UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA INGENIERA CIVIL

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA INGENIERA CIVIL

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTAFACULTAD DE INGENIERAESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL

CURSO :MECNICA DE SUELOS

TITULOESTRUCTURACIN Y GRANULOMETRA DE LOS SUELOS

INTEGRANTES: Anastacio Vilchez Lady Esquives Beltrn Kayra Evangelista Aponte Emilia Jurez Navarro Johan Suarez Ortega Melany

DOCENTE:ING. Julio Csar Rivasplata Daz

NUEVO CHIMBOTE, JUNIO DEL 2013

INTRODUCCIN

Para un control adecuado de los suelos, se necesita su correcta identificacin. Uno de los temas de inters para el campo de Ingeniera Civil es concerniente los anlisis fsicos y qumicos de los suelos que debe realizarse previamente en cualquier suelo que va a ser empleado con fines de construccin.La estructura del suelo es uno de los parmetros caracterzales, de cada uno de los tipos del suelo, ms importantes y reconocibles por parte del ojo humano. De sus caractersticas dependen otras propiedades del suelo que a lo largo del informe se van describiendo, as que conoceremos algo sobre la estructura de un suelo.Estos estudios de la mecnica abarcan el anlisis de las estructuras principales de los suelos, dando as la informacin necesaria para tomar decisiones muy determinantes en la obra, reduciendo as las fallas que pueden producirse.

NDICE Pg.CARATULA-------------------------------------------------------------------------------1INTRODUCCIN------------------------------------------------------------------------2NDICE-------------------------------------------------------------------------------------3OBJETIVOS------------------------------------------------------------------------------4MARCO TERICO---------------------------------------------------------------------4CONCLUSIONES----------------------------------------------------------------------20BIBLIOGRAFA-------------------------------------------------------------------------20

ESTRUCTURACIN Y GRANULOMETRA DE LOS SUELOS

I. OBJETIVOSOBJETIVO GENERAL: Definir el concepto de estructura y granulometra de suelos.OBJETIVOS ESPECFICOS: Comprender la influencia de la estructura del suelo sobre otras propiedades de ste. Establecer las pautas para poder definir el grado y tipo de estructura. Obtener los suficientes conocimientos necesarios para poder realizar los ensayos como tamizado y prueba con el hidrmetro en laboratorio.

II. FUNDAMENTO TERICO:

2.1 CARACTERSTICAS Y ESTRUCTURACIN DE LAS PARTCULAS DE LOS MINERALES2.1.1- FORMA La forma de las partculas de los minerales de un suelo es de importancia para el comportamiento mecnico de ste.Un suelo grueso presenta una forma equidimensional, en la cual las tres dimensiones son de magnitud comparable. Se origina por la accin de los agentes mecnicos desintegradores y slo excepcionalmente corresponde a partculas que han sufrido ataque qumico. Segn su intensidad y lapso con que los agentes mecnicos han actuado, producen variedades en la forma equidimensional, las cuales son las redondeadas, las subrendondeadas, las subangulosas y angulosas, en escala decreciente por el efecto de ataques de agentes desintegradores. La forma redonda es prcticamente la esfrica, la angulosa presenta aristas y vrtices aduzos (ejemplo la piedra triturada). Cuando los vrtices y aristas estn redondeados por l efecto del rodado y abrasin mecnica se presenta la forma subangulosa y ste por el efecto ms intenso de la erosin deviene las subredondeada final. La forma angulosa se encuentra en las arenas residuales y en las arenas volcnicas como partculas cristalizadas. La arena marina tambin forma parte de las angulosas. La forma redondeada se ubica en arena de ro y en algunas formaciones de las playas. La arena elica es de grano fino y redondeado. En los suelos finos las formas de las partculas tienden a ser aplastadas, los minerales de arcillas, en su mayora son de forma laminar; como excepcin en algunos minerales son de forma acicular. A cada una de las mencionadas les corresponde una diferente relacin de volumen y rea, y por lo tanto una distinta actividad superficial, en lo que se refiere a la absorcin. La partcula de forma laminar tiene dos dimensiones mucho ms que la tercera; en la forma acicular una de las dimensiones es mucho ms que las otras dos.La forma laminar es mucho ms frecuentes en las arcillas. La forma acicular es ms rara en otros minerales.2.1.2- ESTRUCTURA DE LOS SUELOSEstas son las disposiciones que adoptan las partculas minerales para dar lugar al conjunto llamado suelo. Cabe resaltar que un suelo no es un agregado desprovisto de organizacin, al contrario sus partculas se disponen siempre en forma organizada, siguiendo algunas leyes fijas y segn la accin de fuerzas naturales susceptibles de anlisis.En los suelos formados por partculas relativamente grandes (gravas y arenas) las fuerzas que intervienen para formar la estructura son conocidas y sus efectos son relativamente simples de calificar, adems de ser verificable a simple vista. Lo contrario ocurre en los suelos formados por partculas muy pequeas (limos y arcillas), las fuerzas que intervienen en los procesos de estructuracin son de un carcter complejo y las estructuras resultantes son parcialmente verificables por mtodos indirectos, relativamente complicados y aun en plena etapa de desarrollo.a) Estructura simple:Es aquella producida cuando las fuerzas debidas al campo gravitacional terrestre son claramente predominantes en la disposicin de las partculas. Esta es tpica en suelos de grano grueso (gravas y arenas limpias). Las partculas se disponen apoyndose directamente unas a otras y cada partcula posee varios puntos de apoyo.El comportamiento mecnico e hidrulico de un suelo de estructura simple est definido por su compacidad del manto y la orientacin de sus partculas.La compacidad refiere al grado de acomodo alcanzado por las partculas del suelo, dejando ms o menos vacos entre ellas. El suelo ms compacto y el ms denso tiene las siguientes caractersticas:Estado ms compacto n=26% ; e=0.35Estado ms suelto n=47.6% ; e=0.91

Relacin de vacos correspondiente al estado ms suelto del suelo. = relacin de vacos correspondiente al estado ms compacto del mismo= relacin de vacos de la muestra en estado natural.

b) Estructura panaloide:Estructura tpica en granos de pequeo tamao (0.002 mm de dimetro o algo menos), que se depositan en un medio continuo, normalmente agua y, en ocasiones aire.

La gravitacin ejerce un efecto que hace que tiendan a sedimentarse, pero dada su pequea masa, otras fuerzas naturales pueden hacerse de magnitud comparable; si la partcula antes de llegar del depsito, toca a otra partcula ya depositada, la fuerza de adherencia desarrollada entre ambas, puede neutralizar al peso, haciendo que la partcula quede detenida antes de completar su carrera; otra partcula puede aadirse ahora y el conjunto de ellas podr llegar a formar una celda, con cantidad importante de vacos, a modo de panal.

c) Estructura floculenta:Se da cuando dos partculas de dimetros menores de 0.02 mm llegan a tocarse, se adhieren con fuerza y se sedimentan juntas, otras partculas pueden unirse al grupo, formando un grumo, con la estructura tambin similar a un panal. Cuando estos grumos llegan al fondo forma a su vez panales, cuyas bvedas no estn ya formadas por partculas individuales, sino por los grumos mencionados. El mecanismo anterior produce una estructura muy blanda y suelta, con gran volumen de vacos, la cual es llamada floculenta y a veces panaloide de orden superior.

d) Estructura compuesta:En estas formaciones se define un esqueleto constituido por los granos gruesos y por masas coloidales de flculos que proporcionan nexo entre ellos.Esta estructura se ha formado en condiciones que permiten la sedimentacin de partculas gruesas y finas simultneamente; esto ocurre frecuentemente en agua de mar o lagos, con contenido de sales apreciable, donde el efecto floculante de las sales coexiste con el arrastre de vientos, corrientes de agua, etc.

e) Estructura de castillo de naipes :Si bien la partcula de suelo posee carga negativa, parece cierto que en sus aristas existe una concentracin de carga positiva que hace que esa zona localizada se atraiga con la superficie de cualquier partcula vecina. Considerando esto, los investigadores han puesto para las arcillas una estructura denominada en castillo de naipes o floculada.f) Estructura dispersa:Las perturbaciones que existe, como deformaciones por esfuerzos cortantes, tienden a disminuir los ngulos entre las diferentes laminas del material, debido a esto actan entre las partculas presiones osmticas inversamente proporcionales al espaciamiento entre ellas. Estas presiones tienden a hacer que las partculas se separen y adopten una posicin tal como la mostrada en la figura.

2.2 GRANULOMETRA EN SUELOS2.2.1- Introduccin

En los comienzos de la investigacin de las propiedades de los suelos se crey que las propiedades mecnicas dependan directamente de la distribucin de las partculas constituyentes segn sus tamaos; por ello era preocupacin especial de los ingenieros la bsqueda de mtodos adecuados para obtener tal distribucin. An hoy, tal parece que todo tcnico interesado en suelos debe pasar a modo de etapa de iniciacin, por una poca en que se siente obligado a creer que, con suficiente experiencia, es posible deducir las propiedades mecnicas de los suelos a partir de su distribucin granulomtrica o descripcin por tamao; es comn, sin embargo, que una no muy dilatada experiencia haga que tal sueo se desvanezca.Solamente en suelos gruesos, cuya granulometra puede determinarse por mallas, la distribucin por tamaos puede revelar algo de lo referente a las propiedades fsicas del material; en efecto, la experiencia indica que los suelos gruesos bien graduados, o sea con amplia gama de tamaos, tienen comportamiento ingenieril ms favorable, en lo que atae a algunas propiedades importantes, que los suelos de granulometra muy uniforme; en captulos posteriores, habr ocasin de resaltar este punto.Ms aun en esos suelos gruesos, ha de sealarse, segn ya se dijo, que el comportamiento mecnico e hidrulico esta principalmente definido por la compacidad de los granos y su orientacin, caractersticas que destruye, por la misma manera de realizarse, la prueba de granulometra, de modo que en sus resultados finales se ha tenido que perder toda huella de aquellas propiedades tan decisivas. De esto se desprende lo muy deseable sera poder hacer una investigacin granulomtrica con un mtodo tal que respetara la estructuracin inalterada del material; este mtodo sin embargo, hasta hoy no se ha encontrado y todo parece indicar que no se podr desarrollar jams.En suelos finos en estado inalterado, las propiedades mecnicas e hidrulicas dependen en tal grado de su estructuracin e historia geolgica, que el conocimiento de su granulometra, resulta totalmente intil.Sim embargo, el ingeniero interesado en suelos debe estar suficientemente familiarizado con los criterios tcnicos basados en la distribucin granulomtrica y con los mtodos ms importantes para su determinacin, pues estos temas ocupan an un espacio apreciable dentro de la literatura tcnica y se hace necesario al ingeniero moderno estar ms informado sobre esta materia que aquellos que, sin la conveniente meditacin de sus ideas, aplican normas simplistas, conducentes a conclusiones inaceptables.

2.2.2- SISTEMAS DE CLASIFICACIN DE SUELOS BASADOS EN CRITERIOS DE GRANULOMETRA

Los lmites de tamao de las partculas que constituyen un suelo, ofrecen un criterio obvio para una clasificacin descriptiva del mismo. Tal criterio fue usado en Mecnica de suelos desde un principio e incluso antes de la etapa moderna de esta ciencia. Originalmente, el suelo se divida nicamente en tres o cuatro fracciones debido a lo engorroso de los procedimientos disponibles de separacin por tamaos. Posteriormente, con el advenimiento de la tcnica del cribado, fue posible efectuar el trazo de curvas granulomtricas, contando con agrupaciones de las partculas del suelo en mayor nmero de tamaos diferentes.Actualmente se pueden ampliar notablemente las curvas en los tamaos finos, gracias a la aplicacin de tcnicas de anlisis de suspensiones.Algunas clasificaciones granulomtricas de los suelos segn sus tamaos, son las siguientes:

a) Clasificacin InternacionalBasada en otra desarrollada en Suecia.Tamao en mm 2 0.2 0.02 0.002 0.0002 Arena GruesaArena FinaLimoArcillaUltra-Arcilla(Coloides)

b) Clasificacin M.I.T.

Fue propuesta por G. Gilboy y adoptada por el Massachusetts Institute of Technology. Tamao en mm

2 0.6 0.2 0.06 0.02 0.006 0.002 0.0006 0.0002 GruesaMediaFinaGruesoMedioFinoGruesaMediaFina

ARENALIMOARCILLA

C) La siguiente clasificacin, utilizada a partir de 1936 en Alemania, est basada en una proposicin original de kopecky.MATERIALCARACTERSTICATAMAO (mm)

Piedra - - - - -Mayor de 70 mm

GravaGruesa30 a 70

Media5 a 30

Fina2 a 5

ArenaGruesa1 a 2

Media0.2 a 1

Fina0.1 a 0.2

PolvoGrueso0.05 a 0.1

Fino0.02 a 0.05

LimoGrueso0.006 a 0.02

Fino0.002 a 0.006

ArcillaGruesa0.0006 a 0.002

Fina0.0002 a 0.0006

Ultra Arcilla - - - - -0.00002 a 0.002

Debajo de 0.00002 mm las partculas constituyen disoluciones verdaderas y ya no se depositan.Con frecuencia se han usado otros tipos de clasificacin, destacando el mtodo grfico del Public Roads Administration de los Estados Unidos, pero su inters es hoy menor cada vez, por lo cual se considera que las clasificaciones sealadas son suficientes para dar idea del mecanismo utilizado en su elaboracin.Puede notarse que las clasificaciones anteriores y otras existentes se contradicen en ocasiones, y a un intervalo que se nombra de una manera en una clasificacin, le corresponde otra palabra en otro sistema. Pero sin duda, la objecin ms importante que puede hacerse a estos sistemas es el uso que hacen de las palabras limo y arcilla para designar fracciones de suelo definidas; la razn por la que estos nombres se introdujeron para ciertas fracciones de tamaos fue la idea errnea de que tales tamaos eran la causa de aquellas caractersticas tpicas.Sin embargo, hoy se sabe que las caractersticas de una arcilla tpica se deben en forma muy preponderante a las propiedades de su fraccin ms fina.Un suelo formado por partculas de cuarzo del tamao de las arcillas o un depsito sito natural de harina de roca de la misma graduacin, tendra que clasificarse como 100% de arcilla, a pesar de que el conjunto no presenta ninguna de las propiedades que definen el comportamiento de ese material, Por otra parte, un suelo de comportamiento tpicamente arcilloso, de un 20% de arcilla, segn el criterio granulomtrico.En lo sucedido, los trminos limo y arcilla se emplearn nicamente para designar tipos de suelo, recurriendo a la mencin especfica de un tamao de partcula cuando se requiera designar cierta fraccin granulomtrica.

2.2.3- REPRESENTACIN DE LA DISTRIBUCIN GRANULOMTRICASiempre que se cuente con suficiente nmero de puntos, la representacin grfica de la distribucin granulomtrica debe estimarse preferible a la numrica en tablas.

A) Arena muy uniforme, de Ciudad Cuauhtmoc, Mxico.B) Suelo bien graduado, Puebla, Mxico.C) Arcilla del Valle de Mxico (curva obtenida con hidrmetro).D) Arcilla del Valle de Mxico (curva obtenida con hidrmetro).La grfica granulomtrica suele dibujarse con porcentajes como ordenadas y tamaos de las partculas como abscisas. Las ordenadas se refieren a porcentaje, en peso, de las partculas menores que el tamao correspondiente. La representacin en escala semilogartmica (el eje de abscisas en escala logartmica) resulta preferible a la simple representacin natural, pues en la primera se dispone de mayor amplitud en los tamaos finos y muy finos, que en la escala natural resultan muy comprimidos, usando en mdulo prctico de escala.La forma de la curva da inmediata idea de la distribucin granulomtrica del suelo; un suelo constituido por partculas de un solo tamao, estar representado por una lnea vertical (pues el 100 % de sus partculas, en peso, es de menor tamao que cualquiera mayor que el que el suelo posea una curva muy tendida indica gran variedad en tamaos (suelo bien graduado).En la fig. V.1 se muestran algunas curvas granulomtricas reales. Como una medida simple de la uniformidad de un suelo, Allen Hazen propuso el coeficiente de uniformidad.

Donde: : Tamao tal, que el 60%, en peso, del suelo, sea igual o menor. : Llamado por Hazen dimetro efectivo; es el tamao tal que sea igual o mayor que el 10%, en peso, del suelo. En realidad, la relacin anterior es un coeficiente de no uniformidad, pues su valor numrico decrece cuando la uniformidad aumenta. Los suelos con