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Indice

CARACTERISTICAS O FASES DEL SUELO

CARACTERISTICAS DEL SUELO EN TERRENO

ENSAYES INDICES DE LOS SUELOS

ANALISIS GRANULOMETRICO

LIMITES DE ATTERBERG

EJEMPLO

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PROPIEDADES INDICESCARACTERISTICAS O FASES DEL SUELO

Los componentes del suelo pueden encontrarse en los tres estados de la materia :

• Aire : Aire, gases orgánicos, vapor de agua• Agua : Agua y sales minerales disueltas• Sólido : Partículas , agentes cementantes ,minerales y materia orgánica

Las propiedades índices permiten la diferenciación de suelos de una misma categoría,condiciones de estado del suelo y comportamiento físico.

Sólido

Aire

Agua W tW w

W s

Va

Vw

Vs

Vv

V t

MasasVolúmenes

PROPIEDADES INDICESCARACTERISTICAS O FASES DEL SUELO

PROPIEDADES INDICES SIMBOLO DEFINICIONPeso unitario natural γ t W t / V tPeso unitario seco γ d W s / V tPeso específico γ s W s / V sGravedad específica Gs γ s / γ wHumedad ( % ) ω Ww /WsIndice de vacíos e Vv /VsPorosidad n Vv / V tGrado de saturación ( % ) S V w / Vv Indice de Densidad o D.R. (emáx - e ) / ( emáx - emín)

Densidad Relativa γ dmax(γd - γdmin)/γd(γ dmax- γ dmin)

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COMPORTAMIENTODEL SUELO EN

TERRENO

Características de laspartículas del suelo

Características dela masa de suelo

• Forma• Tamaño• Composición mineralógica

• Textura• Estructura• Consistencia• Compacidad• Humedad

CARACTERÍSTICAS DEL SUELOEN TERRENO

TAMAÑO

• Bloques : Fragmentos de roca mayores a 300 mm• Bolones : Fragmentos de roca de 80 ( 3” ) a 300 mm• Gravas : Agregados sin cohesión de 4,76 a 80 mm ( 3” )• Arenas : Partículas de roca sin cohesión de 0,074 a 4,76 mm• Limos : Suelo de grano fino, no plástico de 0,002 a 0,074 mm• Arcillas : Suelo fino cohesivo, plástico de tamaño menor a 0,002

mm .

CARACTERÍSTICAS DE LAS PARTICULAS DEL SUELO

COMP.MINERALsuelos finos

• Caolinitas• Ilitas• Montmorilonitas

CARACTERÍSTICAS DEL SUELOEN TERRENO

FORMAsuelos granulares

• Angulosa : Resistencia al desplazamientoResistencia al corteLas partículas se trituran con facilidad

• Redondeada : Resistencia a la compresiónBaja resistencia al desplazamientopor vibración

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CARACTERÍSTICAS DEL SUELOEN TERRENO

CARACTERÍSTICAS DE LA MASA DE SUELO

TEXTURA Grado de finura y uniformidad detectado con el tacto

CONSISTENCIAGrado de adherencia y resistencia frente a cargas, propia de los suelos finos. Medida subjetiva expresada mediantelos Límites de Atterberg

Grado de compactación de los suelos no cohesivos.D.R. = γ γ γ γ d máx (γ γ γ γ d - γ γ γ γ d mín ) · 100

γ γ γ γ d ( γ γ γ γ d máx - γ γ γ γ d mín )COMPACIDAD

HUMEDAD Cantidad de agua en los suelos, medida como porcentaje sobre el suelo seco.

ESTRUCTURA• Suelos no cohesivos : e máx => Suelo suelto

e mín => suelo compacto• Suelos cohesivos : Depende de la composición mineral . Puede

ser floculada o dispersa

DR

ENSAYES INDICES DE LOS SUELOS

Objetivo : Destinados a expresar cuantitativamente las características de un suelo. Son parámetros de clasificación de suelos, principalmente, la granulometría y los límites de Atterberg.

Contenidode agua oHumedad

DensidadDensidadRelativa

Gravedad Específica

Límites deAtterberg

Granulometría

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ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO

v = ( 2 γ γ γ γ s - γ γ γ γ w ) · D18 n

n = viscosidad cinemática

2

Determina la distribución por tamaño de las partículas de una muestra ,utilizando una serie de tamices normalizados, siendo la más común la serie ASTM.Se aplica a los suelos granulares y se expresa en porcentaje que pasa respecto a la abertura de malla en forma semilogarítmica.

El suelo bajo la malla n�� ��

200 se analiza por Sedimentación en el Hidrómetro, procedimiento basado en la Ley de Stokes , en que se determina el diámetro de las partículas de acuerdo a su velocidad de caída en un tiempo t . Este es el método Boyoucos.

Indicadores de Graduación :Cc = ( D30 ) Cu = D60D60 * D10 D10

Coeficiente de Curvatura( Regularidad de la curva )

1 < Cc < 3

Coeficiente de uniformidad( Tipo de graduación)Cu > 6 en arenasCu > 4 en gravas

2

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO

Tipo de curva : A. Empinada : Suelo uniformeB. Suave : Suelo graduadoC. Con inflexión : Suelo discontinuo o graduación incompleta

Un material bien graduado otorga lassiguientes propiedades al suelo :• Mejor estabilidad• Menor número de huecos• Baja permeabilidad• Baja compresibilidad• Mayor resistencia

A

BC

Designación Tam.abertura3” 75mm2” 50mm

1 1/2” 37,5mm1” 25mm

3/4” 19mm1/4” 9,5mmnº 4 4,75mmnº 8 2,36mm

nº 10 2mmnº 16 1,18mmnº 20 850 µmnº 30 600 µmnº 40 425 µmnº 50 300 µmnº 60 250 µm

nº 100 150 µmnº 140 100 µmnº 200 75 µm

Norma ASTM

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LIMITES DE ATTERBERG

La consistencia de los suelos cohesivos varía aumentando o disminuyendo la humedad .Se definen en la NCh 179 los límites deAtterberg, los cuales permiten establecer el contenido de agua con el cual se produce el cambio de estado, es decir, miden la consistencia o plasticidad del suelo fino ( bajo malla n

�� ��

40 )

•Límite Líquido ( L.L) : humedad del suelo en el límite entre el estado semilíquido y plástico

•Límite Plástico ( L.P ) : humedad del suelo en el límite entre plástico y semisólido

•Límite de Contracción ( Ls ) : humedad máxima para la cual una reducción de lahumedad no causa variación en el volumen.

Sólido Semisólido Plástico Semilíquido

LC LP LL

CUCHARA DE

CASAGRANDE

77

LIMITES DE ATTERBERGCarta de Plasticidad

Límite Líquido

Indi

ce d

e pl

astic

idad

CL

CH

MH o OH

ML o OL

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

70

60

50

40

30

20

10

Línea ALíne

a U

74

Línea A = 0,73 ( LL - 20 )Línea U = 0,90 ( LL - 8 )

88

LIMITES DE ATTERBERG

• Indice de Consistencia ( IC ) : IC = ( LL - W ) / IP

Si IC < 0,00 Muy blandaSi IC 0,00 - 0,50 BlandaSi IC 0,50 - 0,75 RígidaSi IC 0,75 - 1,00 Muy rígidaSi IC >1,00 Dura

Si IC < 0,00 Muy blandaSi IC 0,00 - 0,50 BlandaSi IC 0,50 - 0,75 RígidaSi IC 0,75 - 1,00 Muy rígidaSi IC >1,00 Dura

• Indice de Plasticidad ( IP ) : Rango de humedad en que el suelo se encuentra en el estado plástico

Ip = LL - LP

- Indice de liquidez o fluidez ( IF ) : Relación agua - plasticidad, relaciona el LL y LP con la humedad del suelo

IF = ( W - LP ) / IPSi IF = 0 => W = LPSi IF = 1 => W = LL

Ejemplo : Propiedades Indice

Problema 1 Una muestra cilíndrica de suelo saturado de 10cm de diámetro, pesa 493 gr y tiene un peso específico de 2,78 T/m3. Si la humedad de saturación es del 35%, calcular la altura de la muestra.

Sol : S = 1 => Vv = Vw = Ww / 1

Gs = Ws / Vs ω = Ww / Ws => Ws * ω= Ww

=> Vt = Vs + Vw = Vs + WwWt = Ww + WsWt = W * Ws + Ws = Ws ( 1 + W )

Ws / ( 1 + W ) = Ws => Ws / Gs = Vs Ws = 365,2 grs

Ww = Wt - WsVt = Vs + Ww = π (d2 * h)/4

H = 3,3 cm

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Ejemplo : Propiedades IndiceProblema 2Dos zapatas se encuentran fundadas sobre arena con e = 0,64. Después de un sismo, se produce una densificación del terreno . Calcular el asentamiento diferencial entre zapatas.

Sol : V inicial = 6 * área ( Vi )V final = H’ * área ( Vf )

Vi / Vf = 6 / H’ e = Vv / Vs e + 1 = Vv / Vs + 1 = Vt / Vs

=> V = Vs ( e + 1 )

=> 6 / H’ = Vs ( ei + 1 ) / Vs ( ef + 1 ) => H’ = 6 ( 1 + ef ) / ( 1 + ei )

Zapata izquierda : H’ = 5,49 mZapata derecha : H’ = 5,67 m

Diferencia de asentamiento = 0,18 m

6mef = 0,5 ef = 0,55

Roca

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