suelos

EL AGUANATURALEZA DEL SUELO

CURSO - SUELOS MAYO 2013

NATURALEZA DE LOS SUELOS

DEPÓSITOS Y ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO

CARACTERIZACION GEOTECNICA

MATERIALES

SUSTRATO ROCOSO

TIERRASDERRUBIOS

VARNES , D.T. 1978

MATERIALES

CARACTERIZACION GEOTECNICA

ROCAS SUELOS

ROCASDURAS

ROCASBLANDAS

SATURADOS NO SATURADOS

ARCILLAS

ARENAS FINASY LIMOS

DERRUBIOS Y MAT.GRANULAR GRUESO

OTROS SUELOSRESIDUALES

DEPOSITOSEOLICOS

FORMACIONESESTRUCTURALMENTE

COMPLEJAS

ARCILLASDURAS

ARCILLASBLANDAS

Vaunat, 1994 y Leroureil, 1996

PROCESOS DE METEORIZACION

FISICADESINTEGRACION FISICA O DESINTEGRACION DE LA MASA DE ROCA

FRACTURACIONPLEGAMIENTOS,

FALLAS, GLACIARES,VIENTOS, LLUVIAS, ETC.

OXIGENO 46 %SILICIO 27.7 %ALUMINIO 8.1 %HIERRO 5 %CALCIO 3.6 %SODIO 2.8 %

POTASIO 2.6 %MAGNESIO 2.1 %

QUIMICAPROCESO DE DESCOMPOSICION QUIMICA DE ALGUNOS O DE TODOS LOS MINERALES QUE CONSTITUYEN LA MASA ROCOSA

AGUAS SUPERFICIALES

RIOS

MARES

AGUAS SUBTERRANEAS

MICA

CUARZO

PLAGIOCLASA

ORTOSA

HORNABLENDAAUGITAOLIVINO

ALTAMENTERESISTENTE

METEORIZACION QUIMICA DE MINERALES

ALUMINIOSILICATOS DE

POTASIO

ALUMINIOSILICATOS DE

Na y Ca

ALUMINIOSILICATOS DE

K, Mg y Fe

SILICATOSPRINCIPALMENTE

Mg Y Fe

GRAVAARENA LIMO

PARTICULASARCILLA DE CAOLINITA E

ILITA

PARTICULAS DE MINERAL DE ARCILLA

DE LOS GRUPOS DE

LA MONTMORI LLONITA Y

LA ILITA

DIOXIDO DE SILICIO

MODERADA-MENTE

SUSCEPTIBLE

ALTAMENTESUSCEPTIBLE

MINERAL FORMADOR DE ROCA

COMPOSICIONQUIMICA

SUSCEPTIBILIDADMETEORIZACION

SUELODERIVADO

FORMACION DE SUELOS

TAMAÑO Y FORMADE LAS PARTICULAS

TAMAÑO Y FORMA DE LAS PARTICULAS

PARTICULAS

TAMAÑO FORMA

GRAVAARENALIMO

ARCILLA

REDONDEADASUBREDONDEADA

ANGULOSASUBANGULOSA

TAMAÑO DE LAS PARTICULAS (mm)

DESCRIPCION DE

PARTICULAS

NORMAS BRITANICAS AASHTO ASTM UNIFICADO

GRAVA 60 – 2 75 – 2 > 2 75 – 4.75

ARENA 2 – 0.06 2 – 0.05 2 – 0.075 4.75 – 0.075

LIMO 0.06 – 0.002 0.05 – 0.002 0.075 – 0.005 < 0.075 FINOS

ARCILLA < 0.002 < 0.002 < 0.005

FORMA DE LAS PARTICULAS

REDONDEADAS

SUDREDONDEADAS

ANGULOSAS

NATURALEZA DE LOS DEPOSITOS DE SUELO

ARENASGRAVAS ARCILLAS

GRUESOSVOLUMINOSOSSIN COHESIONGRANULARESPERMEABLESRESERVORIOS

FREATICOS

GRUESOSVOLUMEN

SIN COHESIONGRANULARESPERMEABLES RESERVORIOS

FREATICOS

FINOSCOHESIVOS

PLACA PLANAIMPERMEABLESPLASTICIDAD

ALTA (HUMEDA)PLASTICIDAD MALA (SECA)

ORIGEN Y TIPOS DE DEPOSITOS DE SUELOS

DEPOSITOS DE SUELOS

SUELOSRESIDUALES

SUELOSTRANSPORTADOS

METEORIZACION IN SITU Y HAN PERMANECIDO EN SUPOSICION ORIGINAL

HAN SIDO DESPLAZADOS DE SU POSICION

ORIGINAL, POR AGENTES COMO: AGUA, HIELO Y

VIENTO

HIELO

VIENTO

RIOS

SUELOS DEPOSITADOS POR AGUAAGENTE

AGUA

RIOS ALUVIONES

GRAVAS REDONDEADAS

ARENASLIMOS

ARCILLAS

GRAVAS ANGULOSAS GRAVAS-ARCILLOSASBOLONERIA

ARCILLA ARENOSA

MARES

SUELOS DEPOSITADOS EN AGUAAGENTE

AGUA

RIOS ALUVIONES

DEPOSITOSLACUSTRESDELTAICOS

PLAYASMARINOS

QUEBRADASVALLES

RIOSLAGOS

DEPOSITO DELTAICO

SUELOS DEPOSITADOS POR GLACIALES

AGENTEHIELO

MATERIAL TIPO DEPOSITO

TILLITASARCILLA CON CANTO

RODADOMORRENAS

LATERALES, FONDO Y TERMINALES

FLUVIOGLACIALESGLACIOLACUSTRES

NEVADO

SUELOS DEPOSITADOS POR VIENTO

AGENTE VIENTO

MATERIAL TIPO DE DEPOSITO

ARENAS MUY REDONDEADAS

LIMOSARCILLAS

DUNASLOESS (LIMO)

SUELOS ORGANICOSAGENTE DE

TRANSPORTERIO O VIENTO

MATERIALES TIPOS DE DEPOSITOS

ARCILLAS ORGANICAS

LIMO ORGANICOS

EN LAGOS, ESTUARIOS O ZONAS DE

INUNDACION DE RIOSTURBAS

SUELOS ANTROPICOSAGENTEHOMBRE

MATERIALES DE RELLENO DEPOSITOS

DE EXCAVACION DE SUELO O ROCADESPERDICIOS DE CANTERAS

ESCOMBROSDESECHOS DOMESTICOS

RELLENOS SANITARIOSVIAS FERREASCARRETERAS

PRESASPANTANOS

COSTAS MARES

RELLENOS EN COSTAS

SUELOS RESIDUALES

DEFINICIONES• SON EL PRODUCTO DE LA METEORIZACION

EN EL SITIO DE LAS FORMACIONES ROCOSAS.

• ALGUNAS FORMACIONES DE SUELOS ALUVIALES PUEDEN METEORIZARSE Y FORMAR SUELOS RESIDUALES.

• COMUNMENTE SE LES ENCUENTRA ACOMPAÑADOS POR SUELOS COLUVIALES.

ESQUEMA GENERAL SUELO RESIDUAL DE GRANITO

SUELOS RESIDUALESCARACTERISTICAS

• NO PUEDE CONSIDERARSE AISLADOS DEL PERFIL DE METEORIZACION, DEL CUAL SON SOLAMENTE UNA PARTE COMPONENTE. • GENERALMENTE SON MUY HETEROGENEOS Y DIFICILES DE MUESTREAR Y ENSAYAR.• COMUNMENTE SE ENCUENTRAN EN ESTADO HUMEDO NO SATURADO, LO CUAL REPRESENTA UNA DIFICULTAD PARA EVALUAR SU RESISTENCIA LA CORTE.• POSEEN ZONAS DE ALTA PERMEABILIDAD HACIENDOLOS MUY SUSCEPTIBLES A CAMBIOS RAPIDOS DE HUMEDAD Y SATURACION.

SUELOS RESIDUALESPROCESO DE

METEORIZACION

FERROMAGNESIANOS FELDESPATOS

AMBIENTESTROPICALES

ACIDEZ DE ROCA MINERALES ESCENCIALES (>10%) ROCAS INTRUSIVAS

ROCAS VOLCÁNICAS

ROCAS

ACIDAS

ORTOSA(Si2O8AlK) SIENITA TRAQUITA

ORTOSA NEFELINASi2AlO8 + Si4O2(Al2NaK)

SIENITA NEFELINICA FONOLITA

ORTOSA + CUARZO(Si2O8AlK) + (Si02)

GRANITO POTASICO RIOLITA

ORTOSA + CUARZO + PLAGIOCLASA (Si2O8AlK) + (Si02) (poco)

+ Si3O8Al2Ca (anor) → Si3O8ALNa (albi)

GANITO CALCOSODICO

RIOLITA CALCOSODICO

PLAGIOCLASA + ORTOSA + CUARZO (poco) Si3O8Al2Ca (anor) → Si3O8ALNa (albi)

+ (Si2O8AlK) + (Si02)GRANODIORITA CUARZOLATITA

ROCAS

BASICAS

PLAGIOCLASA + ORTOSA + CUARZOSi3O8Al2Ca (anor) → Si3O8ALNa (albi)

+ (Si2O8AlK) + (Si02)MONZONITA DOLERITA O LATITA

PLAGIOCLASA + CUARZOSi3O8Al2Ca (anor) → Si3O8ALNa (albi)

+ (Si02)TONALITA DACITA

PLAGIOCLASASi3O8Al2Ca (anor) → Si3O8ALNa (albi) DIORITA ANDESITA

PLAGIOCLASA + OLIVINOSi3O8Al2Ca (anor) → Si3O8ALNa (albi)

+ SiO4Mg (fosterita) + SiO4Fe2 (fayalita)GABRO BASALTO

OLIVINICOPLAGIOCLASA + PIROXENO

Si3O8Al2Ca (anor) → Si3O8ALNa (albi)+ [ Si2O6 (CaMnNaK) (MgFeAl) ]

GABRODIORITA BASALTO BASICO O PIROXENICO

PIROXENO[ Si2O6 (CaMnNaK) (MgFeAl) ] PERIDOTITA LIMBURGITA

FELDESPATOS

ALBITA

ORTOSA

FELDESPATOS

OLIGOCLASASANIDINA

FERROMAGNESIANOS

BIOTITAMOSCOVITA

CUARZO

SUELOS RESIDUALES

MATERIAL DE ORIGEN

MINERALES RESULTANTES

ROCA CRISTALINACAOLINITAOXIDO DE HIERROOXIDO DE ALUMINIO

ROCA VOLCANICA

MONTMORILLONITAALOISITAESMECTITAOXIDO DE HIERROOXIDO DE ALUMINIO

SUELOS RESIDUALESPROCESO DE METEORIZACION

ETAPAS

DESINTEGRACION

Se abren las discontinuidades y se desintegra la roca, formándose nuevas discontinuidades por fracturación, y las partículas se parten, aumentando la relación de vacíos, la permeabilidad y disminuye la cohesión.

DESCOMPOSICION

Se incrementa el contenido de arcilla y de suelo en general y se disminuye la fricción. La descomposición puede ser por procesos químicos (hidrólisis) o biológicos (raíces, oxidación bacteriológica, etc).

OXIDACION Y RECEMENTACION

Se aumenta el contenido de óxidos de hierro y aluminio, los cuales pueden cementar grupos de partículas aumentando la cohesión y el suelo tiende a estabilizarse. Se interrelacionan procesos físicos con químicos.

SUELOS RESIDUALESPROCESO DE METEORIZACION

FACTORES QUE AFECTANEFECTOS CLIMA

EJERCE UNA PROFUNDA INFLUENCIA EN LA METEORIZACION, ESPECIALMENTE LA HUMEDAD RELATIVA Y LA TEMPERATURA.LAS REACCIONES QUIMICAS SE DUPLICAN CADA AUMENTO DE 10°C DE TEMPERATURA.INDICE CLIMATICO: N = 12 EJ

PaEJ = EVAPORACION ENEROPa = LLUVIA ANUALCUANDO N = 5 TRANSICION DE CONDICIONES CALIDAS A HUMEDAS.CUANDO N < 5 SE DEBEN ESPERAR GRANDES ESPESORES DE SUELO RESIDUAL.

ESPACIAMIENTO DE DISCONINTUIDADES

LAS PLANTAS Y ORGANISMOS VIVOS (BACTERIAS)

HUMEDAD Y TEMPERATURA

TOPOGRAFIA

SUELO RESIDUALALTERACION QUIMICA DE LOS

MINERALES

SUELOS RESIDUALES

TIPOS DE SUELOS

SUELOS RESIDUALES

SUELOS RESIDUALES

DEFINICIONES• SON EL PRODUCTO DE LA METEORIZACION

EN EL SITIO DE LAS FORMACIONES ROCOSAS.

• ALGUNAS FORMACIONES DE SUELOS ALUVIALES PUEDEN METEORIZARSE Y FORMAR SUELOS RESIDUALES.

• COMUNMENTE SE LES ENCUENTRA ACOMPAÑADOS POR SUELOS COLUVIALES.

ESQUEMA GENERAL SUELO RESIDUAL DE GRANITO

SUELOS RESIDUALESCARACTERISTICAS

• NO PUEDE CONSIDERARSE AISLADOS DEL PERFIL DE METEORIZACION, DEL CUAL SON SOLAMENTE UNA PARTE COMPONENTE. • GENERALMENTE SON MU HETEROGENEOS Y DIFICILES DE MUESTREAR Y ENSAYAR.• COMUNMENTE SE ENCUENTRAN EN ESTADO HUMEDO NO SATURADO, LO CUAL REPRESENTA UNA DIFICULTAD PARA EVALUAR SU RESISTENCIA LA CORTE.• POSEEN ZONAS DE ALTA PERMEABILIDAD HACIENDOLOS MUY SUSCEPTIBLES A CAMBIOS RAPIDOS DE HUMEDAD Y SATURACION.

SUELOS RESIDUALESPROCESO DE

METEORIZACION

FERROMAGNESIANOS FELDESPATOS

AMBIENTESTROPICALES

ACIDEZ DE ROCA MINERALES ESCENCIALES (>10%) ROCAS INTRUSIVAS

ROCAS VOLCÁNICAS

ROCAS

ACIDAS

ORTOSA(Si2O8AlK) SIENITA TRAQUITA

ORTOSA NEFELINASi2AlO8 + Si4O2(Al2NaK)

SIENITA NEFELINICA FONOLITA

ORTOSA + CUARZO(Si2O8AlK) + (Si02)

GRANITO POTASICO RIOLITA

ORTOSA + CUARZO + PLAGIOCLASA (Si2O8AlK) + (Si02) (poco)

+ Si3O8Al2Ca (anor) → Si3O8ALNa (albi)

GANITO CALCOSODICO

RIOLITA CALCOSODICO

PLAGIOCLASA + ORTOSA + CUARZO (poco) Si3O8Al2Ca (anor) → Si3O8ALNa (albi)

+ (Si2O8AlK) + (Si02)GRANODIORITA CUARZOLATITA

ROCAS

BASICAS

PLAGIOCLASA + ORTOSA + CUARZOSi3O8Al2Ca (anor) → Si3O8ALNa (albi)

+ (Si2O8AlK) + (Si02)MONZONITA DOLERITA O LATITA

PLAGIOCLASA + CUARZOSi3O8Al2Ca (anor) → Si3O8ALNa (albi)

+ (Si02)TONALITA DACITA

PLAGIOCLASASi3O8Al2Ca (anor) → Si3O8ALNa (albi) DIORITA ANDESITA

PLAGIOCLASA + OLIVINOSi3O8Al2Ca (anor) → Si3O8ALNa (albi)

+ SiO4Mg (fosterita) + SiO4Fe2 (fayalita)GABRO BASALTO

OLIVINICOPLAGIOCLASA + PIROXENO

Si3O8Al2Ca (anor) → Si3O8ALNa (albi)+ [ Si2O6 (CaMnNaK) (MgFeAl) ]

GABRODIORITA BASALTO BASICO O PIROXENICO

PIROXENO[ Si2O6 (CaMnNaK) (MgFeAl) ] PERIDOTITA LIMBURGITA

FELDESPATOS

FELDESPATOS

FELDESPATOS

FELDESPATOS

FELDESPATOS

FELDESPATOS

FELDESPATOS

FERROMAGNESIANOS

FERROMAGNESIANOS

FERROMAGNESIANOS

FERROMAGNESIANOS

CUARZO

SUELOS RESIDUALES

MATERIAL DE ORIGEN

MINERALES RESULTANTES

ROCA CRISTALINACAOLINITAOXIDO DE HIERROOXIDO DE ALUMINIO

ROCA VOLCANICA

MONTMORILLONITAALOISITAESMECTITAOXIDO DE HIERROOXIDO DE ALUMINIO

SUELOS RESIDUALESPROCESO DE METEORIZACION

ETAPAS

DESINTEGRACION

Se abren las discontinuidades y se desintegra la roca, formándose nuevas discontinuidades por fracturación, y las partículas se parten, aumentando la relación de vacíos, la permeabilidad y disminuye la cohesión.

DESCOMPOSICION

Se incrementa el contenido de arcilla y de suelo en general y se disminuye la fricción. La descomposición puede ser por procesos químicos (hidrólisis) o biológicos (raíces, oxidación bacteriológica, etc).

OXIDACION Y RECEMENTACION

Se aumenta el contenido de óxidos de hierro y aluminio, los cuales pueden cementar grupos de partículas aumentando la cohesión y el suelo tiende a estabilizarse. Se interrelacionan procesos físicos con químicos.

SUELOS RESIDUALESPROCESO DE METEORIZACION

FACTORES QUE AFECTANEFECTOS CLIMA

EJERCE UNA PROFUNDA INFLUENCIA EN LA METEORIZACION, ESPECIALMENTE LA HUMEDAD RELATIVA Y LA TEMPERATURA.LAS REACCIONES QUIMICAS SE DUPLICAN CADA AUMENTO DE 10°C DE TEMPERATURA.INDICE CLIMATICO: N = 12 EJ

PaEJ = EVAPORACION ENEROPa = LLUVIA ANUALCUANDO N = 5 TRANSICION DE CONDICIONES CALIDAS A HUMEDAS.CUANDO N < 5 SE DEBEN ESPERAR GRANDES ESPESORES DE SUELO RESIDUAL.

ESPACIAMIENTO DE DISCONINTUIDADES

LAS PLANTAS Y ORGANISMOS VIVOS (BACTERIAS)

HUMEDAD Y TEMPERATURA

TOPOGRAFIA

SUELO RESIDUALALTERACION QUIMICA DE LOS

MINERALES

SUELOS RESIDUALESINFLUENCIA TOPOGRAFIA

SUELOS RESIDUALES

SUELOS RESIDUALES

SUELOS RESIDUALES

SUELOS RESIDUALES

SUELOS RESIDUALES

SUELOS RESIDUALES

SUELOS RESIDUALES

SUELOS RESIDUALES

SUELOS RESIDUALES

SUELOS RESIDUALES

SUELOS RESIDUALES

SUELOS RESIDUALES

SUELOS RESIDUALES

SUELOS RESIDUALES

SUELO RESIDUALFORMACION CHOTA

SUELO RESIDUALFORMACION CHOTA

SUELO RESIDUALFORMACION CHOTA

SUELO RESIDUALFORMACION CHOTA

PARTE BAJA

PARTE ALTA

SUELOS RESIDUALES