuarzo.
Huaron - testigos
CÓMO DETERMINAR LAS PROPORCIONES APROXIMADAS DE ARENA, LIMO Y ARCILLA
COMO CLASIFICAR LA TEXTURA DEL SUELO DE FINA A GRUESA
La textura del suelo puede clasificarse de fina a gruesa. La
textura fina indica una elevada proporción de partículas más
finas como el limo y la arcilla. La textura gruesa indica una
elevada proporción de arena. PRUEBA DE LA BOLA DE BARRO
DERIVADOS DE LA ARCILLA:
Cuando la arcilla se calienta a elevadas temperaturas (900ºC o más), ésta
se endurece, creando los materiales cerámicos como:
LADRILLO ROJO: ortoedro que conforma la mayoría de paredes y muros.
EL LADRILLO COMO ELEMENTO CONSTRUCTIVO:
La arcilla con la que se elaboran los ladrillos es un material sedimentario de partículas
muy pequeñas. Se considera el adobe como el precursor del ladrillo.
El ladrillo es la versión irreversible del adobe, producto de la cocción a altas
temperaturas.
TIPOS DE LADRILLO •Ladrillo perforado, que son todos aquellos que tienen perforaciones en la parte superior. Se
utilizan en la ejecución de fachadas de ladrillo.
•Ladrillo macizo, aquellos con menos perforaciones en la parte superior. Para ejecución de
muros sin llagas.
•Ladrillo tejar o manual, simulan los antiguos ladrillos de fabricación artesanal, con apariencia
tosca y caras rugosas. Tienen buenas propiedades ornamentales.
•Ladrillo aplantillado, aquel que tiene un perfil curvo.
•Ladrillo hueco, son aquellos que poseen perforaciones en los costados.
•Ladrillo refractario: se coloca en lugares donde debe soportar altas temperaturas, como hornos
o chimeneas.
TEJA:
La teja es una pieza con la que se forman cubiertas en los edificios, para recibir y
canalizar el agua de lluvia, la nieve, o el granizo. Hay otros modos de formar las
cubiertas, pero cuando se hacen con tejas, reciben el nombre de tejados.
La forma de las piezas y los materiales de elaboración son muy variables: las formas
pueden ser regulares o irregulares, planas o curvas, lisas o con acanaladuras y salientes;
respecto a los materiales pueden ser cerámicas (elaborada con barro cocido), plásticas y
bituminosas (fabricadas con polímeros plásticos derivados del petróleo u otra materia
prima), de madera, de piedra (como la pizarra).
Techo de tejas en la
localidad de Huagapo
COB: Es un material de construcción cuyos componentes son arcilla, arena, paja y
barro común de tierra; semejante al adobe y al tapial. El proceso de fabricación del
cob permite que las construcciones realizadas no requieran ser transformadas
previamente en ladrillos, sino que, al igual que en el tapial, el conjunto se construye
a partir de los cimientos, en muros de un solo bloque.
El cob no requiere de ladrillos o bloques premoldeados ni una posterior sillería en
donde se asientan los ladrillos (ya que éstos en el cob no existen).
LUGAR DE TAPUC_
YANAHUANCA
ADOBE: Ladrillos de barro y paja, secados al sol. Cuando la arcilla
se calienta a elevadas temperaturas (900ºC o más), [ésta se
endurece, creando los materiales cerámicos
El adobe es una pieza para construcción moldeada en forma de
ladrillo y secada al sol; con ellos se construyen paredes y muros de
variadas edificaciones.
La más antigua ciudad conocida, tenía las casas construidas con
adobes. En el Antiguo Egipto, en la construcción de casas, tumbas,
fortalezas, e incluso palacios
Tiene una gran
inercia térmica, por
lo que sirve de
regulador de la
temperatura interna;
en verano conserva
el frescor, y durante
el invierno el calor.
CONSTRUCCIÓN CON
ADOBES: Las fallas comunes en
las construcciones con adobes
pueden ser reducidas mediante los
controles de la tierra y los
estabilizantes utilizados, el
dimensionado adecuado de las
piezas y los muros, el dimensionado
adecuado de la estructura, tanto de la
cimentación como del muro
portante, o las vigas y pilares y la
protección frente a la lluvia y a la
humedad natural del terreno. C
CONSTRUCCIÓN ANTISÍSMICA: En
América Latina se ha demostrado que
las estructuras de adobe presentan una
alta vulnerabilidad sísmica, ya que se
comportan mal ante las fuerzas
inducidas por los terremotos, incluso
los temblores moderados de tierra,
derrumbándose de manera súbita.
Esto ha creado un gran número de
pérdidas humanas e importantes
pérdidas económicas, culturales y
patrimoniales.
Actualmente diversas universidades,
organismos de estado, y oficinas
privadas estudian una manera de
renovar el adobe y darle propiedades
antísismicas para mantener la
identidad cultural del país.
EJEMPLO DE SUELO COMO MATERIAL DE CONTRUCCION.
EJEMPLO DE UNA PRESA DE TIERRA
EJEMPLO DE UN RELLENO GANADO AL MAR
EJEMPLO DE PAVIMENTO DE UNA CARRETERA
FOT ARRIBA: TABLESTACADO ANCLADO
FOT ABAJO: TERRENO GANADO AL MAR BAHIA DE TOKIO
PROBLEMAS ESPECIALES DE INGENIERIA DE SUELOS
VIBRACIONES
EXPLOSION Y TERREMOTOS
ALMACENAMIENTO DE FLUIDOS INDUSTRIALES
HELADA
HUNDIMIENTOS REGIONALES
En realidad es en el laboratorio de Mecánica de suelos en donde el proyectista
ha de obtener los datos definitivos para su y trabajo; Primero al realizar las
pruebas de clasificación ubicara en forma correcta , la obtención de muestras
de suelo apropiadas para la realización de las correspondientes pruebas.
Resultan así estrechamiento ligados las dos importantes actividades:
El muestreo de los suelos
La realización de las pruebas necesarias de laboratorio.
Malla de distintas
graduaciones para
clasificar el suelo según
el tamaño de sus
partículas.
EQUIPO EXISTENTE EN UN LABORATORIO DE SUELOS
Equipo básico para
determinar la densidad del
suelo, conocer el porcentaje
de compactación del suelo
donde se construirá.
Para determinar capacidad de soporte del suelo
PRUEBA DE PENETARCION STANDART
Los suelos en la geotecnia trata de responder, entre otras, a las siguientes
cuestiones:
Comportamiento del suelo cuando es sometido a una carga externa
Comportamiento y calidad del suelo para su uso como material de construcción
(terraplenes de carreteras, presas de materiales sueltos,
Calculo de las acciones que un suelo ejerce sobre una estructura (acciones sobre
estructuras como muros de contención de tierras, pantallas, túneles, etc.)
Análisis de la estabilidad de taludes naturales o artificiales como los de presas de
materiales sueltos.
La consecución de estos objetivos requiere datos sobre las propiedades físicas,
químicas y mecánicas de los suelos y para ello, la Mecánica de Suelos emplea las
siguientes herramientas:
Realización de ensayos “in situ”
Sondeos y/o calicatas para la toma de muestras para su posterior ensayo en
laboratorio.
Son importantes en estudios geotécnicos de áreas para proyectos,
necesarios para las siguientes operaciones: Recomendación geotécnica
para la implantación de obras civiles en superficie; determinando la
capacidad portante en suelos y rocas en dichas obras. Estabilidad de:
taludes, de presas, carreteras, caminos, accesos y labores mineras.
Estudios y caracterización petromineralógica de áridos (agregados) para
construcción y relleno de mina. Diseño de hormigón para: concreto
lanzado (shotcrete), losas, sills, muros y otros. Exploraciones de suelos
mediante testigos diamantinos y evaluación de los núcleos continuos.
Hoy en día es cada vez más concluyente el hecho de que ningún ingeniero
que siente la responsabilidad técnica y moral de su profesión deja de
efectuar un estudio de las condiciones del subsuelo cuando diseñan
estructuras de cierta importancia. Ya que ello conlleva dos características
que se conjugan: seguridad y economía.
Es por eso que el proyecto debe contener datos firmes, seguros y
abundantes respecto al suelo que se está tratando. El conjunto de datos
debe llevar al proyectista a adquirir una concepción razonablemente
esxacta de las propiedades físicas del suelo que hayan de ser consideradas
en sus análisis.
GRACIAS…………………………………………………………………………………………………………………………………DTB
