REPASO DE SUELOS

QUE ES UN SUELO?Es un agregado natural de granos

minerales con sin componentes orgnicos

Los suelos susceptibles de clasificacinson materiales naturales conformadospor partculas de diferente tamao,

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por partculas de diferente tamao,desde suelos muy finos hasta bloques, yde naturaleza geolgica muy diversaincluyendo aluviales, sedimentarios,depsitos glaciales, suelos residuales yotros. No se incluyen en dichaclasificacin los suelos con contenidosorgnicos superiores al 3 %, los cuales enprincipio no deben utilizarse para lospropsitos establecidos en el presenteestudio.

REPASO DE SUELOSTIPOS DE SUELOS

NO COHESIVOS

Partculas de tamao grande

COHESIVOS

Partculas pequeas

Efectos electroqumicos

Susceptibles al agua

ORGANICOS

Suelos esponjosos

Grumos

Compresibles

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grande

No existe adhesinSusceptibles al agua

( Consistencia y plasticidad)

Compresibles

NO aptos par soportar estructuras

TAMAO

Bloques d > 2m

Cantos 20cm < d < 2m

Guijarros 3 < d< 20cm

Gravas No 4 < d < 3

Arenas No 200 < d < No 4

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RELACIONES VOLUMETRICAS

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REPASO DE SUELOSRELACIONES GRAVIMETRICAS

CAMF-2009EJERICIO EN CLASE

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Son susceptibles al agua ( Humedecimiento y secado)

SUELOS NO COHESIVOS

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Resistencia al corte mas baja que en las arenas Compresibles Desarrollan grandes presiones laterales ( no aptos para estructuras de contencin)

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Los parmetros propuestos para adelantar la clasificacin se clasifican en tres categoras: Parmetros asociados a la naturaleza del material Parmetros de comportamiento mecnico Parmetros de estado

PARAMETROS PARA LA CLASIFICACION DE SUELOS

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Estos parmetros se determinan normalmente sobre la fraccin menor de 50 mm que es la fraccin susceptible de ser estudiada mediante ensayos de laboratorio corrientes.

ENSAYOS DE SUELOS

Los parmetros asociados a la naturaleza del material que se consideran en la clasificacin son:

GranulometraEl ndice de plasticidad IP (norma INV E- 125/26)El valor de Azul de Metileno AM (norma INV E-1001)

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GRANULOMETRIA (norma INV 215) ( tamizado):Permite determinar el tamao y la distribucin de partculas en una muestra de suelo.

Parmetros asociados a la naturaleza del materialTAMAO DE PARTICULAS

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1. Separe la porcin de la muestra a analizar y determine su peso.2. Se disponen las mallas en orden ascendente de menor a mayor nmero

de malla (o sea de mayor a menor abertura), ubicando adems la tapa yel fondo.

3. El material es depositado de tal forma que pase por todas las mallas,generando en ellos movimiento lateral y vertical que faciliten lacirculacin de la muestra, esta agitacin puede desarrollarse de formamanual o mecnica.

4. Una vez finalizado el proceso de agitacin, se retira el contenido de cadamalla y se determina el peso del material retenido en cada uno de lostamices.

5. Al final la sumatoria del material retenido en cada uno de los tamicesdebe ser igual a la usada originalmente en el proceso de tamizado.

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ANALISIS POR SEDIMENTACIN : HidrmetroParmetros asociados a la naturaleza del material

De la muestra a estudiar, se separan 50g. aproximadamente pasamalla No. 200, los cuales se ponen en 125 ml defloculante durante24 horas.Al final del periodo de suspensin, se dispersa la solucintraspasndola a un recipiente adecuado y llevndola a agitacincon ayuda de una batidora. Trasferir la suspensin a la jarra sedimentadora y adicione aguahasta completar un litro.

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hasta completar un litro.Paralelamente se debe haber preparado en otra jarrasedimentadora, un litro de solucin con la misma cantidad dedefloculante (125ml).Con la ayuda de un tapn, se agita la solucin por espacio deaproximadamente 1 minuto, al cabo del cual se descarga la jarrasobre una superficie adecuada.Se introduce el hidrmetro dentro de la solucin que contiene lamuestra de estudio, y se empieza a tomar lecturas con intervalosde tiempo definidos: 30, 1, 2,4,8,15,30,60 min, 2, 4, 8, 16, 24horas. Entre lectura y lectura se saca lentamente el densmetro dela suspensin, adems se verifican permanentemente los valoresde temperatura y correccin de ceros.

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GRANULOMENTRIA Dmax (norma INV 215): Es la dimensin mxima de las partculas msgruesas contenidas en el suelo. Este parmetro es determinante para definir la factibilidadde excavacin y especialmente para evaluar el espesor de capas bsicas de compactacin ylas condiciones de mezcla eventual con un ligante. Igualmente es un parmetro importantepara calificar la representatividad de los ensayos de laboratorio. La determinacin de esteparmetro puede tolerar una cierta imprecisin y, como regla general, una estimacin visuales suficiente.

Parmetros asociados a la naturaleza del material

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Parmetros asociados a la naturaleza del material

70

80

90

100

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0

10

20

30

40

50

60

0,01 0,1 1 10 100 1000 10000

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Parmetros asociados a la naturaleza del materialDESCRIPCION DE LA GRADACION

SUELOS MAL GRADADOS

SUELOS BIEN GRADADOS

El tamaos de las partculas essimilar (uniforme)La curva granulometra estacomprendida en un rangoestrecho ( casi vertical)

La curva granulometra estacomprendida en un rango amplioDiferentes tamaos ydistribucin homognea departculas

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estrecho ( casi vertical) partculas

Un ndice de la gradacin en trminos numricos es el coeficiente de Uniformidad

Bien gradado

Cuanto ms alto sea Cu, mayor ser el rango de tamaos del

suelo.Di es el tamao de partculas para el cual el i %

es mas fino que ese tamao

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Parmetros asociados a la naturaleza del materialCONSISTENCIA DE LAS ARCILLAS

Calcular el valor de Cu y Cc

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%

q

u

e

p

a

s

a

Tamao de partculas ( mm)

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Parmetros asociados a la naturaleza del materialIdentifique e tipo de gradacin para cada uno de los siguiente tipos de suelos?

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Parmetros asociados a la naturaleza del material

Una de las caractersticas mas importantes de las arcillas es su plasticidad.

La consistencia de una arcilla depende desu composicin mineralgica y contenidode humedad.El contendido de agua para que un suelo

CONSISTENCIA DE LAS ARCILLASPlasticidad: Capacidad de experimentardeformaciones irreversibles sin rompersecon una humedad intermedia

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El contendido de agua para que un suelocambie de estado( liquido solido)depende del tipo y cantidad de arcilla ascomo del agua.

Los limites de Atterberg permitenidentificar el estado de cada suelo.

Limite liquido Limite plstico Limite de retraccin Los limites de Atterberg son simplemente

contenidos de agua en el suelo

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Contenido de arcillaEl ndice de plasticidad IP (norma INV E- 125/26) : ste es el parmetro ms comnmenteutilizado para caracterizar el contenido de arcilla de los suelos. Su interpretacin es msconfiable cuando el contenido proporcional de la fraccin pasa tamiz # 40 (fraccincorrespondiente al ensayo) en el suelo estudiado es importante y cuando el contenido de arcillade esta fraccin es significativa.

Cuando la proporcin de esta fraccin esmayor del 50% y el valor del IP es mayor que12, la interpretacin del IP es simple, pero esta

Parmetros asociados a la naturaleza del material

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12, la interpretacin del IP es simple, pero estaresulta casi imposible cuando esta proporcincae por debajo del 35% y el valor del IP pordebajo de 7. Los lmites establecidos son lossiguientes :12 : lmite superior de suelos ligeramentearcillosos.25 : lmite superior de suelos medianamentearcillosos.40 : lmite entre los suelos arcillosos y muyarcillosos.

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Contenido de arcillaEl ndice de plasticidad IP (norma INV E- 125/26) :

LIMITE LIQUIDO : Mayor contenido de agua que puede tener un suelo sin pasar de estado plstico a lquido. El estado lquido es la condicin en la que la resistencia al corte es tan baja que un ligero esfuerzo lo hace fluir. ( Plstico a lquido)

LIMITE PLASTICO: Mnima cantidad de agua con la cual el suelo se vuelve la condicin de plasticidad (el suelo puede ser

Parmetros asociados a la naturaleza del material

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se vuelve la condicin de plasticidad (el suelo puede ser deformado rpidamente o moldeado sin recuperacin elstica, cambio de volumen agrietamiento o desmoronamiento) ( No plstico a estado plstico)

LIMITE RETRACCION : Contenido de agua por debajo del cual el suelo no experimenta cambios de volumen. ( solido a semislido no plstico)

INDICE DE PLASTICIDAD :diferencia numrica entre el limitelquido y el lmite plstico.

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LIMITE LIQUIDO

Parmetros asociados a la naturaleza del material

Contenido de humedad al cual una masa desuelo hmedo colocada en un recipiente enforma de cpsula de bronce, separada en dospor la accin de una herramienta para haceruna ranura patrn, y dejada caer desde unaaltura de 1 cm., sufra despus de dejarla caer

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altura de 1 cm., sufra despus de dejarla caer25 veces una falla o cierre de la ranura en una

longitud de 12.7 mm.

El lmite lquido es una medida de la resistencia al corte de un suelo para un determinado contenido de humedad, es anlogo a un ensayo de resistencia, y Casagrande encontr que cada golpe necesario para

cerrar el surco en la cucharan corresponde a una tensin tangencial cercana a un gramo por cm2.

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Grfica en la cual se representa la variacin del nmero de golpes necesario para cerrar la ranuraen una escala logartmica contra el contenido de humedad correspondiente en una escala

aritmtica, el lugar geomtrico insina una variacin de comportamiento de tipo lineal.

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Por ello se debe encontrar entre 3 y 6 puntos con diferentes contenidos de humedad y nmerode golpes necesarios para cerrar la ranura. Dicha relacin es lineal solamente a lo largo de unciclo en un grfico semilogartmico, es decir, entre 10 y 100 golpes.

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LIMITE PLASTICO

Contenido de agua del suelo al cual uncilindro se rompe o se resquebraja, cuandose enrolla hasta alcanzar un dimetro de 3mm aproximadamente.

Esta prueba es bastante ms subjetiva que elensayo del lmite lquido pues la definicin

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ensayo del lmite lquido pues la definicindel resquebrajamiento del cilindro de suelo,as como del dimetro de 3 mm estn sujetasa la interpretacin de cada uno.

El dimetro puede establecerse durante elensayo por comparacin con un alambrecomn o de soldadura del mismo dimetro.

El lmite plstico representa el punto en el cual el suelo empieza a perder su cohesin por falta de humedad, indicando una medida de la resistencia al corte del mismo.

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VALORES DE LIMITES PARA ALGUNOS MINERALES

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ndice lquido (IL) o de fluidez (IF).Se utiliza para comparar la humedad in situ con la plasticidad. Nos indica la proximidad delsuelo natural al comportamiento lquido.

ndice de consistencia.Se define como la humedad relativa al lmite lquido, en relacin con los lmites lquido yplstico

En suelo blandos Ic 0suelos rgidos Ic > 1.

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suelos rgidos Ic > 1.

Su valor depende de la humedad. Cuanto mayor sea el ndice de consistencia para unaarcilla dada, ms cerca estar del estado lquido y ms peligrosa ser por lo tanto paracimentar.

Por ejemplo, si tenemos dos arcillas la primera con LP = 30 y LL = 60 y la segunda con LP =50 y LL = 140 para una misma humedad in situ de w = 55, la primera

ser mucho ms peligrosa que la segunda.

Los ndices nos dan las caractersticas reales del suelo, mientras que los lmites

nos dan las caractersticas potenciales (cantidad de agua que habra que aadir

para...)

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Actividad de las arcillas Relacin entre el ndice de plasticidad y el porcentaje de arcilla.(Skempton 1953)

Parmetros asociados a la naturaleza del material

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Los valores de actividadmas bajo corresponden ala caolinita y los mayores ala montmorillonita

Mayor actividad menorresistenciaCapacidad de intercambioinico

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Son parmetros que no dependen del suelo mismo sino del ambienteen el cual se encuentran.

El nico parmetro de estado considerado en la presente clasificacines el estado hdrico ya que su importancia es vital con respecto a todoslos problemas que se pueden presentar en la construccin deterraplenes de capas de subrasante mejoradas.

Parmetros asociados al estado

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Parmetros asociados al estado El contenido de agua natural wn de la fraccin 0/20 mm del material en relacin

con la humedad ptima del ensayo prctor normal wopn expresado por la relacin :wn /wopn. Esta relacin es el parmetro de estado ms confiable para caracterizarlos estados s y ts porque las dificultades de obtencin de la compactacinrequerida dependen de stos directamente. Su interpretacin es sin embargomenos clara para distinguir los estados h y th.

La posicin del contenido de agua natural wn con relacin a los lmites de AtterbergwL y wP que se expresa por medio del ndice de consistencia IC.

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IPww

IC nL

=

El IC permite caracterizar correctamente los cinco estados th, h, m, s y tspero nicamente en el caso de suelos medianamente y muy arcillosos que

tengan al menos el 80 a 90% de partculas con menos de 400m.

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El valor de Azul de Metileno AM (INV -235)

Es uno de los parmetros que permiten caracterizar el contenido de arcilla de un suelo. Este parmetro representa la cantidad de azul de metileno que puede ser absorbido por las superficies externas e internas de las partculas del suelo, valor que est relacionado con la superficie especfica del suelo. El AM est expresado en gramos de azul de metileno por 100 g de suelo. Los valores lmites establecidos son los siguientes :

- 0,1: lmite por debajo del cual se puede considerarque el suelo es insensible al agua. Este

Parmetros asociados a la naturaleza del material

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que el suelo es insensible al agua. Estecriterio debe completarse con la verificacin queel porcentaje que pasa el tamiz de 80m ( tamizNo.200) debe ser menor que el 12 %.

- 0,2 :lmite por encima del cual el suelo presentaprobablemente sensibilidad al agua.

- 1,5 : lmite que diferencia los suelos areno-limososde los suelos areno-arcillosos.

- 2,5 : lmite que diferencia los suelos limosos pocoplsticos de suelos limosos de plasticidadmediana.

- 6 : lmite que diferencia los suelos limosos de lossuelos arcillosos.

- 8 : lmite que diferencia los suelos arcillosos de lossuelos muy arcillosos.

REPASO DE SUELOSParmetros asociados al estado

CALIFORNIAN BEARING RATIO(INV- 148)Determinacin de un ndice de resistencia de los suelosdenominado relacin de soporte de California ,(California Bearing Ratio). Este mtodo de ensayo estproyectado, aunque no limitado, para la evaluacin dela resistencia de materiales cohesivos que contengantamaos mximos de partculas de menos de 19 mm(3/4)

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(3/4)

REPASO DE SUELOSParmetros asociados al estado

CALIFORNIAN BEARING RATIO(INV- 148)Determinacin de un ndice de resistencia de los suelosdenominado relacin de soporte de California ,(California Bearing Ratio). Este mtodo de ensayo estproyectado, aunque no limitado, para la evaluacin dela resistencia de materiales cohesivos que contengantamaos mximos de partculas de menos de 19 mm(3/4)

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(3/4)

REPASO DE SUELOSParmetros asociados al estado

CALIFORNIAN BEARING RATIO (INV- 148)

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REPASO DE SUELOSParmetros asociados al estado

Los ensayos prctor permiten establecer la relacin entre la densidad seca y la humedadpara un material compactado a una energa constante. Los ensayos de prctor serealizaron en un equipo automtico.

PROCTOR ESTANDAR (INV- 148) MODIFICADO (INV- 148)

ESTANDAR:2.5 kg (5.5 lb) que cae desde una altura de 305 mm (12").

MODIFICADO-.,con un martillo de 4.54 Kg. (10 lb) que

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MODIFICADO-.,con un martillo de 4.54 Kg. (10 lb) que cae desde una altura de 457 mm (18").

REPASO DE SUELOSParmetros asociados al estado

EJEMPLO DE PROCTOR ESTANDAR

CAMF-2009 CAMF 2008

ESTANDAR

REPASO DE SUELOSParmetros asociados al estado

INDICE DE CAPACIDAD PORTANTE

El IPI es en general el parmetro msrepresentativo para caracterizar los estados hy th porque representa directamente lasdificultades de circulacin de la maquinaria.En cambio, pierde significado en los estadoss y ts.

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ENSAYO DE PLACA (INV-E168)Este mtodo se refiere a la ejecucin del ensayo de placa concarga esttica no repetida, sobre suelos de sub-rasante ycomponentes de pavimentos, bien sea en condicin compactao en estado natural y suministra los datos para emplear en laevaluacin y diseo de los pavimentos, de los tipos rgido yflexible, para carreteras y aeropistas.

CBR < 30%

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CBR < 30%

CBR > 30%

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El nmero mnimo de sondeos se define de acuerdo con la variabilidad del subsuelo. Segn laTabla , para condiciones de diseo y de diagnstico de pavimentos existentes.

NUMERO MNIMO DE SONDEOSEn cualquier caso se debe realizar un sondeo intermedio cuando dos sondeos consecutivos

presenten tipos de suelo que puedan conducir a recomendaciones diferentes para el diseo yconstruccin de las obras.

ENSAYOS GEOTECNICOS

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El nmero de pruebas recomendable esta entre 6 y 8 y los resultados deben procesarse pormedios estadsticos , el criterio mas utilizado es el propuesto por el Instituto del Asfalto

ENSAYOS SUELOS

NUMERO DE EJES DE 8.2

TONELADAS EN EL CARRIL

DE DISEO

PERCENTIL A SELECCIONAR

PARA HALLAR LA

RESISTENCIA

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DE DISEO RESISTENCIA

< 10 4

60

10 4 - 10

675

> 10 6

87,5

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EJEMPLO

Para realizar un mejoramiento de esta va se realizaron ensayos de laboratorio que dieron los siguientesresultados: 3% -5% -7%-2% -4% -5 %Si el trafico esperado ara una vida til de diseo de 10 aos es de 0,8 X 10 5 ejes simples equivalentes

de 8,2 toneladas cual es el CBR de diseo???

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CBR= 3.5 %

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SISTEMAS DE CLASIFICACION DE SUELOS

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CLASIFICACION DE SUELOS

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CLASIFICACIN - AASHTO

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F= % Suelo que pasapor el tamiz #200expresado comonumero entero

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SUELOS GRANULARES PARTICULAS GRANDESCLASIFICACIN - USC

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SUELOS GRANULARES PARTICULAS PEQUEAS

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CARTA DE PLASTICIDAD DE CASAGRANDE

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REPASO DE SUELOS

Descripcin nomenclatura

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EQUIVALENTE AASHTOCLASE SUBCLASE FUNCION DE LA NATURALEZA SUBCLASE CLASE

A1th A-4 ; A-5A1h A-4 ; A-5A1m A-4 ; A-5A1s A-4 ; A-5A1ts A-4 ; A-5A2th A-6A2h A-6A m A-6

CLASIFICACION LCPC

A1

A2

CLASIFICACION - LCPC

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A2m A-6A2s A-6A2ts A-6A3th A-7-5A3h A-7-5A3m A-7-5A3s A-7-5A3ts A-7-5A4th A-7-6A4h A-7-6A4m A-7-6A4s A-7-6A4ts A-7-6

A suelo Fino

A2

A3

A4

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EQUIVALENCIAS

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REPASO DE SUELOS

CAMF-2009 CAMF 2008

REPASO DE SUELOSRELACION APROXIMADA ENTRE CBR MODULO DE REACCIN DE LA SUBRASANTE

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EJERCICIOS EN CLASE

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EN CLASE

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