CONCEPTOS GENERALES DE LA MECÁNICA DEL SUELO 1 · PDF fileDensidad húmeda...

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  • 1MASTER EN REHABILITACIN ARQUITECTONICA.- INSPECCIN Y RECALCE DE LAS CIMENTACIONES

    E.T.S. ARQUITECTURA DE A CORUA DEPARTAMENTO DE TECNOLOGA DE LA CONSTRUCCIN Juan Prez Valcrcel

    CONCEPTOS GENERALES DE LA MECNICA DEL SUELO

    CONCEPTOS GENERALES DE LA MECNICA DEL SUELOJUAN PREZ VALCRCEL

    Catedrtico de Estructuras

    E.T.S.A. de La Corua

    2MASTER EN REHABILITACIN ARQUITECTONICA.- INSPECCIN Y RECALCE DE LAS CIMENTACIONES

    E.T.S. ARQUITECTURA DE A CORUA DEPARTAMENTO DE TECNOLOGA DE LA CONSTRUCCIN Juan Prez Valcrcel

    CONCEPTOS GENERALES DE LA MECNICA DEL SUELO

    INTRODUCCIN A LA MECNICA DEL SUELOConceptos generales.

    Propiedades fsicas.

    Propiedades mecnicas.

    Empujes.

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    CONCEPTOS GENERALES DE LA MECNICA DEL SUELO

    CLASIFICACIN DE SUELOSCARACTERSTICAS ORGANOLPTICAS

    Gravas Partculas visibles y gruesas $2 mm

    Arenas Partculas visibles y finas < 2 mm

    Limos Partculas no visibles y tacto spero

    Arcillas Partculas no visibles y tacto suave

    CLASIFICACIONES NORMALIZADAS DE SUELOS

    0,002

    ARCILLA

    0,006 0,02 0,06

    LIMOFINO MEDIO GRUESO GRUESAMEDIAFINA

    ARENA

    20,60,2 6 20 60

    GRAVAFINA MEDIA GRUESA

    PIEDRA

    GRAVA

    0,2 0,6 2

    ARENAFINA MEDIA GRUESAGRUESOMEDIOFINO

    LIMO

    0,060,020,006

    ARCILLA

    0,002

    ARCILLA

    0,005 0,05GRUESAFINA

    ARENA

    20,25

    GRAVA

    CLASIFICACION NORMA DIN(4022)

    CLASIFICACION M.I.T y NORMAS BRITANICAS

    CLASIFICACION A.S.T.M LIMO

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    CONCEPTOS GENERALES DE LA MECNICA DEL SUELO

    DIFERENCIAS ENTRE GRAVAS Y ARENAS

    Gravas (>2 mm)

    Los granos no se apelmazan aunque estn hmedos, debido a la pequeez de las tensiones capilares.

    Cuando el gradiente hidrulico es mayor que 1, se produce en ellas flujo turbulento.

    Arenas (entre 0,006 y 2 mm)

    Los granos se apelmazan si estn hmedos, debido a la importancia de las tensiones capilares.

    No se suele producir en ellas flujo turbulento aunque el gradiente hidrulico sea mayor que 1.

    DIFERENCIA ENTRE ARENAS Y LIMOS

    Arenas (entre 0,06 y 2 mm)Partculas visibles.

    En general no plsticas.

    Los terrenos secos tienen una ligera cohesin, pero se reducen a polvo fcilmente entre los dedos.

    Fcilmente erosionadas por el viento.

    Fcilmente arenadas mediante bombeo.

    Los asientos de las construcciones realizadas sobre ellas suelen estar terminados al acabar la construccin.

    Limos (entre 0,002 y 0,06 mm)

    Partculas invisibles.

    En general, algo plsticos.

    Los terrenos secos tienen una cohesin apreciable, pero se pueden reducir a polvo con los dedos.

    Difcilmente erosionados por el v iento.

    Casi imposible de drenar mediante bombeo.

    Los asientos suelen continuar despus de acabada la construccin.

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    CONCEPTOS GENERALES DE LA MECNICA DEL SUELO

    DIFERENCIA ENTRE LIMOS Y ARCILLAS

    Limos (entre 0,002 y 0,06 mm)

    No suelen tener propiedades coloidales.

    A partir de 0,002 mm, y a medida que aumenta el tamao de las partculas, se va haciendo cada vez mayor la proporcin de minerales no arcillosos.

    Tacto spero.

    Se secan con relativa rapidez y no se pegan a los dedos.

    Los terrones secos tienen una cohesin apreciable, pero se pueden reducir a polvo con los dedos

    Arcillas (< 0,002 mm)

    Suelen tener propiedades coloidales.

    Consisten en su mayor parte en minerales arcillosos.

    Tacto suave.

    Se secan lentamente y se pegan a los dedos.

    Los terrones secos se pueden partir, pero no reducir a polvo con los dedos.

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    CONCEPTOS GENERALES DE LA MECNICA DEL SUELO

    PROPIEDADES DE TERRENOS REALES

    2,33---34Margas

    ----10-2Hormign

    1,040,0401.6501482Turba

    -1,35-0,87-Loes yesfero

    2,131,80220,6133Arcilla dura

    2,011,61270,7440Arcilla muy compacta

    1,891,45320,8743Arcilla compacta

    1,921,47350,9045Arcilla semi-compacta

    1,761,22551,5555Arcilla blanda

    1,341,08621,6760Arcilla muy blanda

    2,282,05120,3022Zahorra

    2,121,80170,4732Arena densa

    1,941,51290,7643Arena suelta

    Densidadhmeda (T/m3)

    Densidadseca

    d (T/m3)

    Humedadnatural (%)

    Indicehuecos

    e

    Porosidadn (%)

    Tipo de terreno

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    CONCEPTOS GENERALES DE LA MECNICA DEL SUELO

    PROPIEDADES DE TERRENOS REALES

    1,27-1945,2084Bentonita blanda

    2,07-220,6037Arcilla glaciar dura

    1,77-451,2055Arcilla glaciar blanda

    2,161,86160,4330Arenas de granulometraabierta compactas

    1,991,59250,6740Arenas de granulometraabierta poco compactas

    2,091,75190,5134Arenas de granulometracerrada compactas

    1,891,43320,8546Arenas de granulometracerrada poco compactas

    Densidadhmeda (T/m3)

    Densidadseca

    d (T/m3)

    Humedadnatural (%)

    Indice de huecos

    e

    Porosidadn (%)

    Tipo de terreno

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    CONCEPTOS GENERALES DE LA MECNICA DEL SUELO

    PROPIEDADES FSICAS DEL SUELO: PESOS ESPECFICOS.

    Gas (aire)

    Lquido (agua)

    Slido

    V

    V

    Vs

    l

    g

    Vh

    Vs

    Gg

    Gl

    Gs

    -Peso especfico de las partculas.- Entre 25 kN/m3 y 28 kN/m3

    -Peso especfico del suelo natural.-Entre 15 kN/m3 y 21 kN/m3

    -Peso especfico del suelo desecado.- Entre 13 kN/m3 y 19 kN/m3

    -Peso especfico del suelo saturado.- Entre 16 kN/m3 y 21 kN/m3

    -Peso especfico del suelo anegado.- Entre 6 kN/m3 y 11 kN/m3

    n 'Gs % Gl

    V

    d 'GsV

    a 'Gs & Vs @ l

    V

    sat 'Gs % Vh @ l

    V

    N.F.

    Gs

    E=V. l

    'GsVs

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    CONCEPTOS GENERALES DE LA MECNICA DEL SUELO

    PROPIEDADES FSICAS DEL SUELOEn un estrato de terreno se producen estos pesos especficos.

    En la parte superior el peso especfico del terreno es el de terreno natural .

    Bajo el nivel fretico es terreno est sumergido en agua, por lo que su peso especfico ser el anegado.

    Zona sobre el nivel fretico en la que el agua sube por capilaridad y satura totalmente el terreno. El peso especfico es el saturado.

    N.F.

    Superficie

    n

    sat

    a

    firmeEstrato

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    CONCEPTOS GENERALES DE LA MECNICA DEL SUELO

    Porosidad e ndice de poros.Definimos la porosidad n como la razn entre el volumen de huecos y el volumen total de la muestra e ndice de poros e como la razn entre el volumen de huecos y el volumen de la parte slida

    Relaciones entre porosidad e ndice de huecos.

    n 'VhV

    e 'VhVs

    n 'VhV

    'Vh

    Vs % Vh'

    Vh /Vs1 % Vh /Vs

    'e

    1 % e

    e 'VhVs

    'Vh

    V & Vh'

    Vh /V1 & Vh /V

    'n

    1 & n

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    CONCEPTOS GENERALES DE LA MECNICA DEL SUELO

    PROPIEDADES FSICAS DEL SUELO: GRANULOMETRA.

    DIMETRO DE LAS PARTCULAS, en mm.

    0.2

    % D

    E P A

    RT

    CU

    LAS

    DE

    DI

    MET

    RO

    MEN

    OR

    QU

    EE

    L IN

    DIC

    ADO

    0

    40100 50 30 20 10

    40

    20

    10

    30

    60

    50

    80

    70

    1

    35 4 2

    0.51 0.3

    0.4

    2 43

    00

    90

    GRAVA ARENA

    0.1

    0.05

    0.04

    0.02

    0.03 0.01

    65 7

    0.001

    0.00

    40.

    005

    0.00

    30.

    002

    8

    LIMO ARCILLA

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    CONCEPTOS GENERALES DE LA MECNICA DEL SUELO

    PROPIEDADES FSICAS DEL SUELO: GRANULOMETRA.

    0.2

    70

    40

    30

    10

    0

    20

    100 50

    50

    40

    60

    2030 10 35 4 2

    D60

    0.51

    0.3

    0.4

    90

    80

    00GRAVA ARENA

    0.04

    D30

    0.1

    0.05

    D10

    0.02

    0.03 0.01

    0.00

    20.

    003

    0.00

    50.

    004 0.001

    LIMO ARCILLA

    Coeficiente de uniformidad

    Si Cu # 4 (suelo uniforme)

    Contenido d