Manual de Suelos i[1]

7/14/2019 Manual de Suelos i[1]

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1.- ESPE Mecnica de Suelos I

El suelo es un material que trae al Ingeniero Civil, problemas de naturaleza diversa, loscuales podemos agrupar en las categora indicadas en el cuadro siguiente, constatndose que entodos los sectores de la Ingeniera Civil, es importante la consideracin del comportamientofsico mecnico de este material.

Cuadro 1.1

PROBLEMAS TRABAJOS

Movimiento de TierrasUrbanizaciones

Caminos y Aeropuertos

Presas de Tierra

Estabilizacin de SuelosCaminos y Aeropuertos

Presas de Tierra

Fundaciones

EdificiosPuentes

Obras PortuariasPresas

Soporte de MacizosObras Portuarias

TnelesCanales Caminos

Resistencia de TaludesCaminosCanales

Presas de Tierra

Erosin Aprovechamientos HidrulicosCaminos ( proteccin de taludes)

DrenajeCaminos y Aeropuertos

Presas de TierraEdificios

Urbanismo Geotecnia aplicada al ordenamiento urbano

Ing. Milton Torres Espinoza 1


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Mecnica de Suelos I ESPE

Hoy en da el tratamiento de las propiedades de los suelos, aunque ocupen gran parte deun tratado de mecnica de suelos, en lneas generales se ocupa en resolver los siguientes

problemas:

1.1 EL SUELO COMO MACIZO DE SOPORTE DE FUNDACIONES

Fundacin o cimentacin de una estructura, es la parte de la misma que se destinaa distribuir las cargas sobre el terreno y el principal criterio para su diseo, es el deeconmicamente compactabilizar las deformaciones de que son causa con su utilizacin.

Las relacionesentre las cargas ydeformaciones de lossuelos, constituyen

pues, las bases de laconcepcin ydimensionamiento delas fundaciones,considerndosesiempre que:

Figura 1.1 Esquema de una Zapata de Fundacin

Presiones por las cuales el suelo de acuerdo a su tipo, se deforma mediante lo indicado en elsiguiente Diagrama de Distribucin de Presiones en el Interior del Depsito de Suelos

2 Ing. Milton Torres Espinoza


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Figura 1.2 Relacin Tensin-Deformacin en los suelosTales diagramas presentan tres segmentos bien diferenciados:

-Concavidad hacia arriba (deformaciones por adensamientos)-Sensiblemente lineal (deformaciones elsticas)-Concavidad hacia abajo (Falla del suelo), rotura.

El estudio de las deformaciones de los suelos se bas primero en la teora de laelasticidad y posteriormente se desarrollaron la teora de la consolidacin, licuefaccin yla teora de la plasticidad.

En el estudio y diseo geotcnico de las cimentaciones, es indispensable realizar unaprospeccin del suelo hasta profundidades en las que los incrementos de los esfuerzos por cargasexternas no sean significativos, como por ejemplo inferiores a un 10% del valor de la presin de

contacto y nos permita estimar los siguientes parmetros:

- Capacidad de carga admisible- Tipo de cimentacin (superficial o profunda)- Nivel de cimentacin- Deformaciones diferenciales entre los diferentes puntos de la estructura- Procedimientos constructivos- Sistema de estabilizacin de los depsitos, etc.

1.1.1 El terreno a la luz de la teora de la elasticidad

Si el terreno fuera supuesto como un slido elstico homogneo, istropo y semi indefinido, la teora de la elasticidad permite desde Boussinesq determinar el campo de tensionesen ella producidos por una zapata cargada.


Segmentos


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Figura 1.3 Campo de tensiones generados por una carga circular uniforme

Para conocer estas caractersticas elsticas es necesario efectuar una prospeccin delterreno hasta profundidades que deben estar de acuerdo con el peso y extensin de la estructura afundar.

Prospeccin que muestra que los depsitos de suelo no son ni homogneos, ni istroposni elsticos, ni semi-definidos.

Figura 1.4 Esquema de tensiones en el interior del depsito de suelo

1.1.2 La consolidacin de los suelos

Segn la teora de consolidacin de Terzaghi, este problema se presenta en suelosarcillosos y saturados, que tienen la posibilidad de drenar sus aguas por efecto de incremento de

presiones externas hacia estratos permeables, por efecto de una variacin en la distribucin depresiones que son absorbidas por la fase liquida = presin neutra y fase slida (= presinefectiva), tal como se indica en la Figura 1.5.



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Resultado que se traduce en una disminucin en el volumen del suelo por la expulsin deagua de los vacos y el consecuente incremento de la tensin de contacto de las partculas desuelo entre s o sea un aumento de la tensin efectiva a medida que la consolidacin evoluciona.

Figura 1.5 Analoga Mecnica de Terzaghi

1.1.3 Comportamiento dinmico de los suelos

Las cargas cclicas aplicadas a los suelos granulares, producen inversiones completas delos esfuerzos, los cuales disminuyen su resistencia al corte. El monto de la degradacin de suresistencia, depende principalmente de la intensidad de esfuerzo cortante cclico y del nmero deciclos de carga, provocando deformaciones que estn de acuerdo a su grado de saturacin ycompacidad (movilidad cclica y licuefaccin), as mismo por efecto de una variacin en ladistribucin de presiones que son absorbidas por la fase liquida ( = presin neutra) y fase slida(= presin efectiva).

1.1.4 La rotura de los suelos

Cuando las presiones aplicadas al suelo han sobrepasando cierto lmite puede conducir a larotura del suelo y el consecuente colapso de las estructuras cimentadas sobre l.

Se conoce adems que el suelo se rompe, cuando la tensin de corte aplicada es mayor que laresistencia al corte del suelo.

Es esta la razn por que es de mucha importancia prever la carga de rotura de los suelos,para lo cual se comienza por admitir que antes de la rotura el suelo se comporta como elstico.

1.2 EL SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIN

El suelo es el material de construccin que con mayor volumen existe sobre la corteza

terrestre, y su utilizacin depende de sus caractersticas fsico-mecnicas. Se lo utiliza en rellenos (carreteras)



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Represas de tierra Pavimentos de carreteras Construccin de estructuras, etc.

Figura 1.6 Seccin transversal de una presa de tierra construida para crear un embalse de agua.La figura 1.6 representa una seccin transversal de una presa de tierra construida para

crear un embalse de agua.

Las dos zonas principales son: NCLEO O CORAZN DE ARCILLA y el PIE DEENROCAMIENTO.

El NCLEO hace que las filtraciones sean escasas y el PIE DE ENROCAMIENTOproporciona una estabilidad considerable a la presa. Entre ambas zonas se coloca un filtro degrava para evitar el arrastre de las partculas del suelo del ncleo hacia los huecos delenrocamiento.

Entre el ncleo y el embalse secoloca un manto de bloques sobre unlecho de grava para as evitar la erosindel ncleo por la lluvia o agua del

embalse.

Este tipo de presa se denominamixta o graduada para diferenciarla dela presa de tierra homognea en la quese utiliza un solo tipo de material entoda la seccin.

La figura 1.7 muestra una obrarealizada en el lago Maracaibo, paraconstruir una isla artificial, que puede

ser utilizada como rea para puertos,aeropuertos o zonas industriales.

Figura 1.7 Isla artificial en el lago Maracaibo



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La isla artificial se construy hincado una pantalla de pilotes de concreto que cercaba unrecinto de 850m de longitud por 60m de ancho.

Luego se drag suelo al fondo del lago, transportndolo por bombeo al recinto protegidopor la pantalla, hasta que el nivel del relleno alcanzo la altura deseada.

Para su construccin, se combinaron tres pasos, la falta de terreno en la costa, el calado

requerido para el atraque de grandes buques y la necesidad de un canal en el lago.

Figura 1.8 Estructura de un pavimento de una carretera

El pavimento est formado por una subrasante mejorada, conseguida al compactar sus15cm superiores de suelo, luego se coloca una capa de subase de material granular que tiene porobjeto romper la ascensin del agua capilar de la subrasante hacia la estructura del pavimento, aseguir se coloca la capa de base que puede estar compuesta de material granular o sueloestabilizado, es una capa resistente y finalmente se coloca la capa de rodadura que puede estarconstituida por una mezcla asfltica o por un hormign de cemento hidrulico.

1.3 EL SUELO EN TALUDES Y VERTIENTES NATURALES

Cuando la superficie del terreno no es horizontal existe una componente del peso quetiende a provocar el movimiento del suelo.



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Si a lo largo de una superficie potencial de deslizamiento, los esfuerzos tangencialesdebido al peso propio o a cualquier otra causa superan la resistencia al corte del suelo, se

produce un deslizamiento de una parte del terreno.

El incremento de esfuerzos tangenciales provocado por una estructura y la posibledisminucin de la resistencia al corte del terreno por el agua infiltrada desde aquel puede

ocasionar una falla del talud, el cual pudo ser estable muchos aos antes de la construccin.

La mitigacin de la inestabilidad se puede realizar entre otros mtodos con laconstruccin de estructuras de contencin (muros de diversa ndole).

Figura 1.9 Ejemplos de Taludes

1.4 MOVIMIENTO DEL AGUA EN LOS PIES

El conocimiento de esta propiedad, tiene importancia en la resolucin de diversosproblemas tales como, erosin, deformacin de los suelos

1.5 SUELOS PROBLEMAS

La accin del agua sobre suelos arcillosos expansivos provoca aumentos de volumen deeste material que son perjudiciales para las estructuras que se asientan sobre ellos.

As mismo el agua puede disolver a los suelos finos que llenan los vacos de lasestructuras compuestas de los depsitos de suelos provocando el colapso de los mismos y ladestruccin de las construcciones ejecutadas en los sitios.

Tambin los suelos residuales por el escaso cono conocimiento de su comportamientoingenieril son causa de diferentes problemas en la ingeniera de construccin Civil.


La figura 1.9 grfico muestraalgunos ejemplos de taludes:

Vertiente natural de un terrenoExcavacin para un edificioZanja para conduccin de tuberasCanal de agua para riego.


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2.1 DEFINICIN

Suelo: Es un material suelto no consolidado, que proviene de la desintegracin fsica ydescomposicin qumica de las rocas, el cual pueden o no contener materia orgnica.

2.2 ORIGEN DEL SUELO

Al proceso de transformacin de la materia de origen o roca madre en el suelo, se conocecomo FORMACIN DE SUELO.

La magnitud de cualquiera de las propiedades del suelo, tales como: PH, contenido enarcillas, porosidad, etc., est determinada por la combinacin de los factores formadores:

Los procesos geolgicos (tectonismo) originan que la roca sea fracturada o plegada, luegopor los procesos de alteracin se originan los suelos.

Esta mutacin no alcanza un estado de equilibrio permanente pues continuamente intervienenagentes o factores de formacin que van modificando o cambiando las caractersticas fsicas yqumicas del suelo.

2.3 FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA FORMACIN DE LOSSUELOS (Sntesis)

Los suelos (S) en resumen son producto de los siguientes factores:

S = f (r, a, cl, T, t, O, h, x, n)

2.3.1 Roca ( r )

La materia de origen (r), de la cual se ha originado el suelo, puede ser una roca gnea,

sedimentaria o metamrfica que conforma la corteza slida de la tierra, que se ha transformadolentamente.



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Figura 2.1 Corteza Slida de la Tierra

2.3.1.1 Origen de las rocas

Una roca es dura o semdura, constituida por asociacin de diferentes minerales endiferentes proporciones y que ha llegado a su estado actual a travs de un proceso de variasetapas que constituyen el ciclo geolgico.

Si el MAGMA, lquido del interior de la tierra se enfra, produce las rocas gneas, quesometidas a la intemperie, se meteorizan, son erosionadas, transportadas y depositadas en otrositio, que por fenmenos de compactacin y sedimentacin se endurecen formando rocassedimentarias. Esas rocas se transforman en metamrficas si se someten a un estado de alta

presin y temperatura. Cuando estas condiciones prevalecen, las rocas llegan a derretirse yformar luego; al enfriarse, rocas gneas, reinicindose de esta forma el proceso de formacin de

las rocas.

Figura 2.2 Proceso de Alteracin de las Rocas

a. Rocas gneas

Son aquellas derivadas del enfriamiento del magma. Este enfriamiento puede efectuarse agrandes profundidades dando lugar a los cristales de minerales bien diferenciados y de formacristalogrfica definida. El enfriamiento a profundidades intermedias produce rocas hipoabisalesde grado medio y los minerales no toman la forma cristalogrfica tpica.



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Las rocas gneas extrusivas, producidas por enfriamiento del magma en la superficieterrestre, son rocas de grano fino, textura amorfa, generalmente con vidrio y sin cristalizacindefinida debido a la rpida prdida de temperatura.

Hay ocasiones en que, una vez formada la roca gnea, puede volverse metamrficadirectamente debido a cambios de estructura por variacin de las condiciones ambientales.

Roca gnea

Cuadro 2.1 Clasificacin de campo para las rocas gneas

TexturaColores claros: livianas

(minerales esenciales: cuarzo yfeldespato)

Colores intermedios(minerales esenciales:

feldespato, anfibola, biotta,piroxeno)

Colores obscuros:(minerales esenciales:piroxeno, feldespato,

anfibola, olivino)

GranoGrueso

Granito:

Pegmatita: Grano mas grueso.Aplita: Grano finoSienita: Sin cuarzo

Diorita:Con cuarzo: Cuarzo diorita-2

feldespatos.Monzonita2 feldespatos y cuarzoMonzonita, granodiorita

Gabro:

Olivino y piroxeno:Peridotito

GranoFino

Felsita Felsita Basalto

GranoMezclado

Grano porfricoSienita porfricaFelsita porfrica

Diorita porfricaFelsita porfrica

Basalto porfrico

VtreaObsidiana:

Si es porosa: pmezObsidiana:

Si es porosa: pmezVidrio basltico:

Si es poroso: escoria

Triturada Brecha; Aglomerada, Toba

b.Rocas sedimentarias

Se forman por depsito y compactacin del material meteorizado, erosionado ytransportado de otros tipos de rocas o de las mismas sedimentarias sometidas a la intemperie.Una vez depositados los sedimentos, debido al peso de los mismos y por presiones de diferentesorgenes, se produce un aumento de temperatura que altera las condiciones ambientales deldepsito dando lugar a la sedimentacin y el endurecimiento del material.

El transporte puede hacerse por medio de partculas en suspensin en forma de coloide ensolucin con agua; las primeras dan lugar a rocas sedimentarias detrticas y las segundas a rocas



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sedimentarias de origen qumico. El depsito puede ser tambin de caparazones de organismosanimales y vegetales, lo que da lugar a rocas sedimentarias BIOQUMICAS.

Roca Sedimentaria

Cuadro 2.2 Clasificacin de campo para rocas sedimentarias

CLASIFICACIN PORCOMPOSICIN

ROCA CLASIFICACINPOR ORDEN

ROCA

Partculas reconocibles

Partculas gruesas o en combinacin conpartculas redondeadas

Conglomerado

Angulares Brecha Depsito Glacial Tilita

Meteorizacin de Ladera Brecha de Talus

Partculas medias a pequeas Areniscos

Con mucho feldespato Arcosa

Con conchas Caliza

Partculas Indistinguibles

Limo Limonita Depsito por viento Loes

Arcilla y lodoPizarra

ArcillosaDepsito por fuentes termales

Cal y arcillaArcilla

MargaArcillonita

CarbonatoSlice

TravertinoGayserita

Carbonato de calcio Caliza

Slice Tierra diatomita

Carbonato Orgnico Carbn mineral

Sal Sal gema

Sulfato de calcio Anhidrita

Sulfato de calcio hidratado Yeso



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Fosfato Rocas fosfticas

Cuadro 2.3 Trminos para describir Rocas Sedimentarias

c.Rocas Metamrficas

Son el producto del cambio en la estructura de otras rocas debido a variacin decondiciones ambientales.

Las rocas sedimentarias a altas temperaturas y presiones se convierten en rocasmetamrficas. El origen de las presiones y temperaturas puede ser el peso de los mismossedimentos o la cercana de una cmara magmtica o cuerpo intrusivo. Una roca gnea puedesufrir la misma transformacin por las mismas causas.


NOMBRE DE LA ROCA TAMAO DE LA MAYORA FORMA DEDE LOS GRANOS LOS GRANOS

Conglomerado grueso Mayores a 250 mm. Angulares y subangulares

(Cantos Gruesos)

Conglomerados Pudinga 30 a 250 mm. Redondeados

(Pedregal)

Conglomerado Brecha 30 a 250 mm. Angulares

(Cascajo)

Conglomerado Fino 4 a 30 mm. Angulares o(Grava) Redondeados

Arenisca de grano 1/2 a 4 mm. Redondeados

grueso (Arena gruesa)

Arenisca de grano 1/16 a 1/8 mm. Redondeados

fino (Areana fina)

Limonita (Limo) 1/250 a 1/16 mm. Redondeados

Pizarra Arcillosa o Menores a 1/250 mm. Indistintos

Arcillonita (Arcilla)

TRMINOS PARA DESCRIIR ROCAS SEDIMENTARIAS

El nombre se refiere al material considerablemente consolidado

Entre parntesis est el nombre que recibe si est suelto


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Roca metamrficaCuadro 2.4 Clasificacin de campo para Rocas Metamrficas

2.3.1.2 Identificacin de las rocas

Para identificar una roca es necesario analizar las siguientes caractersticas:

a) Estructurab) Textura

c) Durezad) Fracturae) Colorf) Diaclasas

a) Estructura

Es el conjunto de todos los aspectos ms importantes de las rocas, por ejemplo laestratificacin, laminacin, vascularidad, etc.

b) Textura



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Es el aspecto que toma la roca debido al tamao, forma y ordenamiento de los granos ycristales que la forman. Por ejemplo: si los granos o cristales son grandes como arvejas, se diceque es de grano fino. Los granos pueden ser tan pequeos que sean imperceptibles a simple vistay la roca se ve como una masa homognea, se dice que la textura es afantica. La forma y elordenamiento de los cristales y granos entre s producen el entrelazamiento de la roca. La rocaser equigranular; caso contrario, ser inequigranular. Los granos pueden ser cristales,

fragmentos angulares, subangulares o redondeados.

c) Dureza

En trminos generales, es la resistencia que tienen los materiales a dejarse rayar por otro.Para el caso de minerales la dureza est definida por la escala de MOHS y para las rocas seestablecer adelante la clasificacin.

Cuadro 2.5 Criterios para determinar la Textura

Cuadro 2.6 Escala de Dureza


Textura Tamao de los granos ntrelazamiento Rocas tiposde granos

Granular Ms de 5mm. Diverso Granito

Grantica Ms de 5mm. Tamao Diverso Diorita

uniforme

Porfdica Cristales o granos Angulares y Prfido

grandes y pequeos diverso

Vesicular Muy pequeos, con Diverso Lava

vacos intercalados

Amigdoloide Con cavidades rellenas Diverso Lava

de otro material

Afantica Muy pequeas, indistinguibles Amorfos Riolita

a simple vista

Vitrea No existen granos Obsidiana

sino una sola masa

1. TALCO Marca los tejidos

2. YESO Raya la ua

3. CALCITA Se raya con una moneda de cobre4. APATITO Se raya con una navaja

5. ORTOCLASA Raya los vidrios

6. CUARZO No se deja rayar por la navaja

7. CORINDOM Raya todos los metales

8. DIAMANTE Raya todos los metales menos a s mismo

TABLA DE MOHS


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d) Fractura

La fractura define la forma o la apariencia de la superficie obtenida al romperse la roca encualquier direccin; la fractura puede ser coloidal, regular, irregular, fibrosa.e) Color

Es la caracterstica ms visible, aunque a la vez es la ms difcil de definir, debido a lagran amplitud de gamas.

Cuadro 2.7 Criterios para definir color

COLORES ROCAS CAUSAS

Negro, gris o pardooscuro

Eruptivas, pizarra, caliza yalgunas areniscas

Presencia de biotita, hornblenda, augita, magnetita, materiaorgnica y substancias carbonosas.

Amarillo pardo Varias rocas Oxidacin e hidratacin de la mayora de minerales

Rojo y rosadoEruptivas, conglomerados,

areniscas y arcillasFeldespato rosado o rojizo y principalmente oxidado de

hierro y manganeso.

Blanco y coloresclaros

Caliza, arcilla, limos,areniscas, caoln, etc.

Por meteorizacin del material los colores originalespueden cambiar a tonos claros.

VerdeEsquitos, pizarras y algunas

areniscas. Presencia de clorita, epidota, glaucomita y serpentina

f) Diaclasas

Las diaclasas son estructuras de ruptura de la roca debido a tensiones o reacciones ydilataciones por cambios de presin o temperatura. Se presentan como planos o figuras y es

posible conocer su rumbo o buzamiento; estos pueden tener diferentes valores y cada uno deellos constituye un sistema.

2.3.2 Agua (a)

Que al introducirse en la roca produce en su contacto con los elementos qumicos ymateria orgnica una serie de reacciones fsico-qumicas, que hacen que este se vayatransformando lentamente.

2.3.3 El clima de la regin (cl)

Este esta en funcin de la relacin entre la evaporacin y la precipitacin y puede ser:seco, hmedo, clido, etc. Y en cierto modo determina las caractersticas fsico-qumicas y elcolor de un determinado suelo.

2.3.4 La topografa del lugar (t)



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El agua tambin acta en el relieve o topografa del terreno, ya que si el terreno es llano,habr infiltracin y si es quebrado se producir erosin.

2.3.5 Los organismos vivos (O)

Particularmente los microorganismos, plantas y animales intervienen tambin en laformacin del suelo.

2.3.6 La temperatura(T)

Est asociada ntimamente al clima, pues a mayor temperatura existe mayor cantidad dearcilla en un suelo. Adems, el espesor de los estratos o capas depende de la temperatura. As en

zonas fras el espesor de las capas de un suelo es pequeo. En climas clidos, el lecho rocoso seencuentra a mayor profundidad que en climas fros.

2.3.7 El tiempo (x)El tiempo de accin de los llamados agentes de descomposicin de las rocas define la

calidad de los suelos

2.3.8 El ser humano (h)

Que con sus obras, como la construccin de represas, autopistas, carreteras, edificios,estructuras, etc. alteran las condiciones naturales existentes.

2.3.9 Fenmenos Naturales (n)

Como movimientos ssmicos, ciclones y maremotos, que producen grandesdeformaciones en la corteza terrestre.



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3.1 DEFINICIN

Es la agrupacin o acumulacin de las partculas sueltas y no consolidadas, provenientesde la alteracin de las rocas, conociendo entre otros los siguientes:


La arena procede de la meteorizacin de la roca madre.

Las arcillas proceden de silicatos descompuestos de la rocamadre


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3.2 DEPSITOS SEDIMENTARIOS

Provienen de la alteracin de las rocas, transporte y sedimentacin de los subproductosobtenidos.

AGENTES DE ALTERACIN

Acciones Qumicas Acciones Fsicas

AGENTES DE TRANSPORTE

Viento Agua Glaciales Gravedad

De acuerdo a los agentes anteriores, los depsitos se denominan de la siguiente manera:

ALUVIALES: cuando el agente de transporte fue agua.

ELICOS: cuando el agente de transporte fue el viento.

COLUVIALES: cuando han sido transportados por la gravedad.

GLACILICOS: transportados por accin de los movimientos de glaciales.

DEP SITO DE LOS SEDIMENTOS

Las causas principales de la formacin de los depsitos sedimentarios en el agua son: ladisminucin de la velocidad, la disminucin de la solubilidad y el aumento de electrolitos.



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Cuando una corriente de agua desemboca en un lago, mar u ocano, pierde parte de suvelocidad, disminuyendo la fuerza de la corriente y producindose la sedimentacin de las

partculas en sedimentacin, cualquier cambio de temperatura o naturaleza qumica del aguapuede producir una disminucin de la solubilidad de la corriente, reduciendo la precipitacin dealguno de los elementos disueltos.

TIPOS DE DEPSITOS TRANSPORTADOS

a) Depsitos coluviales:

Los suelos coluviales incluyen masas de rocassueltas, resultado de la accin transportadora de lagravedad.

Estos materiales son puntiagudos y angulares,debido a que ha sufrido poco o ningn transporte.

Generalmente estn sueltos, depositados en las laderasy en el pie de las montaas.

b) Depsitos aluviales:

Los depsitos aluviales fueron formados por la accin de las corrientes de agua. Losagentes de acarreo son los ros, las olas y las corrientes marinas. El tamao de las partculas que

pueden ser arrastradas vara aproximadamente con el cuadrado de la velocidad de la corriente

Cuando una corriente cargada con sedimentos desemboca en una masa tranquila de agua,su velocidad se reduce y se deposita gran cantidad del material, pero el material ms fino puedeser acarreado ms lejos de la desembocadura de la corriente antes de ser depositado. Talesdepsitos se denominan deltas y pueden, bajo condiciones favorables, cubrir vastas reas. En lafigura se muestra una seccin transversal de una serie de capas inclinadas de una delta. Losmateriales ms finos son acarreados ms lejos para constituir la parte inferior del lecho (c)mientras que al mismo tiempo el material es depositado en la parte superior del delta como partedel lecho (a).

Figura 3.1 Seccin transversal de una delta

c) Depsitos Elicos



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Son depsitos elicos los formados por el viento e incluyen la arena de las dunas y lasmargas.

En las regiones ridas, semiridas y hmedas si la arena suelta no es protegida por lavegetacin especialmente en las riberas del mar y de los lagos, la arena se va acumulando por elempuje del viento formando lomas y montculos que se llaman dunas.

Figura 3.2 Ejemplos de dunas en el desierto

d) Depsitos glacilicos

Los glaciares transportan materiales sobre susuperficie en el interior de su masa y en las partesinferiores del hielo. La carga de la superficieconsiste de fragmentos de roca y otros detritus quehan cado en el hielo de los tajos y laderas que estnsobre l.

El fondo contiene materiales arrancados porel peso del glaciar. Los materiales dentro del glaciarestn constituidos por detritus que han cado de lasgrietas de la parte superior del glaciar y por grancantidad de agua que queda atrapada entre las

partculas.Figura 3.3 Ejemplo de depsitos glaciares

3.3 DEPSITOS RESIDUALES

GENERALIDADES:

El estudio de suelos residuales requiere una actitud un poco ms geolgica de lo quenormalmente se exige en Mecnica de Suelos, si nos atenemos a que SUELOS RESIDUALES,son aquellos que resultan de la alteracin de la roca en su propio lugar.

La alteracin de una roca, es su desagregacin y descomposicin llevada a cabo poragentes fsicos y qumicos naturales, que transforman esa roca en otro producto natural que esten equilibrio fsico-qumico con el medio ambiente.

Estos procesos dependen pues de la naturaleza de la roca y tambin del clima, cuando laalteracin se da en climas permanentemente hmedos, los suelos son casi siempreSAPROLITOS esto es suelos que mantienen la estructura de la roca madre.



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La forma tpica en profundidad del perfil de alteracin tropical se indica en las figurassiguientes; los lmites entre las diferentes capas no estn claramente definidos y hay muchossistemas de clasificacin basadas en el grado de alteracin.

Figura 3.4 Relacin Esquemtico entre clima y alteracin

ETAPA 1: Roca original con muy bajo ndice de vacos y alta cohesin.

ETAPA 2: Desintegracin de la roca por causas de alteracin incrementa el ndice devacos y decrece la cohesin y ngulo de Friccin.ETAPA 3: Incremento en el contenido de arcilla, causa el incremento de la cohesin,decrece el ndice de vacos y la permeabilidad, la gravedad especfica comienza aincrementarse por causa del incremento en el contenido de sesquixidos.

ETAPA 4: Contina el incremento de contenido de xidos, contenido de caolinitadecrece, por conversin en gibsita, los sesquixidos aglutinan las partculas de arcilla yhace que el suelo sea ms granular, la gravedad especfica se incrementa debido alincremento de contenido de xido hierro, incremento del ndice de Vacos porque unagravedad especfica alta tiende a reducir el volumen slido



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Figura 3.5 Representacin esquemtica de perfiles de depsitos de suelos tropicales alterados

ETAPA 5: Nuevo incremento en sesquixidos y ms cementacin de los agregados,grandes tamaos de grava en forma concrecional, la gravedad especfica, incrementa odecrece dependiendo de la mayor o menor cantidad de hierro o aluminio.



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Figura 3.6 Variacin de propiedades ingenieriles del Basalto, durante la meteorizacin

ETAPA 6:

Roca Secundaria.

Los suelos residuales provenientes de cualquier roca o de la accin de cualquier tipo de

clima, disponen de una serie de estratos que tanto pueden ser secuencia vertical uhorizontal a los cuales llamaremos de zonas, un perfil completo de suelo residual sera elindicado en la figura:

Figura 3.7 Perfil tpico de un deposito residual

PRIMERA ZONA: Suelo poroso estratos endurecidos o concrecionados.

SEGUNDA ZONA: Suelo Heterogneo (pero uniforme), mantiene la estructura de laroca de donde proviene, cuando este suelo es cortado freso parece roca no descompuesta,

pero al manipularle vemos que est totalmente disgregado.TERCERA ZONA: Se trata de una roca parcialmente descompuesta formando bloques.

Finalmente las dos ultimas zonas, la zona 4 y 5 seran objeto de estudio por parte de lamecnica de rocas.

3.4 DEPSITOS ORGNICOS

Los suelos de origen orgnico se deben directa e indirectamente al crecimiento ysubsiguiente descomposicin de plantas y animales, tal como el musgo de los pantanos, o por la

acumulacin de caparazones de animales o plantas.



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Estos depsitos se encuentran en yacimientos terrestres y en los fondos de mares y lagos.Solamente en los desiertos sin lluvias o en las heladas regiones polares en donde no existen.

Figura 3.8 Suelo orgnico

3.4 DEPSITOS ARTIFICIALES

Son depsitos realizados artificialmente por el hombre, por ejemplo rellenos, presas detierra, etc.

Figura 3.9 Depsito Artificial



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INTRODUCCIN

Como sabemos los depsitos de suelo estn conformados por un conjunto de partculasminerales con caractersticas especiales que gobiernan el comportamiento del conjunto por loque es importante establecer cuales son sus particularidades individuales.

Las caractersticas que se consideran influyentes en su comportamiento fsico-mecnicoson las siguientes:

4.1 COMPOSICIN QUMICA Y MINERALGICA DE LOS SUELOS

Es una de sus caractersticas esenciales, pues las propiedades de un suelo estnntimamente ligadas con su contenido de metales o metaloides.

Los principales elementos qumicos que se encuentran en las rocas, no en estado libresino combinado con el oxgeno (O2), son los siguientes:

Cuadro 4.1 Principales elementos qumicos de las rocas

De acuerdo a su composicin qumica los minerales se dividen en minerales primarios(feldespatos, cuarzo, anfibolas, piroxenos, micas y olivinas) y secundarios que provienen de la

alteracin de los indicados anteriormente y que en forma general se los puede agrupar de lasiguiente manera:


METALES XIDOS METALOIDES ANHDRIDOS

Aluminio Al Al2O3

Hierro Fe Fe2O3

FeO Silicio Si SiO2

Magnesio Mg MgO Azufre S SO3

Calcio Ca CaO Carbn C CO2

Sodio Na Na2O

Potasio K K2O


27/188


En las rocas gneas pueden encontrarse minerales formados del magma por sucristalizacin y tambin minerales formados despus, como resultado de modificaciones sufridas

por los primeros. A los minerales formados directamente por la cristalizacin del magma se losconoce como magmticos o primarios, ya los minerales formados como resultado de la

modificacin de los primeros post-magmticos o secundarios.

La formacin de los minerales secundarios puede verificarse en diferentes momentosdespus de la solidificacin del magma.

Muy a menudo ellos aparecen mediante procesos de auto metamorfismo, inmediatamentedespus de la formacin de la roca gnea; pero, estos minerales pueden aparecer tambin muchodespus, por accin de fenmenos que no tienen ninguna relacin con el origen de la roca.Muchas veces aparecen por procesos de meteorizacin.

Como minerales secundarios podemos enumerar los siguientes:

Talco: silicato de magnesio.Calcita: carbonato de calcio CaCO3Dolomita: carbonato de Calcio y Magnesio CaMg(CO3).Yeso: sulfato hidratado de Calcio CaSO4.Caolinita: es silicato hidratado de aluminio Al2O3.2SiO2.2H2O

4.2 PESO ESPECFICO DE LOS SUELOS

Depende de la clase de mineral o minerales que lo componen, as como de su mayor o

menor contenido de materia orgnica.El peso especfico o gravedad especfica de un suelo es la relacin entre el peso de sus

partculas minerales y el peso de igual volumen de agua destilada a 4C, as, si el pesoespecfico de un suelo es de 2.7, significa que un centmetro cbico de partcula de ese suelo,

pesa 2.7 veces ms que un centmetro cbico de agua destilada a 4C.

Tambin se puede definir al peso especfico como la relacin entre el peso de laspartculas minerales y su volumen:

Ps = peso de la sustancia slida.

Vs = volumen de la sustancia slida.


SILICATOS CARBONATOS

XIDOS SULFATOS


28/188


El peso especfico de los slidos vara entre 2-3. La materia orgnica hace disminuir elpeso especfico del suelo y se ha adoptado como peso especfico de comparacin, el pesoespecfico de la arena de cuarzo, que tiene un valor de 2.65.

Su determinacin se la realiza con la utilizacin de frascos calibrados denominadospicnmetros.

1)(

*

*221

2PPP

PGs

a

gGs

GsPsPPP

s

ats

at

+=

=

=

Gs = gravedad especficaat = peso especfico del agua a t C.

Ps = peso del suelo seco (suelo secado al horno).P1 = peso del frasco calibrado con agua y suelo a t C.Figura 4.1 PicnmetrosP2 = peso del frasco con agua destilada hasta la marca a t C.

EJERCICIO

1.- Determinar el peso especfico de los granos de un suelo, habiendo determinado que elpeso del picnmetro ms agua destilada es igual a 435.21 grs., y el peso del picnmetro con 30grs. de suelo y agua es de 454.13 grs.

4.3 FORMA DE LAS PARTCULAS.

La forma que tienen las partculas de un suelo, est relacionada tambin con lacomposicin mineralgica del material, e influye en la formacin de espacios vacos en la masade un suelo.

Se pueden distinguir las siguientes formas principales:a) PARTCULAS REDONDEADAS: O ms exactamente de forma polidrica, son las que

predominan en los pedregullos, arenas y limos.

b) PARTCULAS LAMINARES: Semejantes a lminas o escamas; son encontrados en lasarcillas.


71.2

08.11

30

13.454)21.43530(

/1*30

1)2(

*

3

=

=

+=

+=

Gs

Gs

grgrgr

cmgrgrGs

PPPs

PsGs at

3/71.2 cmgrg =


29/188


Esta forma de las partculas de las arcillas responde por algunas y cada una de suspropiedades, como por ejemplo, la compresibilidad y la plasticidad.

c) PARTCULAS FIBRILARES: Es caracterstica de los suelos orgnicos (turbosos), queson suelos producto de la descomposicin de plantas y animales.

Los suelos compuestos de partculas redondeadas, soportan cargas estticas pesadas conpequea deformacin especialmente si los granos son angulosos, sin embargo, por efecto dechoques o vibraciones, estas se desplazan fcilmente y sufren grandes deformaciones, los sueloscompuestos de granos con forma laminar o escamosos se comprimen y se deforman fcilmente

bajo el efecto de cargas estticas, as como sucede con las hojas secas y papeles sueltos, sinembargo son estables a los efectos de esfuerzos denominados choques o vibraciones.

Un pequeo porcentaje de partculas laminares es suficiente para cambiar lascaractersticas de un suelo y hacer que se comporte como material laminar.

4.4 CONTENIDO DE HUMEDAD

El agua que se presenta en los suelos puede ser:

DRENABLE: Es aquella agua que puede ser drenada fcilmente por accin de lagravedad (agua libre), o procesos fsicos conocidos.

El contenido de humedad se define por la relacin:

NO DRENABLE: Es aquella que no es posible drenarla por medios mecnicos o fsicosconocidos, y puede ser:

Agua Capilar: Es el agua que ha sido retenida por la accin de la tensin superficial; sudrenaje solo es posible por medios electrnicos.

Agua higroscpica:Es aquella que absorbe el suelo de la humedad del aire.

Agua Adsorbida:Es aquella que forma parte integrante de la partcula de suelo debido ala actividad superficial.


humedosuelodelpesoPh

secosuelodelpesoPs

aguadelPa

humedaddecontenido%h

100*%

100*%

=

=

=

=

=

=

peso

Ps

PsPhh

Ps

Pah


30/188


Las partculas finas tipo arcilla contienen alrededor una capa negativa que constituyen lallamada actividad superficial, que es una capa que atrae y permite cambiar electrones.

En contacto con el agua cuyas molculas son polarizadas; H+ OH-, las partculas slidasatraen los iones positivos H+ , formando as una pelcula de agua adsorbida.

Las propiedades del agua adsorbida son diferentes del agua normal, ya que en vista de lasgrandes presiones a las que se encuentra sometida por las fuerzas electroestticas de adsorcin(se estima que el valor de esta fuerza es de 20.000 Kg. / cm2.), se presenta en forma semislida ycon espesuras medias de 0.05u.

Figura 4.2 Mecanismos de Adsorcin

Segn SKEMPTON la actividad de los suelos se define por la relacin:

IP = ndice plstico.

%< 0.002 mm. = % de partculas con dimetros menores que 0.002 mm.

En funcin de este valor las arcillas se clasifican en:

-Inactivas = A < 0.75

-Normales = 0.75 < A < 1.25

-Activas = A > 1.25

Un fenmeno importante que se presenta a partir de esta propiedad denominada actividadsuperficial es el llamado CAMBIO DE BASE, que se refiere a la facultad que tiene las partculascoloidales de permutar los cationes adsorbidos en su superficie. As una arcilla hidrogenada

puede convertirse en arcilla sdica, por una constante infiltracin de agua que contenga endisolucin sales de sodio.


.002.0% mm

IPA

=


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Estos cambios son los que constituyen el principio fundamental del problema deestabilizacin qumica de los suelos, mediante la adicin de productos qumicos o fenmenoselectroosmticos.

En un suelo, hay que considerar que no todos los cationes adsorbidos son permutables, lacapacidad de permutacin es lo que se conoce como la capacidad de cambio.

4.5 LA ESTRUCTURA DE LAS PARTCULAS

Es una propiedad importante especialmente en las arcillas, pues esta puede ser destruidapor la accin de fuerzas exteriores

La modificacin de la estructura de una masa arcillosa, altera su volumen de vacos,observndose que algunas arcillas solo presentan una estabilidad menor cuando se altera suestructura, de ah que una masa de arcilla inalterada sea ms estable que una remoldada, en

cambio en los limos y arenas la alteracin de la estructura de su masa tiene influencia casi nulaen su estabilidad.

Se puede decir que los suelos arcillosos estn formados por partculas cristalinas deminerales conocidos con el nombre de minerales de arcilla; estos minerales estn formados porsilicatos hidratados de Al o Fe, Mg y K.

La estructura de los minerales de arcilla, se componen de la agrupacin de 2 unidadescristalogrficas fundamentales.

La una, representada por un tetraedro,

formado por un tomo de Si equidistante decuatro O.La otra, representada por un octaedro,

con un tomo de Al en el centro envuelto por 6O por 6 grupos OH:

La asociacin de estos elementos formalos diversos tipos de minerales arcillosos.

Figura 4.2 Mecanismos de Adsorcin

Figura 4.4 Unidad cristalogrfica de aluminio

CAOLINITAS: Estn formadas por unidades de Al y Si unidas alternadamente, dandoas una estructura rgida. En consecuencia las arcillas caolnicas son relativamente estables en

presencia del agua.



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Figura 4.5 Estructura de la Caolinita

MONTMORILLONITA: Estestructuralmente formada por una unidad de

Al entre dos unidades de Si, pero la uninentre esas dos unidades no es losuficientemente fuerte y firme para impedirel paso del agua, lo que hace que este tipo dearcillas sean muy expansibles y por lo tantoinestables en presencia de agua.

Figura 4.6 Estructura de la Montmorillonita

ILLITAS: son estructuralmente anlogasa las montmorillonitas pero son menosexpansivas ( y = 1.5).

Figura 4.5 Estructura de la Caolinita

4.5 EL TAMAO DE LAS PARTCULAS

Depende de la clase de minerales que contenga el suelo. Se clasifican en :

Piedras: Partculas > a 75 mm.Gravas: Partculas de 5 mm.


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Curva granulomtrica, es la representacin grfica de los resultados obtenidos en elanlisis, los cuales son trazados en un diagrama semilogartmico.

Figura 4.8

Segn la forma de la curva obtenida podremos distinguir los diferentes tipos degraduacin de los suelos:

Figura 4.9 Tipos de Granulometra

En la curva granulomtrica segn ALLEN- HAZEN se define en los siguientes parmetros:

a) Dimetro Efectivo (De): Es la abertura del tamiz a travs del cual pasa el 10% delmaterial.

b) Coeficiente de Uniformidad (Cu): Es la relacin entre el dimetro correspondiente al60% y al dimetro efectivo tomados en la curva granulomtrica.

10

60

D

D

Cu =



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Este coeficiente demuestra la uniformidad del material. Su valor disminuye al ser msuniforme el material.

Cu < 5 Suelo uniforme5 < Cu < 15 Uniformidad mediaCu > 15 No uniforme

c) Coeficiente de curvatura:

1060

2

30

*

)(

DD

DCc =

D30= Abertura del tamiz a travs del cual pasa el 30% del materialD60= Abertura del tamiz por el cual pasa el 60% del material

El anlisis granulomtrico de los suelos cuyas partculas tienen dimensiones mayores que0.074 mm. (tamiz N200 A.S.T.M.) se realiza por el proceso de tamizado.

Para esto se toma un peso P de muestra de suelo seco y se lo somete a tamizado, luego derealizar este proceso se toma las porciones retenidas en los diversos tamices P1.....P2 ,Pn y selos expresa en porcentaje del peso total.

Sumando sus porcentajes se obtiene los porcentajes retenidos; acumulando y tomando elcomplemento de 100, los porcentajes acumulados que pasan.

CUADRO DE ABERTURA DE LAS MALLAS DE LOS TAMICES

La abertura de los tamices normales de A.S.T.M. que se utilizan son los siguientes:

El tipo del tamiz se refiere a la abertura de malla o a su nmero de mallas por centmetrocuadrado.


; ;etc.

100*1

100P

P

No. ABERTURA mm. No. ABERTURA mm. No. ABERTURA mm.

200 0,074 45 0,35 14 1,41

140 0,195 40 0,42 12 1,68

120 0,125 35 0,5 10 2

100 0,149 30 0,58 8 2,38

80 0,177 25 0,7 7 2,83

70 0,21 20 0,84 6 3,36

60 0,25 18 1 5 4

50 0,297 16 1,19 4 4,76


35/188


Anlisis Granulomtrico por Tamizado.

Figura 4.10 Abertura de los tamices

EJERCICIO DE ANLISIS GRANULOMTRICO:

1.- Un anlisis granulomtrico por tamizado de una muestra cuyo peso total es de 15151.2 gr. seobtuvo los siguientes resultados:

Dimetro Material Retenido1'' 0.001'' 1818.10'' 1212.10

3/8'' 3030.204 2272.70

< 4 6818.10 15151.20De los 6818 gr. que pasaron por el tamiz #4 se tomo una submuestra de 200gr. para

realizar la granulometra de material fino.

Dimetro Material Retenido

Mb = 200gr.# 10 31.50

# 20 27.60

# 40 29.10

# 60 22.00

# 100 24.00

# 200 19.80

< 200 46.00

200.00Calcular y graficar la curva.



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DimetroMaterialRetenido

% Retenido% Ret.Acum.

% AcumuladoP.

1'' 0.00 0.00 0 1001'' 1818.10 11.90 11.9 88.1'' 1212.10 8.00 19.9 80.1

3/8'' 3030.20 19.90 39.89 60.114 2272.70 15.00 54.9 45.1

< 4 6818.10 45.00 15151.20

Mb = 200gr.# 10 31.50 15.75 7.08 61.98 38.02# 20 27.60 13.80 6.21 68.19 31.80# 40 29.10 14.55 6.54 74.73 25.30# 60 22.00 11.00 4.95 79.68 20.32

# 100 24.00 12.00 5.40 85.08 14.92

# 200 19.80 9.90 4.45 89.53 10.47< 200 46.00 23.00 10.35 99.88 0.12

200.00solo para

200grpara la m.

total

Con esta informacin la curva granulomtrica queda definida de la siguiente manera:

Por anlisis de la curva granulomtrica obtenida se puede determinar que la muestracontiene:

62% grava34% arena4 % limo

En base a la informacin generada por la curva, tambin podemos definir el dimetroefectivo, dimetro 30, y dimetro 60 para determinar as si el suelo es uniforme y su coeficientede curvatura.

D10 = 0.074 D30 = 0.73 D60 = 9

COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD:

Cu = 9/ 0.074Cu = 122

Como Cu > 15 es un suelo no uniforme

COEFICIENTE DE CURVATURA:

Cc = (0.73)2 / (9 * 0.074)

Cc = 0.8


1060

2

30

*

)(

DD

DCc =

10

60

D

DCu =


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38/188


Para los suelos finos, es decir con dimensiones menores que 0.074 mm., ya no se puedeutilizar el mtodo del tamizado, por lo tanto se usa el mtodo de sedimentacin continua en unmedio lquido.

Casi o todos los mtodos para anlisis granulomtrico por sedimentacin estn basadosen la ley de STOKES, la cual establece una relacin entre el dimetro de las partculas y la

velocidad de sedimentacin, en un medio lquido de viscosidad y peso especfico conocido.

La ley de STOKES se puede expresar de la siguiente manera:

Donde:

v = velocidad de sedimentacin.a = peso especfico del medio dispersor.g = peso especfico de las partculas del suelo. = coeficiente de viscosidad del medio disperso; vara con la temperatura.d = Dimetro equivalente a las partculas, esto es el dimetro de una esfera del

mismo peso especfico y que se sedimenta con la misma velocidad.

La ley de Stokes nos da el dimetro equivalente de las partculas y no su verdadero valor.Resolviendo la ecuacin planteada tendremos:

)(

*1800

*

)(

**1800

ag

ag

nk

vkd

vd

=

=

=

La ley de Stokes es vlida para partculas menores que 0.002 mm. de dimetro y mayorque aquellas partculas que son afectadas por el movimiento BROWNIANO.

Las limitaciones en la determinacin del tamao de las partculas por medio de la Ley deStokes son las siguientes:

a) Las pruebas realizadas por SQUIRES en el ITM dan una idea del error introducido por el uso

de las frmula de Stokes que supone a las partculas esfricas, adems establece como uniformela velocidad de asentamiento de una partcula considerada como una esfera hipottica, pero enrealidad las partculas finas tienen forma laminar y ms frecuentemente en forma de disco, deesta manera las partculas se sedimentan con un movimiento parecido a las hojas que caen.

Squires, estudiando la cada de una partcula de forma diferente al de una esfera,consider una relacin de correccin:

D= dimetro de la esfera.

D = dimetro del disco. = D/H.


2

2

)(

9

2

=d

Vag

'752.0 DD =


39/188


H = altura del disco

b) Considera adems, que la velocidad de asentamiento de las partculas es uniforme,variando nicamente el dimetro.

Pero en realidad esta velocidad no puede ser uniforme porque no todos los granos de

suelo tienen el mismo peso especfico.

Como la variacin del peso especfico de los materiales que componen el suelo, no esmuy grande y oscila de 2-3 gr./cc. Puede utilizarse en la frmula un trmino medio aproximadode 2.65.

c) La viscosidad de la dispersin cambia con la temperatura, al disminuir la viscosidad seproduce un aumento en la velocidad de sedimentacin.

Limo v p = 1 cm./min.

Arcilla v p = 0.02 cm./min.

d) Se refiere al movimiento de una sola esfera y no tiene en cuenta la influencia recprocade partculas de tamaos diferentes sedimentndose una tras otra a diferentes velocidades en unasuspensin.

En la realidad las partculas finas del suelo al encontrarse en suspensin en el agua debidoa las cargas elctricas negativas empiezan a repelerse unas tras otras, originando un movimientodenominado BROWNIANO, por lo que se encuentra en continuo movimiento con la siguientealteracin del proceso de sedimentacin.

El clculo de los porcentajes de partculas de suelo con dimetros menores que d. (lo quecorrespondera al porcentaje de partculas que pasaran a travs de un tamiz cuyas aberturas seaniguales a d.) ser:

Ps = Peso del suelo seco utilizado en el ensayo.

g = Peso especfico de los granos.

Lc = lectura corregida del hidrmetro.

La frmula indica anteriormente puede escribirse tambin:

HIDRMETROS


( )1*1

*100000

%

=< LcPs

dg

g

Pd % = k (Lc 1)

k =


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Figura 4.11 Instrumentosempleados en el mtodo de

sedimentacin.

EJERCICIO DEANLISISGRANULOMTRICO

POR SEDIMENTACIN:

2.-Una vez realizado el ensayo de sedimentacin obtenemos los datos, que indicamos acontinuacin, los cuales nos servirn para realizar los clculos respectivos para hallar el %acumulado y D:

CA = Correccin por antifloculante = 3CM= Correccin por menisco = 1

Tiempo(min)

TempC

CTLectura

LsLc

% AcumZs

(cm)D

(mm)gr/L gr/cm3

1 20 502 20 44

5 20 3315 20 3230 20 27

Donde:

CT= Correccin por temperatura Ls = Lectura del hidrmetro

D = Dimetro de las partculas Zs = Altura de cada de la partculas en cm.

% Acum = porcentaje de partculas que pasara a travs del tamiz cuya abertura sea igual a D

Lc = Lecturacorregida delhidrmetro

Parasaber lacorreccin portemperatura nos

basamos en lasiguiente tabla:


Temperatura

C

Correccin

CT

Temperatura

C

Correccin

CT

7 -0.0013 20 0.0000

8 -0.0013 21 0.0002

9 -0.0013 22 0.0004

10 -0.0012 23 0.0006

11 -0.0012 24 0.0008

12 -0.0011 25 0.0010

13 -0.0010 26 0.0013

14 -0.0009 27 0.0015

15 -0.0008 28 0.0018

16 -0.0006 29 0.0020

17 -0.0005 30 0.0023

18 -0.0003 31 0.0026

19 -0.0002 32 0.0030


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Como en todas nuestras lecturas la temperatura fue de 20C nuestra correccin por

temperatura es de 0.0000

Con el valor de la correccin por temperatura procedemos a determinar la lecturacorregida (Lc) para cada uno de nuestros datos mediante el siguiente procedimiento :

Lc = Ls - CA + CT + CM

Lc = Ls - 3 + 0 + 1

Lc = Ls - 2

Entonces nuestra tabla nos quedara:

Tiempo(min)

TempC

CTLectura

Ls

Lc% Acum

Zs(cm)

D(mm)

gr/L gr/cm3

1 20 0.0000 50 48

2 20 0.0000 44 42

5 20 0.0000 38 3615 20 0.0000 32 30

30 20 0.0000 27 25

Nuestros valores de Lc estn en gr/L por lo cual tenemos que trasformar a gr/cm3

Para realizar la trasformacin de Lc nos basamos en el siguiente grafico:



42/188


A seguir calculamos el % acum mediante la siguiente formula:

Ps =peso desuelopretratado =

120 gg = peso especfico de los granos = 2.506 g/cm3


Lc

gr/L gr/cm3

48 1.0296

42 1.026

36 1.0223

30 1.0185

25 1.0154

1)(Lc1

g

g

*Ps

100.000d%

=


43/188


Lc = densidad corregida

Donde reemplazamos los valores de Lc y obtenemos el % acum para cada lectura

Nuestra tabla nos quedara de la siguiente forma:Tiempo(min)

TempC

CTLectura

LsLc

% AcumZs

(cm)D

(mm)gr/L gr/cm3

1 20 0.0000 50 48 1.0296 41.052 20 0.0000 44 42 1.026 36.05

5 20 0.0000 38 36 1.0223 30.92

15 20 0.0000 32 30 1.0185 25.65

30 20 0.0000 27 25 1.0154 21.35

Para establecer Zs nos valemos de las curvas de calibracin de los hidrmetros:

Completamos los valores de Zs en la tabla:


1)(Lc12,506

2,506*

120

000100d%

=

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