Mecanica De Suelos.docx

“Año del diálogo y reconciliación nacional”

INFORME N° 1 MECÁNICA DE SUELOS TEMA: PROPIEDADES FÍSICAS DEL SUELO. INTEGRANTES: Arenas Castro, Rolando Junior Briones Sotil, Jonathan Casimir Gamarra, Cristian Meyer Tineo Rojas, Mark Anthony

DOCENTE: Jimeno Meléndez, Roberto Hebert

CICLO: IV

LIMA - 2018

1

ÍNDICE

Pág.

INTRODUCCIÓN

4

ANTECEDENTES

5

El suelo

5

Historia

5

OBJETIVOS

6

MARCO TEÓRICO

7

Propiedades físicas de los suelos

7

Textura

7

Estructura

8

Porosidad

9

Consistencia

9

Color

10

Temperatura

10

Profundidad

10

Peso específico

11

Fases del suelo

11

Composición del suelo

12

Grado de saturación

13

Volumetría

13

Gravimetría

13

CONCLUSIONES

14

BIBLIOGRAFÍA

15

ANEXOS

16

2

ORDEN DE FIGURAS

Pág.

Figura 1: Propiedades del suelo

5

Figura 2: Vasili Dokucháyev

5

Figura 3: Tipos de Suelos

7

Figura 4: Limites de Consistencia- Limites de Atterberg

9

Figura 5: Relación color y propiedades del suelo

10

Figura 6: Profundidades del suelo

10

Figura 7: Fases del suelo

12

Figura 8: Composición del suelo

12

3

INTRODUCCIÓN En el presente informe se manifiesta que el suelo es una mezcla de materiales sólidos, líquidos y gaseosos. La adecuada relación entre estos componentes determina la capacidad de resistencia de una edificación. La proporción de los componentes determina una serie de propiedades que se conocen como propiedades físicas o mecánicas del suelo. Los cuales pueden ser: textura, estado, peso específico de la masa y sólido del suelo, grado saturación, porosidad, proporción de vacío. fases, estructura, color, permeabilidad, drenaje, consistencia, profundidad efectiva. Adicionalmente, el suelo puede también contener materias orgánicas que afectan sus propiedades físicas. Las partículas minerales son gránulos de diferentes tamaños, composición y características, que no se hallan firmemente ligados entre sí. Por tanto, los suelos dependen no solamente de la resistencia de sus gránulos aislados, sino también de las fuerzas de adherencia o atracción que existen entre ellos y los agregados. Estas fuerzas son de naturaleza muy compleja y responden a campos de energía externa o interna que tienen su origen en fuerzas moleculares electromagnéticas y actúan directamente sobre las partículas sólidas, en sus puntos de contacto. Además, la magnitud de estas fuerzas varía en función de la composición mineral de las partículas, su tamaño y el porcentaje de humedad. Entonces, las propiedades físicas de un suelo permiten identificarlo y clasificarlo dentro de una amplia gama de posibilidades que existen en la naturaleza. Estas propiedades dependen además de la posición geográfica del, suelo y la profundidad y espesor del estrato. Finalmente, el estudio de las propiedades físicas de los suelos nos permite tener una acertada apreciación del tipo de suelo con el que se va a trabajar; pues, se debe considerar que todo suelo está sometido a deformaciones y tensiones internas, debido a sus propiedades compuestas como también a la influencia del medio ambiente. No obstante, podemos señalar que el Ingeniero Civil; debería analizar estas propiedades e interpretar sus resultados, para poder aplicar el método de cimentación adecuado para cada tipo de suelo en el arte de la construcción.

4

ANTECEDENTES EL SUELO: Se denomina suelo a la parte superficial de la corteza terrestre, biológicamente activa, que proviene de la desintegración o alteración física y química de las rocas y de los residuos de las actividades de seres vivos que se asientan sobre ella. Son muchos los procesos que pueden contribuir a crear un suelo particular, algunos de estos son: la deposición eólica, sedimentación en cursos de agua, meteorización, y deposición de material orgánico.

HISTORIA: Desde siempre, los suelos han conformado una parte fundamental de la existencia del ser humano, ya que sobre ellas se asientan y viven cómodamente. Por ello, al transcurrir el tiempo las personas se dieron en la necesidad de estudiarlo y de ahí surge el nacimiento de la edafología, el cual es la ciencia encargada de estudiar el comportamiento del suelo y los componentes físico-químicos que constituyen esta masa. Uno de los personajes más resaltantes en el estudio de suelos fue Vasili Dokucháyev, quién fue un destacado geógrafo de nacionalidad rusa que manifestó y propuso su

5

trabajo más relevante, denominado “el principio de análisis integral de territorio”, que sirvió de directriz para distintas entidades para la rama de geografía y otros. OBJETIVOS GENERAL:  Brindar información básica respecto al recurso suelo y que sirva como base para determinar técnicamente su capacidad de uso, la cual servirá como una herramienta de apoyo para la elaboración de futuros planes de desarrollo.

ESPECÍFICOS:  Explicar detalladamente las propiedades físicas de los suelos.  Informan sobre la composición del suelo.  Describir los tipos de suelos, para así obtener un conocimiento más adecuado en parte a la construcción.  Conocer los suelos aptos y no aptos que se puedan manifestar en una edificación.

JUSTIFICACIÓN:  El presente informe se justifica teniendo en cuenta las normas propuestas por el encargado del curso, así como también el uso de investigaciones con información resaltante y factible, que componen una parte estratégica de la temática presentada. Además, para que conforme una parte en la ingeniería civil, ya que en las construcciones se llevará a cabo un estudio determinado de cualquier terreno, pues este trabajo puede aportar en el conocimiento de las propiedades físicas que habitan en distintos suelos.

6

MARCO TEÓRICO PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS SUELOS: 1. TEXTURA Es la porción de los tamaños de los grupos de partículas que lo constituyen y está relacionada con el tamaño de las partículas de un suelo. Esta propiedad permite determinar la facilidad de nutrientes, agua y aire. A continuación, presentamos el Diagrama Triangular de las Clases Texturales según el tamaño de partículas (USDA).

El

interior del triángulo está dividido en casillas, cada una de ellas representa una clase textural de suelo caracterizado por las proporciones de uno o de dos elementos dominantes; suelos arenosos, limosos, arcillosos, arcillo arenosos, etc. Se utiliza el triángulo de la siguiente manera: cuando se dispone del análisis granulométrico de un suelo, su tenor en arcilla, en limo y en arena, determina un punto que se sitúa en el triángulo, en el interior de una casilla, y que permite identificarlo y darle un nombre asimilándolo a la clase textural representada por esa casilla, por ejemplo, franco, arcillo arenoso, etc. 7

2. ESTRUCTURA Se la define como el arreglo de las partículas del suelo. Se debe entender por partículas, no solo las que fueron definidas como fracciones granulométricas (arena, arcilla y limo), sino también los agregados o elementos estructurales que se forman por la agregación de las fracciones granulométricas. Por lo tanto, «partícula» designa a toda unidad componente del suelo, ya sea primaria (arena, limo, arcilla) o secundaria (agregado o unidad estructural). El arreglo entre las partículas del suelo, la estructura, determina el espacio entre las mismas, que son predominantemente macro porosos. Según el nivel de observación, se puede hablar de macro estructura o microestructura. La macro estructura, es el arreglo de las partículas secundarias y primarias visibles a simple vista. La microestructura es el arreglo de las partículas primarias para formar las secundarias; de ella depende en alto grado la macro estructura. Al atender a la microestructura, se observa que los componentes coloidales del suelo (plasma) actúan como cemento de los granos más gruesos (esqueleto). Tiene diversos tipos, los cuales son clasificados por:  Según el grado de desarrollo de los agregados, la estructura puede ser:  Fuerte: Agregados duraderos, con separación bien definida cuando el suelo se seca.  Moderada: Agregados relativamente bien formados y diferenciados, de duración media.  Débil: Agregados poco diferenciados, que sólo se distinguen cuando el suelo está húmedo.  Sin estructura: Agregados que no se distinguen por falta de aglomeración, como ocurre en los suelos arenosos  Según la forma de los agregados:  Laminar: Los agregados tienen forma aplanada, con predominio de la dimensión horizontal. Las raíces y el aire penetran con dificultad.  En bloques: Angulares o subangulares. Los agregados tienen forma de bloque, sin predominio de ninguna dimensión.  Prismática. Los agregados tienen forma de prisma, de mayor altura que anchura. Es típico de suelos con mucha arcilla.  Columnar: Semejante a la estructura prismática, pero con la base redondeada. Ésta estructura es típica de suelos envejecidos.  Granular. Los agregados son esferas imperfectas, con tamaño de 1 a 10 mm de grosor. Es la estructura más ventajosa, al permitir la circulación de agua y aire.

8

3. POROSIDAD Es la relación entre el volumen de huecos de cualquier tipo y el volumen total del suelo. Se origina como consecuencia de la textura y estructura del suelo. Los huecos que dejan entre si las partículas sólidas del suelo pueden ser:  Poros. Huecos que dejan las partículas y los agregados. Tienen contornos irregulares y están conectados entre ellos, lo que favorece la circulación de agua y aire.  Canales. Huecos comunicantes que se forman por la actividad de la fauna del suelo.  Fisuras o grietas. Huecos intercomunicados que se forman como consecuencia de la retracción del suelo.

4. CONSISTENCIA La consistencia del suelo es la firmeza con que se unen los materiales que lo componen o la resistencia de los suelos a la deformación y la ruptura. La consistencia del suelo se mide por muestras de suelo mojado, húmedo y seco. En los suelos mojados, se expresa como adhesividad y plasticidad, tal como se define infra.

9

5. COLOR El color es un carácter del suelo, fácil de observar y de uso cómodo para identificar un tipo de suelo dentro del cuadro regional o local. RELACIÓN COLOR Y PROPIEDADES DEL SUELO COLOR PROPIEDADES DEL SUELO Oscuro o Presencia de materia orgánica, cuanto más oscuro más negro contenido en materia orgánica se le supone. Claro o El color claro es consecuencia del lavado de las arenas blanco (cuarzo). Pardo Se debe a la presencia de óxidos de hierro hidratados, amarillento FeO (OH) (goethita), y unidos a la arcilla y a la materia orgánica. Color rojo El color rojo indica un buen drenaje del suelo, lo que permite la existencia de condiciones oxidantes. Grises y Se presenta como grupos de manchas de colores rojos, veteados amarillos y grises. Esta propiedad aparece en suelos que se encharcan durante un período del año Gris y/o Son característicos de suelos que sufren una intensa verdoso hidromorfía. Hay falta de oxígeno. azulado 6. TEMPERATURA La temperatura del suelo es importante porque determina la distribución de las plantas e influye en los procesos bióticos y químicos.

7. PROFUNDIDAD La profundidad del suelo es muy importante porque de ella depende el volumen de agua que el suelo puede almacenar para las plantas.

8.

PES O ESPECÍFICO

Peso específico absoluto o peso específico del suelo: Se define como su peso por unidad de volumen. 10

Peso específico relativo o gravedad específica del suelo: El peso específico relativo o gravedad específica de un suelo se toma como el valor promedio para los granos del suelo.

Peso específico de la masa del suelo (densidad natural (ym)): Es la relación entre el peso total y el volumen total de la muestra del suelo.

Peso específico seco (yd): Es la relación entre el peso de las partículas minerales secas y el volumen total de la muestra de suelo.

Peso específico de sólidos (ys): Es la relación entre el peso y el volumen de las partículas minerales secas

9. FASES DEL SUELO Se muestra una fracción de suelo agrandada de tal manera que pueden observarse los espacios vacíos entre partículas. De acuerdo a la definición de suelo desde el punto de vista ingenieril, se concluye que este principalmente está compuesto por: materia sólida, liquida y gaseosa, a cada uno de estos componentes principales se denomina fase del suelo. La fase Sólida: La fase solida representa la fase más estable del suelo y por tanto es la más representativa y la más ampliamente estudiada. Es una fase muy heterogénea, formada por constituyentes inorgánicos y orgánicos. La fase Líquida: La fase líquida circula a través del espacio poroso, quedando retenida en los poros del suelo; está en constante competencia con la fase gaseosa. Los cambios climáticos estacionales, y concretamente las precipitaciones atmosféricas, hacen variar los porcentajes de cada fase en cada momento. 11

La fase Gaseosa: Es la mezcla de gases que ocupa los espacios que la fase liquida deja libres en la porosidad de suelo. Debido a sus características intrínsecas como fluido, la fase gaseosa presenta una marcada similitud con la fase liquida del suelo, sobre todo en lo que se refiere a su dinámica, aunque tiene algunas diferencias con respecto a esta.

10.

COMPOSICIÓN DEL SUELO:

La fase solida está compuesta de partículas diminutas derivadas de la roca o sedimento producto de la meteorización o incluso materia orgánica. La fase liquida, corresponde al agua que se ubica en los espacios vacíos entre partículas. La fase gaseosa corresponde al aire, los espacios vacíos los restantes que no ocupa el agua son ocupados por aire.

Estados del suelo: (a) Saturado. (b) No saturado. (c) Seco. (d) No saturado contráctil.

La fase liquida del suelo varia en su cantidad con respecto a las otras fases, lo que da lugar a distintos estados del suelo. En la figura que vemos en la parte de arriba podemos esquematizar los distintos estados que presenta el suelo de acuerdo a la variación de la fase liquida. De acuerdo a 12

esta variación de la fase liquida (agua) del suelo, esta puede ser clasificado en cuatro diferentes estados que son:    

Suelo saturado. - Este estado del suelo contiene únicamente dos fases: la fase sólida y liquida. Se lo llama saturado, porque todos los espacios vacíos están llenos de agua. Suelo no saturado. - llamado también húmedo. Posee: la fase sólida, liquida y gaseosa simultáneamente. Los vacíos están ocupados por aire y agua. Suelo seco. - incluye dos fases: la fase sólida y la gaseosa, es decir que el suelo no contiene agua. Suelo no saturado contráctil. - muestra tres fases además de una cuarta fase denominada contráctil. Esta cuarta fase es independiente y llega originarse como resultado de la interface aire-agua, su problema predominante es su expansión y contracción, por lo que su estudio entra en otra categoría de la mecánica de suelo.

11. GRADO DE SATURACIÓN (S): Se define como el grado o la proporción en que los espacios vacíos de un suelo o una roca contienen fluido (agua, petróleo). Se expresa como un porcentaje en relación con el volumen total de vacíos. Es la relación porcentual entre el volumen de agua en una masa de suelo o roca, y el volumen total de espacios vacíos. Por lo que 0 ≤ S ≤ 100%. Físicamente en la naturaleza S ≠ 0%, pero admitiendo tal extremo, S = 0% (suelo seco) y S = 100% (suelo saturado).

12. VOLUMETRÍA Técnica que se ocupa de la determinación y medida de los volúmenes.

13. GRAVIMETRÍA Parte de la física que estudia la gravitación terrestre y la medición de sus variaciones en los diversos lugares del planeta.

13

CONCLUSIONES

El presente informe llego a las siguientes conclusiones:  Uno de los suelos más resistentes que sean aptos para una construcción, vendrían a ser los suelos granulares, ya que están compuestas por gravas y arenas, para así aportar resistencia a nuestra edificación, pues será sometida a soportar cargas externas.  Uno de los suelos con menos resistencia son los finos, ya que se componen por arcillas y limos, pues estos son partículas diminutas, que pese a tener buena cohesión, hace que la construcción sufra cambios al momento de contactarse con el agua. Por ello, recomendamos no construir en este tipo de suelo, pues traerá consecuencias graves en el futuro.  Las propiedades físicas del suelo son una ciencia importante, pues de ello se obtienen un adecuado estudio de un terreno, ya que, si tenemos el conocimiento de dichas características, será más fácil realizar dicho análisis.  Sin el suelo sería imposible la existencia de plantas superiores y, sin ellas, ni nosotros ni el resto de los animales podríamos vivir. A pesar de que forma una capa muy delgada, es esencial para la vida en tierra firme. Cada región del planeta tiene unos suelos que la caracterizan, según el tipo de roca de la que se ha formado y los agentes que lo han modificado.

BIBLIOGRAFÍA 14

a) Propiedades físicas de los suelos (2015). Disponible en:

b) c) d)

e)

http://www.funprover.org/formatos/manualTomate/Propiedades%20Fisica %20del%20Suelo.pdf Propiedades físicas de los suelos (2004). Disponible en: http://bibliofagro.pbworks.com/f/propiedades+fisicas+del+suelo.pdf Propiedadaes físicas, químicas y biológicas de los suelos (1997). Disponible en: http://bibliotecadigital.agronet.gov.co/bitstream/11348/6636/1/083.pdf Relaciones volumétricas y gravimétricas del suelo (2016). Disponible en: http://www.bdigital.unal.edu.co/53252/11/relacionesgravimetricasyvolumetricas delsuelo.pdf Recuperado de: https://es.pdfcoke.com/doc/228380080/Propiedades-Fisicas-DelSuelo-Peso-Especifico-1

ANEXOS ANEXO 1: SUELOS 15

SUELOS ARENOSOS

SUELOS ARCILLOSOS

SUELOS GRAVOSOS

16

SUELOS LIMOSOS

ANEXO 2: TIPOS DE ESTRUCTURAS

17

ANEXO 3: CLASIFICACIÓN DE LOS POROS

ANEXO 4: COLOR DE LOS SUELOS

18

ANEXOS BIBLIOGRÁFICOS: ANEXO 1: Recuperado de: https://www.google.com.pe/search? biw=1455&bih=722&tbm=isch&sa=1&ei=BYWZW9XHAcigzwL3qLKIDw&q=SUE LOS+LIMOSOS&oq=SUELOS+LIMOSOS&gs_l=img.3...54689.56150.0.56405.7.6.0. 0.0.0.0.0..0.0....0...1c.1.64.img..7.0.0....0.QrKi_NO54fk#imgrc=zR7kYlTbFy1riM: Recuperado de: https://www.google.com.pe/search? biw=1455&bih=722&tbm=isch&sa=1&ei=5ISZWKdLZKwzwLRgJyIBQ&q=SUELOS+PIEDROSOS&oq=SUELOS+PIEDROSOS&gs_ l=img.3..0i10i24k1.29569.31238.0.31404.10.7.0.0.0.0.407.699.21j0j1.2.0....0...1c.1.64.img..8.2.699...0j0i8i30k1.0.0H69h99JbWY#imgrc=kb06vA54J6 CD2M: Recuperado de: https://www.google.com.pe/search? biw=1455&bih=722&tbm=isch&sa=1&ei=h4SZW7ymJc_8zgKC3Iq4Ag&q=SUELOS +ARCILLOSOS&oq=SUELOS+ARCILLOSOS&gs_l=img.3..0i67k1j0l6j0i67k1j0l2.5 4640.57181.0.57323.16.9.2.3.3.0.597.1770.21j0j2j1.4.0....0...1c.1.64.img..9.5.430....0.2LfOriHXXQo

ANEXO 2: Recuperado de: https://www.monografias.com/trabajos104/factores-abioticoslimitantes-distribucion-organismos/factores-abioticos-limitantes-distribucionorganismos.shtml ANEXO 3:

19

Recuperado de: https://es.slideshare.net/joseamolina/tipos-de-suelos-13603797

ANEXO 4: Recuperado de: https://slideplayer.es/slide/3240076/

20