UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS - HUNUCO

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS - HUNUCO2015

Ao de la Diversificacin Productiva y del Fortalecimiento de la EducacinUNIVERSIDAD ALAS PERUANAS - HUNUCOCANTERA DE MARABAMBACURSO: Mecnica de Suelos IIFACULTAD: Ingeniera CivilCICLO: VIDOCENTE:ING. ALVARADO PONCE, LEONCIOEstudiantes:FernandoLizEdithVAsquez ANGULO, Hans HenryHUNUCO PER2015

DEDICATORIA

A nuestros padres, pilares fundamentales en nuestra formacin, confianza, por sus apoyos constante e incondicional, y por ensearnos a ser personas integras y perseverantes.

A los docentes que nos preparan para ser profesionales competitivos y llenos de valores para una nueva sociedad.

NDICE

ContenidoINTRODUCCIN3OBJETIVOS4CONTENIDO5SUELO5Propiedades ndice de los Suelos12Origen del Suelo14Depsitos formados por el Transporte de la Meteorizacin de las Rocas16Fases que componen el Suelo18Anlisis Mecnico19Curva de Distribucin de Tamao de Partculas19Parmetros de un Suelo19Principales Caractersticas de las Arcillas20Consistencia y Lmites de Consistencia20ndices de Consistencia21Clasificacin de los Suelos22Flujo de Agua25Permeabilidad de los Suelos26Superficie o Nivel Fretico del Agua27Esfuerzos Efectivos28Resistencia al Corte29Compactacin de los Suelos30Incremento de Esfuerzo Vertical31Asentamientos31Capacidad de Apoyo32Presin Lateral del Suelo33Estabilidad de Taludes34Exploracin del Subsuelo35CANTERA37DESARROLLO DEL TEMA39Ubicacin39DATOS CLIMTICOS41PROCEDIMIENTO DEL TRABAJO41Clculo del Volumen de la Cantera45PASO 145PASO 246CONCLUSIONES47

INTRODUCCIN

Para propsitos ingenieriles, se define suelo como un agregado no cementado formado por partculas minerales y materia orgnica en descomposicin (partculas slidas) con algn lquido (generalmente agua) y gas (normalmente aire) en los espacios vacos.La mecnica de suelos es la rama de la ciencia que estudia las propiedades fsicas de los suelos y el comportamiento de las masas de suelo sujetas a distintos tipos de fuerzas. Las propiedades que se estudian son: origen, distribucin de tamao de partculas, plasticidad, capacidad de drenar agua, compresibilidad, resistencia al corte y capacidad de apoyo.En un suelo se presentan tres fases: a) slida, conformada por las partculas minerales del suelo (incluyendo la capa slida adsorbida) y entre sus espacios vacos existen la fase gaseosa constituida por el aire (o tambin vapores sulfurosos, anhdrido carbnico, etc.) y la fase lquida constituida por el agua tomndose en cuenta solamente el que se encuentra libre. Las fases lquida y gaseosa constituyen el Volumen de vacos mientras la fase slida constituye el Volumen de slidos.Un suelo se encontrar totalmente saturado si todos los vacos se encuentran ocupados completamente por agua. Muchos de los suelos que yacen debajo del nivel fretico se hallan en ese estado.Algunos suelos, adems, contienen materia orgnica en diferentes cantidades y formas; uno de los suelos ms conocidos es la turba, que est formada por residuos vegetales parcialmente descompuestos. Aunque el material orgnico y las capas adsorbidas son muy importantes no se toman en cuenta sino en fases posteriores del estudio de propiedades de los suelos.En los laboratorios de Mecnica de Suelos se pueden determinar, fcilmente, el peso de las muestras hmedas, el peso de las muestras secadas al horno y la gravedad especfica de los suelos, empero estas no son las nicas magnitudes que se requieren. As deben buscarse relaciones entre sus fases que permitan la determinacin de estos otros parmetros geotcnicos, las relaciones que se hallen deben ser sencillas y prcticas.

OBJETIVOS

General:

Estudiar las hiptesis y teoras que sirven de base para el conocimiento de las propiedades fsicas, mecnicas e hidrulicas de los suelos, y luego su aplicacin adecuada para obras de Ingeniera Civil

Especficos:

Conocer el perfil estratigrfico de los suelos que hay en las canteras de Hunuco. Conocer los tipos de suelos que existen en Hunuco. Poner en prctica los conocimientos tericos adquiridos en clase a la ingeniera civil. Cuidar el medio ambiente con una conducta responsable y profesional. Compartir nuestros conocimientos con nuestros dems compaeros que estn interesados a aprender.

CONTENIDO

SUELODesde el punto de vista de la ingeniera, suelo es el sustrato fsico sobre el que se realizan las obras, del que importan las propiedades fsico-qumicas, especialmente las propiedades mecnicas. Desde el punto de vista ingenieril se diferencia del trmino roca al considerarse especficamente bajo este trmino un sustrato formado por elementos que pueden ser separados sin un aporte significativamente alto de energa.Se considera el suelo como un sistema multifase formado por: Fase Slido: que constituyen el esqueleto de la composicin del suelo. Fase Lquida: generalmente agua. Fase Gaseosa: generalmente aire, que ocupan los intersticios entre los slidos.

Pueden distinguirse tres grupos de parmetros que permiten definir el comportamiento del suelo ante la obra que en l incide: Los parmetros de identificacin. Los parmetros de estado. Los parmetros estrictamente geomecnicos.Entre los parmetros de identificacin son los ms significativos la granulometra (distribucin de los tamaos de grano que constituyen el agregado) y la plasticidad (la variacin de consistencia del agregado en funcin del contenido en agua). El tamao de las partculas va desde los tamaos granulares conocidos como gravas y arenas, hasta los finos como la arcilla y el limo. Las variaciones en la consistencia del suelo en funcin del contenido en agua diferencian tambin las mencionadas clases granulomtricas principales.Los parmetros de estado fundamentales son la humedad (contenido en agua del agregado), y la densidad, referida al grado de compacidad que muestren las partculas constituyentes.En funcin de la variacin de los parmetros de identificacin y de los parmetros de estado vara el comportamiento geomecnico del suelo, definindose un segundo orden de parmetros tales como la resistencia al esfuerzo cortante, la deformabilidad o la permeabilidad.La composicin qumica y/o mineralgica de la fase slida tambin influye en el comportamiento del suelo, si bien dicha influencia se manifiesta esencialmente en suelos de grano muy fino (arcillas). De la composicin depende la capacidad de retencin del agua y la estabilidad del volumen, presentando los mayores problemas los minerales arcillosos. stos son filosilicatos hidrfilos capaces de retener grandes cantidades de agua por adsorcin, lo que provoca su expansin, desestabilizando las obras si no se realiza una cimentacin apropiada. Tambin son problemticos los sustratos colapsables y los suelos solubles.De manera genrica, es usual hablar de movimiento de suelos incluyendo en el concepto el trabajo con materiales, como rocas y otros, que sobrepasan la definicin formal.Proceso de formacin:Segn el proceso de formacin, el suelo puede ser: Sedimentario. En este tipo de suelo, las partculas se formaron en un lugar diferente, y fueron transportadas y se depositaron en otro emplazamiento.

Residual. Este suelo se ha formado por la meteorizacin de las rocas en el mismo local donde ahora se encuentra, con escaso o nulo desplazamiento de las partculas.

Relleno artificial. Estos son construidos por el hombre para los ms diversos fines.

Suelos sedimentariosPara explicar la formacin de los suelos sedimentarios deben considerarse las tres fases del proceso de: La formacin del sedimento; El transporte; y, El depsito de los sedimentos.Formacin de sedimentosEl principal modo de formacin de los sedimentos lo constituye la meteorizacin fsica y qumica de las rocas de la superficie terrestre. En general las partculas de limo, arena y grava se forman por la meteorizacin fsica de la roca, mientras que las partculas arcillosas son formadas por procesos de alteracin qumica de las mismas. La formacin de partculas arcillosas a partir de las rocas puede producirse, por combinacin de elementos en disolucin o por la descomposicin qumica de otros minerales.Transporte de los sedimentosLos sedimentos pueden ser transportados por uno de los cinco agentes siguientes: agua, aire, hielo, gravedad y organismos vivos. La forma de transporte afecta los sedimentos principalmente de dos formas: a) modifica la forma, el tamao y la textura de las partculas por abrasin, desgaste, impacto y disolucin; b) produce una clasificacin o graduacin de las partculas.Depsito de los sedimentosDespus de que las partculas se han formado y se han transportado se depositan para formar el suelo sedimentario. Las tres causas de este depsito en el agua son: la reduccin de la velocidad, la disminucin de la solubilidad y el aumento de electrolitos. Cuando una corriente desemboca en un lago, ocano, o un gran volumen de agua, pierde la mayor parte de su velocidad. Disminuye as la fuerza de la corriente y se produce una sedimentacin. Cualquier cambio en la temperatura del agua o en su naturaleza qumica puede provocar una reduccin en la solubilidad de la corriente, producindose la precipitacin de alguno de los elementos disueltos.La tabla resume algunos de los efectos de los cinco agentes citados sobre los sedimentos.-AguaAireHieloGravedadOrganismos

TamaoReduccin por disolucin, ligera abrasin en superficie, abrasin e impacto en el arrastre.Considerable reduccinConsiderable abrasin e impactoImpacto considerableLigeros efectos de abrasin por el transporte directo por organismos vivos.

Forma y redondezRedondeo de arena y gravaElevado grado de redondeoPartculas angulosas y planasAngulosas, no esfricas-

Textura superficial Arena: liza pulimentada brillante. Limo: escaso efectoEl impacto produce superficies matesSuperficies estriadasSuperficies estriadas-

Clasificacin por tamaoConsiderableMuy considerable (progresiva)Muy escasaNulaLimitada

Suelos ResidualesLos suelos residuales se originan cuando los productos de la meteorizacin no son transportados como sedimentos, sino que se acumulan en el sitio en que se van formando. Si la velocidad de descomposicin de la roca supera a la de arrastre de los productos de la descomposicin se produce una acumulacin de suelo residual. Entre los factores que influyen en la velocidad de alteracin de la naturaleza de los productos de la meteorizacin estn el clima (Temperatura y lluvia), la naturaleza de la roca original, el drenaje y la actividad bacteriana.El perfil de un suelo residual puede dividirse en tres zonas: a) la zona superior, en la que existe un elevado grado de meteorizacin, pero tambin cierto arrastre de materiales; b) la zona intermedia en cuya parte superior existe una cierta meteorizacin, pero tambin cierto grado de deposicin hacia la parte inferior de la misma; y, c) la zona parcialmente meteorizada que sirve de transicin del suelo residual a la roca original inalterada.La temperatura y otros factores han favorecido el desarrollo de espesores importantes de suelos residuales en muchas partes del mundo.

Los espesores de los suelos residuales pueden alcanzar espesores considerables:Sudeste de EE. UU.6 a 23 m

Angola8 m

Sur de la India8 a 15 m

frica del Sur9 a 18 m

frica Occidental10 a 20 m

Brasil10 a 25 m

Depsitos ArtificialesEn los dos apartados anteriores se ha comentado la formacin de depsitos de suelo por la naturaleza. Un depsito hecho por el hombre se denomina terraplen o relleno. El terraplen constituye realmente un depsito sedimentario en el que el hombre realiza todos los procesos de formacin, de una forma controlada para alcanzar resultados previamente definidos. El suelo se extrae, por excavacin o voladura de un determinado yacimiento cuyo material cumple con las especificaciones pre-establecidas; se transporta mediante un vehculo que puede ser un camin, una vagoneta, un buldozer, o por medio de barcazas o tuberas y se deposita en el lugar predeterminado. El material puede dejarse tal como cae, o puede acomodarse y compactarse, para alcanzar las caractersticas mecnicas deseadas.Alteraciones de los Suelos despus de su Formacin:El especialista en suelos, al concebir un proyecto, debe proyectar las estructuras no solamente para las propiedades del suelo al comienzo de la obra sino que tambin para toda la vida til de la misma. El tamao y la forma de un depsito determinado, como las propiedades mecnicas del suelo que lo componen, pueden presentar grandes variaciones de manera muy significativa. Muchas de estas variaciones se producen independientemente de la actividad humana, mientras que otras se deben a la presencia de la obra. El suelo no es inerte, sino que es bastante activo y muy sensible a las condiciones de su entorno.PresionesEn general un aumento de la presin sobre un elemento de suelo produce un incremento de la resistencia al esfuerzo cortante, una disminucin de la compresibilidad y una reduccin de la permeabilidad; los efectos contrarios se producen si las presiones disminuyen. Los cambios producidos por la reduccin de la presin suelen ser menores que los producidos por un incremento de presiones de igual magnitud. El suelo se comporta por lo tanto como un cuerpo no perfectamente elstico.Durante la formacin de un suelo sedimentario la presin total a una cota determinada contina aumentando al ir creciendo la altura de la capa de suelo sobre el punto considerado. As pues, las propiedades de un suelo sedimentario a una determinada profundidad estn cambiando continuamente a medida que se va formando el depsito. La eliminacin de las tierras superiores, por ejemplo por efecto de la erosin, da lugar a la reduccin de las presiones. Un elemento de suelo que est en equilibrio bajo la mxima presin que ha experimentado en toda su historia se denomina normalmente consolidado, mientras que un suelo en equilibrio bajo una presin inferior a la que lo consolid se denomina sobre consolidado.TiempoEl tiempo es una variable que interviene en los dems factores que contribuyen a las variaciones del comportamiento del suelo (en especial las presiones, la humedad y las condiciones del medio). Para apreciar las variaciones los efectos complejos de una variacin de presiones, el agua debe ser expulsada o absorbida por el elemento del suelo. Debido a la permeabilidad relativamente baja de los suelos de grano fino, se requiere un cierto tiempo para que esta agua escape o penetre en tales suelos. Por otro lado el tiempo es un factor evidente en las reacciones qumicas, como las que se producen en los procesos de meteorizacin. El tiempo meteorolgico, o atmosfrico, se define como el estado de la atmsfera en un determinado momento. Se toma en cuenta la humedad (absoluta y relativa), la temperatura y la presin, en un determinado lugar y momento. Como cada uno de los instantes son ms o menos prolongados en el tiempo, y en extensin, se le denomina tipo de tiempo.AguaEl agua puede tener dos efectos perjudiciales sobre el suelo. En primer lugar, la sola presencia del agua disminuye las fuerzas de atraccin entre las partculas arcillosas. En segundo lugar, el agua intersticial puede, en determinadas situaciones particulares, soportar los esfuerzos aplicados, modificando as el comportamiento del suelo.Una muestra de arcilla, que puede tener una resistencia similar a la del cemento pobre cuando seca, puede convertirse en fango al sumergirse en agua. As pues, el aumento de la humedad en un suelo reduce, por lo general, la resistencia del mismo.Las condiciones del agua intersticial pueden variar por causas naturales y por intervenciones andrgenas. Entre las causas naturales est la variacin anual de precipitaciones, y por ende de la humedad en el suelo. En la estacin seca, a causa de las pocas precipitaciones el nivel fretico disminuye, en oposicin a esto, en el perodo lluvioso, la abundancia de agua provoca una elevacin del nivel fretico. Esta variacin de humedad en el suelo produce una variacin significativa de las propiedades del suelo a lo largo del ao.Por otro lado, muchos procesos constructivos modifican las condiciones del agua freticas, y consecuentemente provocan variaciones importantes en las caractersticas de los suelos.

El contenido de humedad influye en las propiedades fsicas de una sustancia: en el peso, la densidad, la viscosidad, el ndice de refraccin, la conductividad elctrica y en muchas otras.Entorno o AmbienteExisten varias caractersticas del entorno de un suelo que pueden tener una influencia importante en el comportamiento mecnico de este. Entre estas caractersticas estn la naturaleza del fluido intersticial y la temperatura.Por ejemplo una arcilla sedimentaria o compactada puede haberse formado con un fluido intersticial de una cierta composicin qumica y a una determinada temperatura, pero ambos factores pueden variar a lo largo de la vida del depsito. Un ejemplo clsico es el de la arcilla marina, depositada en agua con un elevado contenido de sales: 35 g de sal por litro de agua, en las condiciones marinas tpicas. Las arcillas marinas han sufrido frecuentemente levantamientos tectnicos por lo cual se encuentran por encima del nivel del mar, y el agua que se filtra a travs de las mismas tiene un contenido en sales muy inferior al agua del mar. As a lo largo del tiempo se produce una disminucin lenta y gradual de la sal contenida en los poros del sedimento arcilloso, de forma que al cabo de muchos miles de aos de lavado o lixiviacin, el fluido intersticial puede ser muy diferente del original que exista en el momento de la formacin del sedimento. La reduccin del contenido de los electrolitos del agua en torno a las partculas del suelo puede reducir la fuerza neta de atraccin entre las mismas. En otras palabras el arrastre de la sal de entre los poros puede reducir la resistencia al corte del terreno.Propiedades ndice de los SuelosLas Propiedades ndice de los suelos trata de estudiar mtodos para la diferenciacin de los distintos tipos de suelos de una misma categora, en base a ensayos denominados ensayos de clasificacin, es decir que las propiedades ndice son las caractersticas particulares de cada suelo de una misma categora. Estas caractersticas son la granulometra, consistencia, cohesin y estructura, que son las que determinan cuan bueno o malo es un suelo para su uso en la construccin de las obras civiles. Estas propiedades ndices de los suelos se dividen en dos: Propiedades de los Granos de Suelo. Se relacionan directamente la forma y tamao de las partculas que constituyen el suelo. Propiedades de los Agregados de los Suelos. Para los suelos no cohesivos la densidad relativa y para suelos cohesivos la consistencia.Conceptos Bsicosa) Mineral: Un mineral puede ser definido como una sustancia inorgnica natural que tiene una composicin qumica en particular, o una variacin de su composicin, y una estructura atmica regular que guarda ntima relacin con su forma cristalina. Los minerales son los principales constituyentes slidos de todas las rocas, que dan a las rocas caractersticas fsicas, pticas y qumicas como el color, lustre, forma, dureza y otros; generalmente los minerales dominantes de los suelos son cuarzo y feldespatos.

b) Suelo: Para propsitos ingenieriles, se define suelo como un agregado no cementado formado por partculas minerales y materia orgnica en descomposicin (partculas slidas) con algn lquido (generalmente agua) y gas (normalmente aire) en los espacios vacos.

c) Roca: La roca puede ser definida como un agregado natural slido con contenido mineral, que tiene propiedades fsicas como qumicas. Las rocas son materiales cementados, usualmente tienen muy baja porosidad, pueden ser encontradas en procesos de descomposicin con sus propiedades fsicas y qumicas alteradas, presentan discontinuidades y su comportamiento es complejo cuando se someten a esfuerzos.

d) Mecnica de Suelos: La mecnica de suelos es la rama de la ciencia que estudia las propiedades fsicas del suelo y el comportamiento de las masas de suelo sometidas a varios tipos de fuerzas. Las propiedades que se estudian son: origen, distribucin de tamao de partculas, plasticidad, capacidad de drenar agua, compresibilidad, resistencia al corte y capacidad de apoyo.

e) Ingeniera de Suelos: Se considera la aplicacin de los principios de mecnica de suelos a problemas prcticos en la ingeniera, donde la experiencia y el conocimiento adquirido se complementan.

f) Ingeniera Geotcnica: La ingeniera geotcnica es definida como una subdisciplina de la ingeniera civil que involucra materiales encontrados cerca de la superficie de la tierra como la roca, suelo y agua subterrnea, encontrando relaciones para el diseo, construccin y operacin de proyectos de ingeniera. La ingeniera geotcnica es altamente emprica e incluye la aplicacin de los principios de la mecnica de suelos y la mecnica de rocas para el diseo de fundaciones, estructuras de retencin y estructuras terrestres.

Origen del SueloEl suelo es producto de la meteorizacin de las rocas, es decir, la desintegracin de esta en pedazos de minerales cada vez ms pequeos, que en contacto con el medio (agua, aire) se unen formando el suelo; la meteorizacin y otros procesos geolgicos actan en las rocas que se encuentran cerca de la superficie terrestre transformndola en materia no consolidada o ms comnmente llamada suelo. En la pregunta cinco se explicaran con ms detalle el concepto de la meteorizacin y en las partes que se divide.Ciclo de la RocaSe llama ciclo de la roca a un proceso geolgico extremadamente lento, queda lugar al origen de tres categoras diferentes de rocas como ser: Rocas gneas, sedimentarias y metamrficas.Rocas gneas: son formadas por la solidificacin del magma derretido, expulsado de las profundidades de la tierra.Rocas Sedimentarias: son formadas por la compactacin de minerales sueltos como gravas, arenas, limos y arcillas por medio de sobrecargas que despus son cementados por agentes como el xido de hierro, calcita, dolomita, y cuarzo. Los agentes cementadores son llevados generalmente por las aguas subterrneas que llenan los espacios vacos entre las partculas y forman las rocas sedimentarias.Rocas Metamrficas: son formadas por procesos metamrficos como lo son el cambio de composicin y textura de las rocas, sin fundirse por presin o calor.ROCA GNEAROCA SEDIMENTARIAROCA METAMRFICA

MeteorizacinEs el proceso de desintegracin de rocas a pedazos ms pequeos por procesos mecnicos y qumicos. Debido a esto es que la meteorizacin se divide en dos partes dependiendo del proceso que son la meteorizacin mecnica y la meteorizacin qumica.Meteorizacin Mecnica: puede ser causada por la expansin y contraccin de las rocas debido a la continua perdida y ganancia de calor lo que produce que el agua que se escurre entre los espacios vacos se congela y por lo tanto se expande lo que da como resultado un aumento de presin muy grande que finalmente desintegra la roca sin cambiar su composicin qumica.Dentro la meteorizacin mecnica se puede mencionar la descarga mecnica, la carga mecnica, expansin y contraccin trmica, acumulacin de sales incluyendo la accin congelante, desprendimiento coloidal, actividad orgnica, carga neumtica.Meteorizacin Qumica: se produce debido a que los minerales de la roca original son transformados en nuevos minerales debido a reacciones qumicas.Dentro la meteorizacin qumica se puede mencionar la hidrlisis, carbonizacin, solucin, oxidacin, reduccin, hidratacin, lixiviacin y cambio de cationes.Depsitos formados por el Transporte de la Meteorizacin de las RocasLos suelos producto de la meteorizacin pueden permanecer en el suelo de origen o pueden ser movidos a otros lugares por la accin del hielo, agua, viento, y la gravedad. La forma de clasificacin de los suelos producto de la meteorizacin depende de la forma de transportacin y depsitos. Suelos Glaciares: Son los suelos formados por el transporte y deposicin de los glaciares.

Suelos Aluviales: Son los suelos transportados por las corrientes de agua y depositados a lo largo de la corriente.

Suelos Lacustres: Son los suelos formados por la deposicin en lagunas en reposo.

Suelos Marinos: Son los suelos formados por la deposicin en mares.

Suelos Elicos: Son los suelos transportados y depositados por el viento.

Suelos Coluviales: Son los suelos formados por el movimiento de los suelos de su lugar de origen por efecto de la gravedad, como los deslizamientos de tierra.

Suelos Residuales: Los suelos formados producto de la meteorizacin que se mantienen en su mismo lugar de origen so llamados suelos residuales, que a diferencia de los suelos producto del transporte y deposicin, estos estn relacionados con los materiales del lugar, clima, topografa. Se caracterizan por tener una gradacin del tamao de partculas aumentado su tamao con el incremento de la profundidad, pueden componerse de materiales altamente compresibles.

Fases que componen el SueloEl suelo a diferencia de cualquier otro material, se compone de tres fases simultneamente: slida, lquida y gaseosa. El comportamiento de un suelo depende de la cantidad relativa de cada una de estas tres fases que interactan entre s.Fase Slida: Siempre est presenta en el suelo y usualmente est constituida de partculas derivadas de rocas como la arena, grava, limo y arcilla, incluso de materia orgnica.Fase Lquida: Esta se ubica en los espacios vacos entre partculas, consiste casi siempre de agua y en casos particulares otros lquidos. Para el estudio de las fases del suelo se asumir agua en todos los casos por ser un elemento comn.Fase Gaseosa: Si el lquido no llena completamente los espacios vacos estos espacios restantes son ocupados por la fase gaseosa que generalmente es aire aunque puede ser otro tipo de gas, sin embargo se asumir el aire para todos los casos.

Existen dos posibles casos alternativos que tambin pueden tenerse en un suelo, relacionado con los vacos del mismo. Si estos vacos estn llenos de aire y no contienen agua se dice que el suelo est seco. En cambio si todos los vacos estn llenos de agua se dice que se halla saturado.Anlisis MecnicoEl anlisis mecnico consiste en la determinacin del rango de tamao de partculas presentes en un suelo, expresado en porcentaje del peso total seco. Es decir que trata de separar por medios mecnicos, los distintos tamaos de partculas presentes en el suelo, expresando cada tamao de partculas en porcentaje del peso total seco.El mtodo ms directo para separar el suelo en fracciones de distinto tamao consiste en el anlisis por tamices, que se lo realiza haciendo pasar una masa de suelo a travs de un juego de tamices. El uso de tamices est restringido al anlisis de suelos gruesos o no muy finos con un tamao de partculas cuyos dimetros sean mayores a 0.075 mm. y menores a 3 plg.Sin embargo puede darse la posibilidad que el suelo considerado como fino no sea retenido por ningn tamiz, en este caso se aplica un procedimiento diferente. Para el anlisis mecnico de suelos finos se emplea el mtodo del hidrmetro el cual consiste en la sedimentacin de las partculas finas. Basados en la ley de Stokes que fija la velocidad a la que una partcula esfrica de dimetro dado sedimenta en un liquido en reposo. El anlisis por hidrmetro esta restringido para dimetros de partculas menores 0.075 mm.Curva de Distribucin de Tamao de PartculasLa curva de distribucin de tamao de partculas nos permite determinar el porcentaje grava, arena, limo y partculas de arcilla presentes en un suelo, pero no solo muestra el rango del tamao de partculas, sino tambin el tipo de distribucin de varios tamaos de partculas. La forma de la curva de distribucin de tamao de partculas nos puede ayudar tambin a determinar el origen geolgico de un suelo, tambin puede ser usada para determinar algunos parmetros de un suelo como, dimetro efectivo, coeficiente de uniformidad, coeficiente de gradacin, coeficiente de clasificacin.

Parmetros de un SueloLos parmetros de un suelo como, dimetro efectivo, coeficiente de uniformidad, coeficiente de gradacin, coeficiente de clasificacin.Dimetro Efectivo D10: es el dimetro en la curva de distribucin de tamao de partculas que corresponde al 10 % ms fino. El dimetro efectivo D10, de un suelo granular es una buena medida para estimar la conductividad hidrulica y el drenaje a travs de un suelo.Coeficiente de Uniformidad Cu: expresa la uniformidad de un suelo, y se define como:

Un suelo con un coeficiente de uniformidad menor a 2 es considerado uniforme. En realidad la relacin es un coeficiente de no uniformidad, pues su valor numrico decrece cuando la uniformidad aumenta.Coeficiente de Gradacin o Curvatura CC: mide la forma de la curva entre el D60 y el D10, algunos autores llaman a este parmetro de la curva de distribucin del tamao de partculas como coeficiente de ordenamiento. Valores de CC muy diferentes de la unidad indican la falta de una serie de dimetros entre los tamaos correspondientes al D10 y el D60.

Principales Caractersticas de las ArcillasLas arcillas se caracterizan por tener una estructura laminar, tener un alto grado de plasticidad, una gran resistencia en seco y poseen una carga negativa neta en sus superficies lo que provoca que las cargas positivas del hidrogeno del agua se adhieran a la superficie de las arcillas. Consistencia y Lmites de ConsistenciaLa consistencia se refiere al estado en que se encuentra una masa como resultado de los componentes de un elemento unidos unos a otros. Para el caso de suelos la consistencia est muy relacionada con el contenido de humedad del suelo. En lo que respecta a los suelos finos pueden definirse cuatro estados de consistencia: estado slido, cuando el suelo est seco, pasando al aadir agua a semislido, plstico y finalmente lquido.La transicin de un estado a otro es muy progresiva, debido a esto se han planteado lmites definidos de consistencia, como ser l lmite de contraccin, lmite plstico y lmite lquido. Sin embargo estos lmites son vlidos para fracciones de suelo que pasan por el tamiz N 40.Lmite de Contraccin: este lmite separa el estado semislido del estado slido. Esta prueba se realiza en con equipo de laboratorio. Cuando empieza a secarse progresivamente el volumen disminuye en proporcin con la prdida del contenido de humedad. El instante en que a un determinado contenido de humedad el volumen empieza a mantenerse constante, a ese contenido de humedad donde el volumen llega a su valor ms bajo se denomina lmite de contraccin (LC).Para poder conocer el lmite de contraccin, se necesita conocer dos valores:1. El contenido de humedad de la muestra saturada (i).2. La variacin del contenido de humedad ().De tal manera el lmite de contraccin ser:LC = i -

Limite Plstico: este lmite separa el estado plstico del estado semislido. La prueba para la determinacin del lmite plstico, consiste en amasar en forma de rollito una muestra de material fino. Este ensayo es explicado en el libro gua de esta materia.Lmite Lquido: este lmite separa el estado lquido del estado plstico. Para determinar el lmite lquido se utiliza una tcnica basada en la cuchara de Casagrande. Este ensayo es explicado en el libro gua de esta materia.ndices de ConsistenciaAl igual que cualquier otro ndice los ndices de consistencia nos indican el grado de liquidez, plasticidad es decir la consistencia respectiva de una masa de suelo. A diferencia de los lmites de consistencia que indican el contenido mximo de humedad para pasar de un estado de consistencia a otro estos nos permiten hacer comparaciones con otros suelos.ndice de Plasticidad (IP): es la diferencia entre el lmite lquido y el lmite plstico. Expresa el campo de variacin en que un suelo se comporta como plstico. Viene definido por la relacin:IP = LL - LP

No siempre el lmite liquido o el lmite plstico presenta valores determinantes, considere el caso de la existencia real de algn tipo de arcilla que antes de ser alteradas contengan una humedad mayor al del lmite lquido pero que su consistencia no sea nada lquida. Tambin la resistencia de diferentes suelos arcillosos en el lmite lquido no es constante, sino que puede variar ampliamente. En las arcillas muy plsticas, la tenacidad en el lmite plstico es alta, debindose aplicar con las manos considerable presin para formar los rollitos: por el contrario las arcillas de baja plasticidad son poco tenaces en el lmite plstico.Algunos suelos finos y arenosos pueden, en apariencia, ser similares a las arcillas pero al tratar de determinar su lmite plstico se nota la imposibilidad de formar los rollitos, revelndose as la falta de plasticidad material; en estos suelos el lmite lquido resulta prcticamente igual al plstico y an menor, resultando entonces un ndice plstico negativo; las determinaciones de plasticidad no conducen a ningn resultado de inters y los lmites lquido y plstico carecen de sentido fsico. En estos casos se usa el ndice de liquidez.El ndice de liquidez ser:IL = (w - LP) / (LL - LP)

Cuando el contenido de humedad es mayor que el lmite lquido, ndice de liquidez mayor que 1, el amasado transforma al suelo en una espesa pasta viscosa. En cambio, si el contenido es menor que el lmite plstico, ndice de liquidez negativo, el suelo no pude ser amasado.El ndice de consistencia es:IC = 1 - IL

Se debe tomar en cuenta el caso en el que el contenido de humedad (w) es igual al lmite lquido (LL), entonces el ndice de liquidez (IL) ser uno lo que significa que el ndice de consistencia ser cero. (Consistencia lquida) De igual manera si w = IP entonces IC = 1.Clasificacin de los SuelosLa clasificacin de los suelos permite obtener una descripcin apropiada y nica de estos y as conocer de qu material se trata en cada caso dndonos una idea clara de sus caractersticas y el uso que se le puede dar, los mtodos de clasificacin de suelos solo consisten en agruparlos en una u otra categora dependiendo de sus propiedades fsicas.Existe una clasificacin de las partculas dependiendo su tamao, de este modo, las partculas se definen como: Grava: si su tamao se encuentra entre 76.2 mm y 2 mm. Arena: si su tamao es de 2 mm a 0.075 mm. Limo: si su tamao es de 0.075 mm a 0.02 mm. Arcilla: si su tamao es menor a 0.02 mm.Entre los mtodos de clasificacin que se utilizan son: Sistema de Clasificacin AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials): este es un sistema de clasificacin ms apto para material de construccin de vas de comunicacin, dando a los materiales una clasificacin que va de A-1 a A-7 acompaados de un ndice de grupo, en la que los mejores materiales para la construccin de bases y sub-bases son los primeros A-1 y A-2. Sistema de Clasificacin de Suelos Unificado, USCS (Unified Soil Classification System): se trata de un sistema ms completo de clasificacin que nos permite tambin conocer las caractersticas de plasticidad, gradacin y otros de las muestras que se analiza, este mtodo ms usual para la ingeniera geotcnica clasifica las muestras mediante las abreviaciones del mtodo y le asigna un nombre con respecto a sus otras caractersticas.Para obtener la distribucin de tamaos de las partculas se utilizan dos mtodos muy difundidos como son el tamizado mecnico y el del hidrmetro que se complementan mutuamente para obtener granulometras completas hasta tamaos de partculas nfimos.Para la determinar los lmites de consistencia LL, LP e IP (IP = LL LP) se determinan mediante el ensayo de muestras segn mtodos normalizados.El sistema de clasificacin Unificado clasifica a los suelos en cuatro principales categoras, cada una de estas categoras usa un smbolo que define la naturaleza del suelo: Suelos de Grano Grueso. Son de naturaleza tipo grava y arena con menos del 50% pasando por el tamiz N 200. Los smbolos de grupo comienzan con un prefijo G para la grava o suelo gravoso del ingls Gravel y S para la arena o suelo arenoso del ingls Sand.

Suelos de Grano Fino. Son aquellos que tienen 50% o ms pasando por el tamiz N 200. Los smbolos de grupo comienzan con un prefijo M para limo inorgnico del sueco mo y mjala, C para arcilla inorgnica del ingls Clay.

Suelos Orgnicos. Son limos y arcillas que contienen materia orgnica importante, a estos se los denomina con el prefijo O del ingls Organic.

Turbas. El smbolo Pt se usa para turbas del ingls peat, lodos y otros suelos altamente orgnicos.

Descripcin e Identificacin de SuelosLa identificacin de un suelo consiste en reconocer el tipo de suelo en un sistema de clasificacin conocido, en este caso mediante una inspeccin visual, tctily olfativa, acompaado de algunos ensayos manuales evaluados en forma cualitativa. Mientras que la descripcin consiste en aportar informacin adicional de algunas caractersticas notorias del suelo como ser: el color, olor, forma de las partculas del suelo y otras caractersticas. Inclusive esta informacin descriptiva debe usarse para complementar la clasificacin de un suelo mediante los ensayos convencionales de laboratorio.En ingeniera civil se utilizan los suelos con dos propsitos:a) Material de prstamo para terraplenes o rellenos.b) Fundaciones de estructuras.Se realiza la descripcin de los suelos dependiendo como vayan a ser utilizados.a) Material de Prstamo. Descripcin del contenido de humedad seco, hmedo, saturado.b) Para Fundaciones. Estructura natural, densificacin en campo, consistencia del suelo, contenido de humedad.En general, se debe seguir el siguiente procedimiento:1. Nombre tpico.2. Porcentaje aproximado de arena y grava.3. Mximo tamao de partculas.4. Forma de los granos gruesos, angularidad.5. Condicin de la superficie de los granos.6. Dureza.7. Color.8. Humedad.9. Contenido orgnico.10. Plasticidad.11. Estructura.12. Cementacion.13. Grado de compacidad (excepto arcilla).14. Consistencia (solo arcillas).15. Nombre geolgico.16. Smbolo de grupo.Flujo de AguaLos suelos tienen espacios vacos interconectados entre s, a travs de los cuales el agua puede fluir desde los puntos de mayor energa hacia los puntos de menor energa; todos los poros del suelo estn conectados con sus vecinos. Los poros aislados son imposibles en una agrupacin de esferas, cualquiera sea la forma de la misma. En los suelos gruesos, gravas, arenas e incluso limos es difcil imaginar poros aislados. En las arcillas, formadas como es habitual por partculas aplanadas, podran existir un pequeo porcentaje de huecos aislados.Las fotografas con microscopio electrnico de arcillas naturales sugieren, sin embargo, que incluso en los suelos de grano ms fino todos los huecos estn interconectados.Como los poros de un suelo estn aparentemente comunicados entre s, el agua puede fluir a travs de los suelos naturales ms compactos.El estudio del flujo de agua a travs de un medio poroso es importante en la mecnica de suelos. Es necesario para la estimacin de la cantidad de flujo subterrneo bajo varias condiciones hidrulicas, para la investigacin de problemas que envuelven la presin del agua bajo una construccin y para realizar el anlisis de estabilidad en presas de tierra y estructuras de soporte hechas de tierra que estn sujetas a fuerzas debidas al escurrimiento.Para ste estudio se sigue la ley de Darcy, la cual propone una simple ecuacin para la velocidad de descarga del agua a travs de los suelos saturados.Se debe tener muy en cuenta que la ecuacin de Darcy slo es aplicable en suelos ms finos que las arenas gruesas. Adems que el flujo de entre dos puntos cualesquiera dependen slo de la diferencia de carga total.De la mecnica de fluidos sabemos que, de acuerdo a la ecuacin de Bernoulli, la altura total en un punto de anlisis de agua en movimiento puede determinarse como la suma de la presin, la velocidad y la elevacin.Cabe hacer notar que la altura de elevacin, Z, es la distancia vertical de un punto dado por encima o por debajo del plano de referencia llamado Datum a ste. Si se aplica la ecuacin de Bernoulli al flujo de agua a travs de un medio poroso, como es el suelo, el trmino de velocidad puede ser despreciado, esto porque la velocidad de desplazamiento es pequea, por tanto podemos decir que la altura total en cualquier punto es:h = u/w + v2/2g

La altura de presin en un punto es la altura de la columna vertical de agua en el piezmetro instalado en tal punto.Permeabilidad de los SuelosLa permeabilidad es una propiedad hidrulica de los suelos, donde el suelo permite hasta cierto grado particular, un movimiento de agua perceptible a travs del mismo en estado saturado. La permeabilidad se mide en unidades de rea, se considera a los suelos compuestos de grava y arena como de alta permeabilidad, mientras a los suelos arcillosos como muy poco permeables.Superficie o Nivel Fretico del AguaLos suelos estn formados por partculas minerales con agua o gas entres sus espacios vacos. Los espacios vacos estn interconectados entre s de diversas maneras, por lo tanto el agua puede pasar a travs de estas en descenso de las zonas de alta presin a las de baja presin. El nivel de agua descender hasta detenerse, esto es cuando se encuentre un equilibrio entre la presin atmosfrica y la presin de poros del suelo. Este nivel de agua, recibe el nombre de superficie fretica o nivel fretico de agua.

Conceptos Bsicosa) Acufero: El agua que penetra en el suelo por infiltracin puede quedar retenida a una profundidad o bien descender a una profundidad mayor. Un acufero es un estrato subterrneo de arena o grava que almacena esta agua, cuya permeabilidad permite la retencin de agua y permitir su movimiento a lo largo de este. Generalmente esta agua es transmitida a zonas de recarga, como: lagos, pantanos, manantiales, pozos y otras fuentes de captacin.b) Acutardo: Es una formacin geolgica similar al acufero, que contiene apreciables cantidades de agua, pero este debido a su permeabilidad, la transmite muy lentamente, como fuente de recarga, hacia otros acuferos.c) Acucludo: Es una formacin geolgica compuesta de arcilla (muy baja permeabilidad) que, conteniendo agua en su interior incluso hasta la saturacin, no la transmite.d) Acufugo: Esta es una formacin geolgica subterrnea, que se caracteriza por no tener intersticios interconectados, es decir que los espacios vacos entre partculas no estn conectados entre s, por lo tanto, es incapaz de absorber agua y mucho menos transmitirla.

Esfuerzos EfectivosMovimientos del terreno e inestabilidades pueden ser causados por cambios en la presin de poros. Por ejemplo, taludes estables pueden fallar despus de tormentas de lluvia porque la presin de poros aumenta debido a la infiltracin de la lluvia en el talud mientras que el descenso del nivel fretico debido a la extraccin de agua causa asentamientos en el terreno.Como la compresin y la resistencia del suelo pueden cambiar con cambios del esfuerzo total o con cambios de la presin de poros existe una combinacin entre el esfuerzo total y la presin de poros llamada esfuerzo efectivo que rige el comportamiento del suelo.La relacin entre esfuerzo total, esfuerzo efectivo, y presin de poros fue descubierta primero por Terzaghi (1936). El defini el esfuerzo efectivo de esta manera: Todos los efectos medibles de un cambio de esfuerzos, tal como la compresin, distorsin, y un cambio de la resistencia al corte, son debidos exclusivamente a cambios del esfuerzo efectivo. El esfuerzo efectivo est relacionado al esfuerzo total y presin de poros por:' = -

Importancia:El principio del esfuerzo efectivo es absolutamente fundamental a la mecnica de suelos y su importancia no es exagerada. Esta es la manera en el que el comportamiento del suelo debido a cargas est relacionado al comportamiento debido a cambios de la presin de poros.Debido a que los esfuerzos total y efectivo son diferentes (excepto cuando las presiones de poros son cero) es absolutamente esencial distinguir entre los dos. Los esfuerzos efectivos y son siempre denotados por primas mientras que los esfuerzos totales y no tiene primas. En toda ecuacin todos sus componentes deben ser esfuerzos totales, o esfuerzos efectivos, o los esfuerzos totales y efectivos deben estar relacionados correctamente por la presin de poros.Resistencia al CorteLa resistencia de un material describe el estado ltimo de esfuerzo que puede soportar antes de que falle. Para suelos que pueden tener niveles altos de deformacin se define la falla de acuerdo a sus deformaciones. Se habla de resistencia a la tensin, resistencia a la compresin, resistencia al corte, y as sucesivamente, pensando que estos trminos son diferentes, pero estos trminos deben realmente estar relacionados a una caracterstica fundamental de resistencia.La conexin entre estas resistencias diferentes es el esfuerzo de corte mximo, o el tamao del crculo de Mohr ms grande que el material pueda soportar.El crculo de Mohr es un diagrama de esfuerzos utilizado para analizar los estados de esfuerzos en un elemento de suelo. El criterio de Mohr-Coulomb es un criterio de falla que indica que la resistencia de un material aumenta linealmente con el aumento del esfuerzo efectivo normal y el material fallar cuando el crculo de Mohr toque una curva lmite.Es as que el criterio de Mohr-Coulomb se utiliza para determinar la resistencia de suelos sometidos a cargas en problemas de la ingeniera geotcnica. De esta manera podemos decir que materiales que tienen resistencia pueden soportar esfuerzos de corte y la resistencia es el mximo esfuerzo de corte que pueda ser soportado. Solo los materiales con resistencia pueden tener taludes porque los esfuerzos de corte son requeridos para mantener un talud. Un material sin resistencia al corte, como agua estacionaria, no puede soportar un talud y el crculo de Mohr se reduce a un punto.Teora del Estado CrticoLos parmetros c y de resistencia al corte de Mohr - Coulomb, no son propiedades fundamentales del suelo. Ellos dependen del tipo de ensayo en la cual fueron determinados. La teora del estado crtico es un esfuerzo por predecir el comportamiento de un suelo saturado sujeto a un sistema de esfuerzos axisimtricos mediante un concepto matemtico. La idea central en la teora del estado crtico es que todos los suelos fallan en una nica superficie de falla en un espacio q, p, e. El modelo de estado crtico incorpora en su criterio de falla cambios de volumen diferente al criterio de Mohr - Coulomb donde la falla solo est definida por la pendiente de la lnea de esfuerzos mximos. De acuerdo con el modelo de estado crtico el estado de falla de esfuerzos es insuficiente para garantizar la falla en los suelos.Compactacin de los SuelosLa construccin de carreteras, presas de tierra y otras estructuras ingenieriles requiere de suelos con buenas caractersticas de resistencia y de cargas portantes que por lo general no correspondern a las caractersticas naturales del suelo, es en estos casos que se requiere mejorar las propiedades del suelo con la aplicacin de algunos mtodos, uno de los ms usuales es la compactacin.La compactacin de los suelos consiste en eliminar de ellos la mayor cantidad de aire presente en su estructura, mediante la adicin de cierta cantidad de energa mecnica, la compactacin es evaluada en trminos de su peso unitario seco (d), y tiene lugar al aadir una cantidad de agua determinada la cual lubricar las partculas, permitiendo que estas se reordenen en un menor volumen por accin de la energa mecnica, densificando as el suelo.La compactacin de los suelos requiere de ensayos en laboratorio que permiten conocer la curva de compactacin de la que se obtiene el contenido de humedad optimo (wopt) para alcanzar un peso unitario mximo (dmax), del que se infiere el que se buscar en campo, estos ensayos se encuentran normalizados y se conocen como ensayo Proctor Estndar y el Proctor Modificado que se realizan sobre muestras de material fino y que en caso de contener mucho material grueso requieren de correcciones que tambin se encuentran normalizadas.Beneficios de realizar una Compactacin en el Sueloa) Reduccin o prevencin de los asentamientos perjudiciales: Si la estructura se construye en un suelo sin compactar o compactado con desigualdad, el suelo se hunde dando lugar a que la estructura se deforme (asentamientos). El hundimiento es ms profundo generalmente en un lado o esquina, por lo que se producen grietas o un derrumbe total de la estructura.b) Aumento de la resistencia del suelo y mejoramiento de la estabilidad del talud: Los vacos producen debilidad al suelo e incapacidad para soportar cargas pesadas. Estando el suelo compactado, se reducen los vacos y todas las partculas del suelo estn ms apretadas, por lo tanto estas pueden soportar cargas mayores.c) Reduce la expansin y contraccin del suelo: Si hay vacos, el agua puede penetrar en el suelo y llenar estos vacos. El resultado sera el esponjamiento del suelo durante la estacin de lluvias y la contraccin del mismo durante la estacin seca.d) Impide los daos de las heladas: El agua se expande y aumenta el volumen al congelarse. Esta accin a menudo causa que el pavimento se hinche y a la vez, las paredes y losas del piso se agrieten. La compactacin reduce estas cavidades de agua en el suelo.e) Reduce el escurrimiento del agua: Un suelo compactado reduce la penetracin de agua.Incremento de Esfuerzo VerticalCuando se construye una estructura, al nivel del contacto suelo-fundacin, se produce un incremento neto de carga que conduce a un aumento de esfuerzo de la masa de suelo que la soporta. La magnitud de la deformacin del suelo por debajo la estructura depender del incremento de esfuerzo.Los suelos no se comportan de forma lineal y elstica debido a su naturaleza y composicin compleja. Sin embargo, el mtodo ms utilizado para la estimacin de incremento de esfuerzos, propuesto por Boussinesq en 1883, modela la masa de suelo como un medio elstico, continuo, isotrpico, y homogneo. En general los suelos son anisotrpicos, no elsticos y heterogneos, razn por la cual, algunos estudios muestran que la variacin entre datos estimados y reales en campo pueden alcanzar variaciones entre el 25 a 30%.Boussinesq encontr la ecuacin de incremento de carga en cualquier punto de un semiespacio infinito donde acta una carga puntual, la que fue utilizada para determinar las ecuaciones correspondientes a diferentes tipos de carga flexible.AsentamientosEl asentamiento en las fundaciones superficiales est compuesto por tres componentes, el asentamiento inmediato (Si), el asentamiento por consolidacin primaria (Sc) y el asentamiento por consolidacin secundaria (Ss). El clculo el sentamiento inmediato en general se basa en la teora elstica. Los otros dos componentes de asentamiento resultan de la expulsin gradual de agua y del reordenamiento de partculas bajo carga constante, respectivamente. La importancia relativa de los componentes de asentamiento segn el tipo de suelo, es presentada en la Tabla.Tipo de sueloSiScSs

ArenaSiNoNo

ArcillaRelativaSiRelativa

Suelo orgnicoRelativaRelativaSi

Asentamiento Inmediato. Es estimado a partir de los parmetros elsticos del suelo. Para suelos predominantemente cohesivos, esta teora es buena, debido a que se asumen condiciones de homogeneidad e isotropa no tan alejadas de la realidad. Como datos para el clculo, se requieren el mdulo de elasticidad no drenado EU y el coeficiente de Poisson . Por otro lado, para la estimacin del asentamiento inmediato de suelos granulares sin cohesin, se recomienda utilizar los mtodos semiempricos en los que s se toma en cuenta la variacin de los parmetros elsticos, como por ejemplo el mtodo de Schmertmann.Asentamiento por Consolidacin Primaria. El asentamiento por consolidacin es propio de suelos saturados cohesivos o de baja permeabilidad sujetos a un incremento en el esfuerzo efectivo que se traduce en un incremento en la presin de poros. Si bien el agua y las partculas de suelo son virtualmente incompresibles, el cambio de volumen en la masa de suelo se debe a la expulsin gradual del agua de los poros. Para predecir el asentamiento por consolidacin, es necesario conocer las propiedades esfuerzo - deformacin en una masa de suelo. Para esto, se desarrolla una prueba de laboratorio denominada consolidacin unidimensional (prueba del edmetro), en la cual la muestra puede deformarse solamente en direccin vertical. La deformacin horizontal es impedida.De forma meramente casual, el mtodo de consolidacin primaria unidimensional resulta muy acertado para la estimacin del asentamiento total (Si + Sc). Para arcillas rgidas el asentamiento total es igual al asentamiento edomtrico (total=edmetro). Para arcillas blandas el asentamiento total es igual a 1,1 veces el asentamiento edomtrico (total=1,1xedmetro).Finalmente, en cuanto a la estimacin del tiempo de consolidacin, el Anexo I presenta las ecuaciones y tablas basadas en la teora de consolidacin unidimensional de Terzaghi.Asentamiento por Consolidacin Secundaria. A diferencia de la consolidacin primaria, el proceso de consolidacin secundaria no contempla la expulsin de agua de los poros, sino ms bien se refiere a la reorientacin, fluencia y descomposicin de materiales orgnicos en el suelo por lo que tampoco es preponderante un cambio en el esfuerzo efectivo para su desarrollo.Capacidad de ApoyoLas fundaciones estn generalmente diseadas para satisfacer ciertos criterios de servicio y resistencia. El criterio de servicio indica que la fundacin debe satisfacer su propsito de diseo bajo cargas de operacin normales de la estructura o equipo que soporta. Estas limitaciones de servicio son tpicamente los asentamientos u otras limitaciones de movimiento. El criterio de resistencia tiene el propsito de asegurar que la fundacin tiene suficiente resistencia de reserva para resistir las grandes cargas ocasionales que pueden experimentarse debido a fuerzas del entorno u otras fuentes. El criterio de servicio es tpicamente una consideracin a largo plazo para una fundacin que puede depender de la consolidacin del terreno. La resistencia de la fundacin, o la capacidad de soporte, puede ser un problema a corto plazo como la construccin de un terrapln o una fundacin en condiciones no drenadas o un problema a largo plazo donde la carga mxima sobre la fundacin puede llegar en un tiempo no conocido. Los trminos utilizados que relacionan presiones de soporte y capacidad de soporte son los siguientes:a) Carga ltima de Apoyo, qu: Es el valor de la intensidad de carga a la cual el terreno falla en corte.b) Mxima capacidad segura de apoyo, qs: Es la carga ltima de apoyo dividida por un factor de seguridad adecuado.c) Carga admisible, qa: La carga admisible de un suelo es la mxima presin bruta permisible en el terreno en cualquier caso dado, tomando en consideracin la mxima capacidad segura de apoyo, la cantidad estimada y velocidad de asentamiento que ocurrir, y la capacidad de la estructura para soportar estos asentamientos.La fundacin al alcanzar la carga ltima de apoyo puede fallar en diferentes modos de falla:a) Falla por Corte General: Se da cuando la carga sobre la fundacin alcanza la carga ltima de apoyo, qu, y la fundacin tiene un asentamiento grande sin ningn incremento mayor de carga.b) Falla por Corte Local: Se da generalmente en terrenos de arena de densidad suelta a media. En este tipo de falla, las superficies de falla, a diferencia de la falla por corte general, terminan en algn lugar dentro del suelo.Para el clculo de la carga ltima de apoyo se han utilizado extensivamente ecuaciones desarrolladas segn la teora del anlisis del equilibrio lmite. Entre estas ecuaciones, las ecuaciones de Terzaghi, Meyerhof, Hansen, y Vesic han sido las normalmente utilizadas. Estas ecuaciones toman en cuenta la forma y la profundidad de la fundacin, inclinacin de la carga, la base de la fundacin y la superficie del terreno. Las ecuaciones de Meyerhof, Hansen y Vesic utilizan la misma ecuacin bsica, pero los factores de forma, profundidad, inclinacin, y N son calculados de diferente manera, siendo la diferencia entre ellos en algunos casos pequea. El clculo de la capacidad portante puede ser realizado para condiciones drenadas o a largo plazo donde se deben emplear los parmetros efectivos del suelo. Si las condiciones son a corto plazo o nodrenadas entonces se emplean los parmetros totales del suelo.Presin Lateral del SueloLos muros de contencin son obras civiles cuya funcin es la de retener masas de suelo natural o rellenos a distintos niveles. En general, existen dos tipos de muros de contencin, los muros de gravedad y los muros tipo mnsula. Los muros de gravedad son construidos de hormign en masa sin refuerzo de acero y por lo general son de gran volumen, en cambio los muros de tipo mnsula son esbeltos ya que estn construidos con hormign armado, su utilizacin es muy comn y a veces ms econmica. El cuerpo del muro est sometido a la presin lateral que ejerce el terreno sobre el mismo. Existen tres categoras de presin lateral, la presin lateral en reposo, la presin lateral activa y la presin lateral pasiva. La presin lateral en reposo es desarrollada por la masa de suelo nicamente cuando el muro que la retiene es indesplazable y muy rgido, impidiendo su movimiento hacia el relleno o hacia fuera. Si el muro se mueve hacia fuera, la presin sobre el mismo disminuir progresivamente hasta alcanzar un valor mnimo en el instante en que se produce la falla por cortante, el valor mnimo de presin desarrollado se denomina presin lateral activa. Por el contrario, si el muro se mueve hacia el relleno, la presin lateral aumentar gradualmente hasta alcanzar un valor mximo en el instante en que se produce la falla por cortante, el valor mximo de presin desarrollado se denomina presin lateral pasiva.En general, el diseo de muros de contencin es un anlisis iterativo en el que se asumen algunas dimensiones iniciales para verificar las condiciones de estabilidad hasta encontrar las ms apropiadas, seguras y econmicas.La verificacin de estabilidad de un muro incluye la posibilidad de volteo alrededor de la puntera, la falla por deslizamiento sobre su base, la capacidad portante y asentamiento de su fundacin y la estabilidad global del sistema en general.Estabilidad de TaludesLa superficie de la tierra es raramente plana y por lo tanto existen taludes en muchos lugares. An el terreno relativamente plano frecuentemente tiene ros y canales de drenaje con taludes en los lados. Los taludes pueden ser naturales, debidos a la erosin por ros o el mar, o construidos por medio de una excavacin o relleno. Los taludes construidos para caminos y represas son permanentes, y taludes temporales son requeridos durante la construccin de fundaciones y estructuras subterrneas.La geometra de un talud puede ser caracterizado por su ngulo y altura H. Las cargas en el talud se deben al peso propio del suelo y a cargas externas, que pueden venir de fundaciones en la parte superior del talud o agua en la excavacin. Un caso especial de un talud es un corte vertical, tal como los lados de una zanja, donde = 90. En el suelo detrs del talud existirn esfuerzos de corte que son requeridos para mantener el talud (materiales que no pueden soportar esfuerzos de corte no pueden tener taludes). Por lo tanto se deben realizar clculos para verificar la seguridad de taludes naturales, taludes de excavaciones, y terraplenes compactados. Esta verificacin concierne la determinacin y comparacin del esfuerzo de corte desarrollado a lo largo de la superficie de ruptura con la resistencia al corte del suelo. Este proceso se llama anlisis de estabilidad de taludes. La superficie de ruptura es el plano crtico que tiene el factor de seguridad mnimo.El anlisis de estabilidad de un talud no es una tarea fcil. La evaluacin de las variables como la estratificacin del suelo y sus parmetros de resistencia al corte en campo llegan a ser un trabajo muy extenso. La infiltracin a travs del talud y la eleccin de la superficie de deslizamiento potencial aaden a la complejidad del problema. En este captulo se desarrollan variados problemas concernientes al anlisis de estabilidad de taludes.Exploracin del SubsueloPara el diseo de una fundacin y su construccin, es necesario conocer la actual estratificacin del suelo, los resultados de laboratorio de muestras obtenidas a varias profundidades y las observaciones realizadas durante la construccin de otras estructuras obtenidas en similares condiciones. Para este propsito una exploracin del subsuelo adecuado es necesaria. Los objetivos de la exploracin del subsuelo son entre otros:1. Determinar la naturaleza y estratificacin del suelo en el sitio.2. Obtener muestra.3. s de suelo disturbados y no disturbados, para una identificacin visual y ensayos de laboratorio apropiados.4. Determinar la profundidad y naturaleza del lecho rocoso, si este es encontrado.5. Realizar ensayos de campo en sitio, como SPT, CPT, veleta de corte y otros.6. Observar las condiciones de drenaje tanto superficial como subsuperficial.7. Observar posibles problemas constructivos ya sea por la topografa o por la existencia de estructuras prximas.Un programa de exploracin del suelo para una determinada estructura se divide en cuatro categoras principales:Recoleccin de Informacin PreliminarEste paso incluye la obtencin de informacin acorde al tipo de estructura y su uso. Para la construccin de un edificio se deber conocer, la distancia entre columnas, la magnitud de sus cargas y los requerimientos del cdigo de construccin local.Una idea general de la topografa y el tipo de suelo, puede ser encontrado en mapas geolgicos locales y nacionales, en oficinas estatales de agricultura, publicaciones sobre agricultura, publicaciones de informacin hidrolgica, mapas hidrolgicos, manuales y publicaciones del departamento estatal de caminos.ReconocimientoEl ingeniero siempre har una inspeccin visual del terreno para la obtencin de informacin bsica sobre:1. La topografa general, existencia de drenajes, presas, taludes, grietas que indiquen suelos expansivos, etc.2. Estratificacin del suelo, por excavaciones hechas anteriormente, cortes realizados en caminos prximos, etc.3. Tipo de la vegetacin en el sitio, el cual puede indicar la naturaleza del suelo.4. Humedad en construcciones prximas, puede indicar nivel fretico alto as como venas de capilaridad por la cercana de un ro.5. Observaciones en construcciones prximas tales como grietas en muros, asentamiento de columnas y otros pueden indicar problemas de asentamientos.Investigacin del SitioEsta etapa consiste en la realizacin de ensayos tanto en sitio como en laboratorio. La profundidad de sondeo depende del suelo encontrado, sin embargo para determinar una profundidad mnima, el ingeniero puede usar reglas dadas por la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles.1. Determinar los incrementos de esfuerzo , bajo la fundacin a diferentes profundidades.2. Estimar la variacin del esfuerzo vertical v con la profundidad.3. Determinar la profundidad D1 en el cual es igual a q/10, donde q es la presin neta estimada que transmite la fundacin.4. Determinar la profundidad D2 en el cual /v=0,05.5. Si es que el lecho rocoso no fuera encontrado durante el proceso de perforacin, la mnima profundidad de exploracin ser el menor valor entre D1 y D2.Tcnicas de Muestreo en SuelosUno de los propsitos principales de los sondeos es la obtencin de muestras representativas del suelo. Estos se utilizan para determinar el perfil del suelo y realizar ensayos de laboratorio. Hay dos tipos de muestras: disturbadas y no disturbadas. Una muestra disturbada es aquella compuesta por suelo alterada por los procesos de perforacin. Estas son utilizadas para la realizacin de ensayos de clasificacin y ensayos de compactacin Proctor. Una muestra no disturbada es aquella recuperada completamente intacta, conservando las estructura y esfuerzos propios del suelo en el sitio. Estas muestras son requeridas para ensayos de laboratorio tales como ensayos de consolidacin y ensayos de corte. Se obtienen mediante tubos Shelby, los que tienen pared delgada.Mtodos GeofsicosSon mtodos indirectos cuyo principio es el siguiente:Consiste en generar ondas de choque en el suelo, las cuales viajan por el subsuelo hasta el lecho rocoso. Usando sensores denominados gefonos se mide el retorno de estas ondas en la superficie. De acuerdo a la magnitud, tiempo y caractersticas de las ondas de retorno es posible estimar el perfil geolgico del suelo.REPORTE DE LA EXPLORACINAl finalizar la exploracin, luego de realizar los ensayos tanto de campo como de laboratorio, se deber prepara un reporte de los resultados para el uso en el diseo estructural. Un reporte podr contener la siguiente informacin.1. Alcance de la investigacin.2. Descripcin general de la estructura propuesta para la cual se realiz la exploracin.3. Condiciones geolgicas del sitio.4. Facilidades de drenaje del sitio.5. Detalles del sondeo.6. Descripcin de las condiciones del subsuelo determinadas por las muestras de suelo.7. Profundidades del nivel fretico observado en la exploracin.8. Detalles de las fundaciones recomendadas y sus alternativas.9. Algunos problemas constructivos que puedan tenerse.10. Limitaciones de la investigacin.Las siguientes presentaciones graficas tambin necesitan ser adjuntadas al reporte:1. Mapa de la localizacin del sitio.2. Localizacin de las perforaciones con respecto a la estructura propuesta.3. Esquema de los detalles obtenidos de cada una de los sondeos.4. Resultados de ensayos en laboratorios.5. Otras presentaciones especiales.CANTERAUna cantera es una explotacin minera, generalmente a cielo abierto, en la que se obtienen rocas industriales, ornamentales o ridos. Las canteras suelen ser explotaciones de pequeo tamao, aunque el conjunto de ellas representa, probablemente, el mayor volumen de la minera mundial.Los productos obtenidos en las canteras, a diferencia del resto de las explotaciones mineras, no son sometidos a concentracin. Las principales rocas obtenidas en las canteras son: mrmoles, granitos, calizas y pizarras.Toda cantera tiene una vida til, y una vez agotada, el abandono de la actividad puede originar problemas de carcter ambiental, principalmente relacionados con la destruccin del paisaje.

MECNICA DE SUELOSEn ingeniera, la mecnica de suelos es la aplicacin de las leyes de la fsica y las ciencias naturales a los problemas que involucran las cargas impuestas a la capa superficial de la corteza terrestre. Esta ciencia fue fundada por Karl von Terzaghi, a partir de 1925.Todas las obras de ingeniera civil se apoyan sobre el suelo de una u otra forma, y muchas de ellas, adems, utilizan la tierra como elemento de construccin para terraplenes, diques y rellenos en general; por lo que, en consecuencia, su estabilidad y comportamiento funcional y esttico estarn determinados, entre otros factores, por el desempeo del material de asiento situado dentro de las profundidades de influencia de los esfuerzos que se generan, o por el del suelo utilizado para conformar los rellenos.Si se sobrepasan los lmites de la capacidad resistente del suelo o si, an sin llegar a ellos, las deformaciones son considerables, se pueden producir esfuerzos secundarios en los miembros estructurales, quizs no tomados en consideracin en el diseo, productores a su vez de deformaciones importantes, fisuras, grietas, alabeo o desplomos que pueden producir, en casos extremos, el colapso de la obra o su inutilizacin y abandono.En consecuencia, las condiciones del suelo como elemento de sustentacin y construccin y las del cimiento como dispositivo de transicin entre aquel y la supraestructura, han de ser siempre observadas, aunque esto se haga en proyectos pequeos fundados sobre suelos normales a la vista de datos estadsticos y experiencias locales, y en proyectos de mediana a gran importancia o en suelos dudosos, infaliblemente, al travs de una correcta investigacin de mecnica de suelos.Gnesis y composicin de suelosGnesisEl mecanismo primario de creacin de suelos es la erosin de rocas. Todos los tipos de rocas (gneas, metamrficas y sedimentarias) pueden ser reducidas a partculas menores para crear suelo. Los mecanismos de erosin dependen del agente, pudiendo ser fsico, qumico y biolgico. Las actividades humanas como las excavaciones, explosiones y deposicin de residuos y material pueden crear tambin suelos. A lo largo del tiempo geolgico los suelos pueden ser alterados por presin y temperatura hasta convertirse en rocas metamrficas o sedimentarias, o volver a ser fundidos y solidificados, volviendo a ser gneos y cerrando el ciclo de las rocas.La erosin fsica incluye los efectos de la temperatura, heladas, lluvia, viento, impacto y otros mecanismos. La erosin qumica incluye la disolucin del compuesto de la roca y la precipitacin en forma de otro mineral. La arcilla, por ejemplo, puede formarse a travs de la erosin del feldespato, que es uno de los minerales ms comunes de las rocas gneas. El mineral ms comn de la arena es el cuarzo, que es tambin un componente importante de las rocas gneas y se le llama xido de silicio (IV). En resumen todos los suelos del mundo son partculas ms pequeas provenientes de las rocas. Las partculas ms grandes son denominadas gravas. Si las gravas se parten en partes ms pequeas pueden convertirse en arena, de esta al limo y de este a la arcilla, que es la divisin ms pequea.De acuerdo con el Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos, las partculas limosas tienen un rango de tamaos entre los 0,002 mm a los 0,075 mm y las partculas de arena tienen un tamao entre 0,075 mm a 4,75 mm. Las partculas de gravas se consideran entre un rango que va de los 4,75 mm a los 100 mm y por encima de esto se denominan bloques.TransporteEjemplo de horizontes del suelo a) coluvin y suelo ms alto b) suelo residual maduro c) suelo residual joven d) roca erosionada.

Los depsitos de suelo estn afectados por el mecanismo del transporte y la deposicin hasta su localizacin. Los suelos que no han sido transportados sino que provienen de la roca madre que subyace por debajo de stos se denominan suelos residuales. El granito descompuesto es un ejemplo comn de suelo residual. Los mecanismos ms comunes del transporte son la accin de la gravedad, hielo, viento y agua. Los procesos elicos incluyen las dunas de arena y los loess. El agua transporta las partculas en funcin de su tamao y la velocidad de las aguas, de ah la distribucin granulomtrica que aparecen en muchos ros en funcin del punto donde se tome la muestra. Generalmente la arcilla y el limo se acumulan en las zonas ms lentas del ro, o en lagos y pantanos, mientras que las arenas y gravas se acumulan en el lecho de los ros. La erosin de los glaciares es capaz de desplazar grandes bloques de piedra y partirlos en su camino hacia la desembocadura. La gravedad tambin es capaz de transportar grandes cantidades de materiales desde la cima de las montaas a los valles. A estos depsitos formados en las faldas de las montaas se le denominan coluvin. El mecanismo del transporte tambin afecta a la forma de las partculas, por ejemplo, las partculas de los ros suelen ser redondeadas y los coluviones suelen presentar fracturas frescas.Composicin del sueloMineraloga del sueloArcillas, limos, arenas y gravas estn clasificados por su tamao, pero eso pueden consistir en una gran variedad de minerales. Debido a la estabilidad del cuarzo respecto a otras rocas minerales, es el material constituyente ms comn de la arena y el limo. Mica y feldespato son otros minerales comunes presentes en arenas y limos. Los minerales constituyentes de gravas suelen ser muy similares a los de la roca madre.Los minerales ms comunes en las arcillas son la montmorillonita, la esmectita, la ilita y la kaolinita. Estos minerales tienden a formar estructuras en placa con un rango entre y y un rango de grosores entre y , y tienen una superficie especfica relativamente grande. La superficie especfica es definida por el ratio de rea superficial de partculas entre la masa de la partculas. Los minerales de la arcilla tienen un rango de superficie especfica de 10 a 1.000 metros cuadrados por gramo. Esto hace que las arcillas tengan unas propiedades qumicas y electrostticas completamente distintas a la de otros materiales.Los minerales de los suelos estn predominantemente formados por tomos de oxgeno, silicio, hidrgeno y aluminio, organizados en formas cristalinas. Estos elementos junto con el calcio, sodio, potasio, magnesio y carbono constituyen ms del 99 por ciento de la masa slida de La Tierra.Relacin masa-suelo

Un diagrama de fase de suelo indicando la masas y volmenes del aire, slido, lquido y huecos.Hay una gran variedad de parmetros1 usados para describir las proporciones relativas de aire, agua y slidos en un suelo. Esta seccin define estos parmetros y algunas de sus interrelaciones. La notacin bsica sera:, , and representa el volumen de aire, agua y slidos en una mezcla de suelos;, , and representa el peso del aire, agua y slidos en una mezcla de slidos;, , and representa la masa del aire, agua y slidos en la mezcla de slidos;, , and representa las densidades de los constituyentes (aire, agua y slidos) en una mezcla de suelo;Ntese que el peso, W, puede ser obtenido multiplicando la masa, M, por la aceleracin de la gravedad, g, e.g., Gravedad especfica es el ratio entre la densidad del material y la densidad del agua pura ().Gravedad especfica de slidos, Ntese que las unidades de peso convencionales pueden ser obtenidas multiplicando la densidad por la aceleracin debida a la gravedad, .Densidad o Densidad hmeda , son los nombres distintos que se le da a la densidad de la mezcla, es decir el total de aire, agua y slido dividido por el volumen de agua, aire y slidos. (la masa del aire se aproxima a cero para propsitos prcticos):

Densidad seca, , es la masa de slidos dividida por el volumen total de aire, agua y slidos:

Densidad de flotacin, o Densidad sumergida , se define como la densidad de la mezcla menos la densidad del agua, lo cual es til en suelos sumergidos:

donde es la densidad del aguaContenido en agua o Humedad, es el ratio de masa de agua respecto a la masa de slido. Es fcil de medir ya que es el cociente entre la muestra natural y la muestra secada al horno y pesada de nuevo. El procedimiento est estandarizado por la ASTM.

ndice de huecos, , es el ratio de volumen de huecos por el volumen de slidos:

Porosidad, , es el ratio entre el volumen de huecos y el volumen total, y est relacionado con el ndice de huecos:

Grado de saturacin, , ratio entre el volumen de agua y el volumen de huecos, as una muestra S=1 estar completamente hmeda y no admitir ms agua:

De las definiciones de arriba se pueden derivar las siguientes:

Tensin efectiva y capilaridad: condiciones hidrostticas

Esquema del aparato usado para efectuar la prueba directa de resistencia al esfuerzo cortante. En la actualidad esta prueba se ha visto desplazada por las pruebas de compresin triaxialPara entender la mecnica de suelos es necesario entender cmo actan las tensiones normales y efectivas entre las distintas fases. Ni la fase lquida ni la gaseosa aportan resistencia significativa a tensin cortante. La resistencia de cortante del suelo proviene de la friccin y el bloqueo interno de las partculas. La friccin depende de las tensiones de contracto entre las partculas slidas. Por otro lado, las tensiones normales se distribuyen por todo el fluido y las partculas. Aunque los poros de aire son relativamente compresibles, pero los poros llenos de agua no por lo que en caso de esfuerzo normal las partculas se reordenarn distribuyendo toda la tensin por los fluidos, juntando an ms las partculas.El principio de tensin efectiva, introducida por Karl Terzaghi, determina que la tensin efectiva ',es decir, la tensin media intergranular entre partculas slidas puede ser calculada por una simple resta de la presin de los poros de la presin total:

donde es la tensin total y u es la presin del poro. No es prctico medir ' directamente, as que en la prctica la tensin vertical efectiva se calcula a partir de la presin de los poros y la tensin total vertical. La distincin entre los trminos de presin y tensin es tambin importante. Por definicin, la presin en un punto es igual en todas las direcciones pero la tensin de un punto puede ser distinta en diferentes direcciones. En mecnica de suelos, las tensiones y presiones de compresin se consideran positivas y las presiones de tensin se consideran negativas, a la inversa de la convencin utilizada en mecnica de slidos.Presin totalPara condiciones a nivel de suelo, la presin vertical total en un punto, , en promedio, es el peso de todo lo que quede por encima de dicho punto por unidad de rea. La tensin vertical bajo una capa superficial uniforme con densidad , y grosor es por el ejemplo:

donde es la acelaracin debida a la gravedad, y en la unidad de masa de la capa superior. Si hay varias capas encima de distintas densidades o capas de agua se puede obtener el valor total sumando el producto de todas las capas. La tensin total aumenta con el incremento de la profundidad en proporcin a las densidades de las capas superiores. Para calcular la tensin total horizontal se tiene que acudir a otras frmulas, basada en la tensin vertical.Presin de poros de aguaCondiciones aerostticas

Tubo capilar de aguaSi no hubiera flujo de agua entre los poros, la presin de los poros de agua sera hidrosttica. La tabla de agua o nivel fretico est situada a la profundidad donde la presin de agua es igual a la presin atmosfrica. Para condiciones hidrostticas, la presin de agua aumenta linearmente con la profundidad por debajo del fretico.

donde es la densidad del agua, y es la profundidad por debajo del nivel fretico.Accin capilar

Agua en los contactos de los granosDebido a la tensin superficial el agua puede subir mediante los pequeos huecos que se producen en el suelo. De esta forma el agua puede ascender por encima de la tabla de agua por los pequeos poros entre las partculas de suelo. De hecho el suelo puede saturarse completamente por encima de la tabla de agua. Por encima de la altura de saturacin capilar, el contenido de agua en el suelo puede disminuir con la cota. Si el agua en la zona capilar no se est desplazando, la presin del agua obliga al equilibrio de la ecuacin hidrosttica, , sin embargo es negativa por encima del nivel fretico. Por tanto, las presiones hidrostticas del agua por encima del nivel fretico son negativas. El grosor de la zona de capilaridad depende del tamao de las partculas del suelo, pero generalmente, las alturas pueden variar entre centmetros (para un suelo arenoso) a decenas de metros (para un suelo arcilloso o limoso)

Fuerza de contacto intergranular, debida a la tensin superficial.Clasificacin del sueloLos ingenieros geotcnicos clasifican los tipos de partculas del suelo en funcin de varios experimentos (secado, paso por tamizes y moldeado). Estos experimentos aportan la informacin necesaria sobre las caractersticas de los granos del suelo que los componen. Hay que decir que la clasificacin de los tipos de granos presentes en el suelo no aporta informacin sobre la "estructura" o "fbrica" del suelo, condiciones que describen la compacidad de las partculas y el patrn en la disposicin de las partculas en un zona de carga tanto como el tamao del poro o la distribucin de fluido en los poros. Los ingenieros geolgicos tambin clasifican el suelo en funcin de su gnesis o su historial de estratificacin.Clasificacin de los granos del sueloEn Estados Unidos y otros pases se usa el Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos (Unified Soil Classification System o USCS). En Reino Unido se emplea la Norma British Standard BS5390 y tambin es muy conocida la clasificacin del suelo de la AASHTO. En Espaa se usa la clasificacin del PG-3 para obras de carreteras. Clasificacin de arenas y gravasEn el SUCS, gravas (que tienen el smbolo G) y arenas (con el smbolo S) estn clasificadas de acuerdo al tamao del grano y su distribucin. Para el SUCS, las gravas pueden ser clasificadas por GW (grava bien gradada), GP (grava pobremente gradada), GM (grava con una gran cantidad de limo), o GC (grava con una importante cantidad de arcilla). Igualmente las arenas pueden ser clasificadas como SW, SP, SM o SC. Arenas y gravas con una pequea pero importante cantidad de finos (entre el 5% y 12%) pueden tener una clasificacin doble, como por ejemplo SW-SC.Lmites de AtterbergArcillas y limos, a veces llamados "suelos de finos", son clasificados en funcin de sus lmites de Atterberg; los ms usados son el Lmite Lquido (denotado por LL o ), Lmite Plstico (denotado por PL o ), y el lmite de retraccin (denotado por SL). El lmite de retraccin corresponde al contenido de agua por debajo del cual el suelo no se retrae si se seca.El lmite lquido y el lmite plstico estn arbitrariamente determinados por la tradicin y convenciones. El lmite lquido se determina midiendo el contenido en agua de una cuchara cerrada despus de 25 golpes en un test estandarizado.3 Tambin se puede determinar mediante un test de cada en un cono. El lmite plstico es el contenido de agua por debajo del cual no es posible moldear cilindros con la mano menores de 3 milmetros. El suelo tiende a quebrarse o deshacerse si baja esa humedad.El ndice de plasticidad es la diferencia entre el lmite lquido y el lmite plstico del extracto de suelo. Es un indicador de cuanta agua puede absorber el suelo.Clasificacin de limos y arcillas

Grfica para clasificar suelos finos por el sistema USCS.De acuerdo con el Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos, los limos y arcillas estn clasificados en funcin de los valores de su ndice de plasticidad y lmite lquido en una grfica de plasticidad. La lnea A de la grfica separa las arcillas (C) de los limos (M). El lmite lquido de 50% separa los suelos de alta plasticidad (se aade la letra H) de los de baja plasticidad (se aade la letra L). Otras posibles clasificaciones de limos y arcillas estn dadas por ML, CL y MH. Si los lmites de Atterberg caen en un punto de la grfica cercano al origen pueden recibir una clasificacin dual 'CL-ML'.ndices relativos a la resistencia del suelondice de liquidezLos efectos del contenido del agua en la resistencia de los suelos saturados puede ser cuantificada por el uso del ndice de liquidez o leche:

Densidad relativaLa densidad de arenas (suelos sin cohesin) est caracterizada a veces por su densidad relativa,

Roca y sueloLos trminos roca y suelo, en las acepciones en que son utilizados por el ingeniero civil y a diferencia del concepto geolgico que supone roca a todos los elementos constitutivos de la corteza terrestre, implican una clara diferencia entre dos tipos de materiales.La roca es considerada como un agregado natural de partculas minerales unidas mediante grandes fuerzas cohesivas. Y se llama roca a todo material que suponga una alta resistencia, y suelo, contrariamente, a todo elemento natural compuesto de corpsculos minerales separables por medios mecnicos de poca intensidad, como son la agitacin en agua y la presin de los dedos de la mano.Para distinguir un suelo de una roca se puede hacer uso de un vaso de precipitado con agua en el que se introduce la muestra a clasificar y se agita. La desintegracin del material al cabo del tiempo conduce al calificativo de suelo, considerndose roca en el caso de efectos contrarios. Por medio de la compresin se puede establecer una frontera numrica; si el material rompe a menos de 14 kg/cm se toma como suelo, significndose que tal lmite es arbitrario y que, en ocasiones, muestras que superan en el laboratorio el supradicho esfuerzo son manejadas con los criterios de suelo.Con el paso del tiempo y debido a fenmenos de meteorizacin, la roca va perdiendo progresivamente su resistencia mecnica y se transforma en suelo.Mtodos de prospeccin de suelosUn estudio de mecnica de suelos nos debe llevar a obtener un conjunto de datos que nos permita tener una mejor idea acerca de las caractersticas que presenta el suelo donde vamos a construir. Hablando de esas caractersticas lo que un ingeniero civil o el proyectista requiere son las propiedades fsicas del subsuelo, para esto se deben de tomar muestras del suelo las cuales sern llevadas a un laboratorio donde una persona preparada en el tema nos reportara los datos que necesitamos. Existen dos tipos de sondeos los preliminares y los definitivos.Pruebas ndice en los suelos parcialmente saturados, saturados y secos Contenido de humedad W%=W_W/W_S *100 Relacin de vacos e=V_V/V_S Porosidad n%=V_V/V_M *100 Peso especfico o volumtrico =W/V Grado de saturacin Gw%=V_W/V_V *100 Densidad de slidos Ss=W_S/(V_S _W)EstratigrafaLa estratigrafa es la rama de la geologa que trata del estudio e interpretacin de las rocas sedimentarias, metamrficas y volcnicas estratificadas, y de la identificacin, descripcin, secuencia, tanto vertical como horizontal, cartografa y correlacin de las unidades estratificadas de rocas.1Divisiones de la estratigrafaLa estratigrafa se puede dividir en diferentes reas especializadas, todas interrelacionadas entre s y con otras ciencias:Anlisis de facies, que estudia las facies en todos sus aspectos: composicin, gnesis, asociaciones, secuencias, distribucin, etc. Es un campo de interseccin con la sedimentologa.Litoestratigrafa, encargada de la caracterizacin litolgica (composicin y estructura) de las sucesiones estratigrficas y de la definicin de unidades litoestratigrficas, como las formaciones.Bioestratigrafa, que estudia el contenido, sucesin y distribucin del registro fsil en las rocas, en estrecha relacin con la paleontologa. De ella dependen las unidades bioestratigrficas.Cronoestratigrafa, se ocupa de la ordenacin relativa de las rocas en el tiempo y del establecimiento de unidades cronoestratigrficas. De la datacin absoluta de las mismas se ocupa la geocronometra, una rama de la geocronologa.Magnetoestratigrafa, que estudia la sucesin de los cambios en la orientacin de los polos magnticos de la tierra (paleomagnetismo) y el establecimiento de una escala paleomagntica.Quimioestratigrafa, que se ocupa de la composicin geoqumica de los materiales sedimentarios de la corteza terrestre, as como del anlisis de la variacin a lo largo del tiempo de la acumulacin en las rocas de determinados elementos, istopos o compuestos qumicos.Estratigrafa secuencial, que estudia las secuencias deposicionales y las unidades tectosedimentarias, conjuntos de sedimentos agrupados con criterios genticos, sedimentolgicos y tectnicos.Anlisis de cuencas es el estudio global de las cuencas sedimentarias, integrando todos los datos sedimentolgicos, estratigrficos, tectnicos, petrogrficos, etc. Es el objetivo ltimo de los estudios estratigrficos y uno de los de mayor trascendencia econmica por su aplicacin en la prospeccin de recursos naturales.En base a las unidades bioestratigrficas, cronoestratigrficas y geocronomtricas se establecen las unidades geocronolgicas, y su compendio integra la escala temporal geolgica, otro de los objetivos de la estratigrafa.Principios de la estratigrafaPrincipio del uniformismo o actualismo: Las leyes que rigen los procesos geolgicos han sido las mismas y producen los mismos efectos durante toda la historia de la Tierra.Principio de la sucesin de eventos: Todo acontecimiento que afecte a las rocas es posterior a las mismas.Principio de la superposicin de estratos: los niveles superiores sern ms recientes que los inferiores.Principio de la horizontalidad original: Los estratos se depositan siempre de forma horizontal o subhorizontal y permanecen horizontales si no acta ninguna fuerza sobre ellos.Principio de la continuidad lateral: un estrato tiene la misma edad a lo largo de toda su extensin horizontal.Principio de sucesin faunstica: Los estratos que se depositaron en diferentes pocas geolgicas contienen distintos fsiles, debido a la naturaleza continua e irreversible de la evolucin biolgica. De igual manera las capas que contienen fsiles pertenecientes a los mismos taxones, aunque sean de dife