UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA

FACULTAD DE INGENIERÍA AGRÍCOLA

DEPARTAMENTO DE ORDENAMIENTO TERRITORIAL

Y DESARROLLO SOTENIBLE

MECÁNICA DE SUELOS

INFORME N°1

IDENTIFICACIÓN DE SUELOS

ALUMNOS: ULLOA CASTAÑEYRA, Jaime - 20121228 MESA: 01

LEONARDO GARAY, RAY GRUPO: H/H*

ALVARADO MAYHUA, CEZARNOTA:

DOCENTE: MÁLAGA CUEVA, Miguel Iván

FECHA DE PRESENTACIÓN: 09/04/15

AÑO UNIVERSITARIO, 2015

I. INTRODUCCIÓNII. OBJETIVOS

II.1. GENERALESII.2. ESPECÍFICOS

III. JUSTIFICACIÓNIV. MARCO TEÓRICOV. MATERIALES

VI. PROCEDIMIENTOVII. RESULTADOS

VIII. DISCUSIONESIX. CONCLUSIONESX. RECOMENDACIONES

XI. BIBLIOGRAFIA XII. ANEXOS

I. INTRODUCCIÓN

Uno de los problemas más importantes y fundamentales de la mecánica de suelos, siempre ha sido la identificación de los mismos, ya que para realizar dicho proceso, se requiere de una exhaustiva y rigurosa labor que consiste esencialmente en encasillarlos dentro de un sistema previo de clasificación, con la finalidad de agruparlos según sus propiedades mecánicas e hidráulicas para diferentes funciones y usos de construcción u otros trabajas agrícolas en los que el suelo juegue un factor importante.

Los suelos pueden ser identificados en dos grandes tipos: suelo fino (arcilla y limo) y suelo grueso (arena y grava), los cuales pueden ser diferenciados rápidamente, sin necesidad de equipos de laboratorio, mediante sus reacciones frente al agua. Sin embargo, como futuros ingenieros e investigadores, no podemos conformarnos con solo saber los métodos rápidos de identificación, sino que debemos analizarlos detenidamente comprobando cada una de las propiedades específicas de los dos tipos de suelos, utilizando los diferentes instrumentos y materiales de un laboratorio de mecánica de suelos.

En el presente informe conoceremos en su totalidad cada una de las propiedades de estos dos tipos de suelos y a su vez aprenderemos a diferenciarlos mediante el instrumental del laboratorio y mediante sus comportamientos ante tratamientos físicos externos (reacción frente al agua).

II. OBJETIVOS

Durante la práctica de laboratorio se plantearon diversos objetivos, entre los cuales encontrábamos algunos generales y otros específicos, los cuales fueron cumplidos en su totalidad.

Entre los objetivos generales tenemos los siguientes:

Conocer las características de los tipos de suelo. Saber qué es el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS) Observar las propiedades específicas del suelo fino y el grueso

Entre los objetivos específicos tenemos los siguientes:

Aprender a identificar, diferenciar y clasificar los dos tipos de suelos utilizando las técnicas aprendidas en la clase de laboratorio.

Aprender a diferenciar, entre las muestras de laboratorio, cuales suelos son limos, arcillas, arenas, gravas, material orgánico, etc.

Que el alumno aprenda a verificar la clasificación del suelo analizando los cambios que presentan los suelos frente a los tratamientos físicos con el agua.

III. JUSTIFICACIÓN

La justificación para realizar la clase de identificación de suelos se basa en el siguiente párrafo:

Toda obra de construcción, ya sea civil o agrícola, se apoya sobre el suelo de una u otra manera, y es de acuerdo a las propiedades físicas, mecánicas e hidráulicas de dicho suelo, que se harán los respectivos análisis de resistencia para las ya mencionadas obras. Habiendo expuesto la idea anterior, el ingeniero deberá de saber cada una de las metodologías para poder clasificar los suelos donde realizará dichas obras, es por eso que la materia de mecánica de suelos comienza con esta clase, ya que para poder comenzar a analizar los suelos para las construcciones, primero deberemos conocer de qué tipo de suelos hay en la tierra y cuáles son sus propiedades a la hora de trabajarlos.

IV. MARCO TEÓRICOIV.1. DEFINICIÓN DE SUELO

Para fines de la mecánica de suelos representa todo tipo de material terroso desde un relleno de desperdicio hasta areniscas parcialmente sementadas. Quedan excluidos de la definición las rocas sanas ígneas o metamórficas y los depósitos sedimentarios altamente sementados, que no se ablanden o desintegren rápidamente por acción del intemperismo. Se denomina suelo al conjunto de partículas de diferentes tamaños con una dimensión máxima de 3” que a su vez dependiendo de su tamaño podemos clasificar las partículas como grava, arena, limos y arcillas.

El agua contenida juega un papel tan fundamental en el comportamiento mecánico de suelo que deben considerarse como parte integral del mismo así como también la materia orgánica.

El suelo es el material de construcción más abundante del mundo y en muchas zonas constituye, de hecho, el único material disponible localmente. Desde el período neolítico, la tierra se ha utilizado para la construcción de monumentos, tumbas, viviendas, vías de comunicación y estructuras para retención de agua. En este apartado se describen tres estructuras construidas con tierra.

Cuando el ingeniero emplea el suelo como material de construcción debe seleccionar el tipo adecuado de suelo, así como el método de colocación y, luego, controlar su colocación en la obra. Una masa de suelo colocada por el hombre constituye un relleno y el proceso se suele denominar rellenado. Uno de los problemas más habituales en este tipo de construcción se debe a la gran diversidad de los puntos de extracción, denominados zonas de préstamo. Una parte esencial de la tarea del ingeniero es cerciorarse que las propiedades del material colocado correspondan a las supuestas en el proyecto, o modificar el proyecto durante la construcción, teniendo en cuenta cualquier diferencia entre las propiedades de la obra construida y las que se consideraron en el proyecto.

IV.2. CLASIFICACION DEL SUELO

La determinación y cuantificación de las diferentes propiedades de un suelo, efectuadas mediante ensayos, tiene como objetivo principal establecer una división sistemática de los diferentes tipos

de suelos existentes atendiendo a la similitud de sus caracteres físicos y sus propiedades geo mecánicas.

Una adecuada y rigurosa clasificación permite tener una primera idea acerca del comportamiento que cabe esperar de un suelo, a partir de propiedades sencillas de determinar. Comúnmente, suele ser suficiente conocer la granulometría y plasticidad de un suelo para predecir su comportamiento mecánico.

De las múltiples clasificaciones existentes, estudiaremos la que sin duda es la más universal y completa, La clasificación de Casagrande.

IV.3. SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACION DE SUELOS (SUCS)

El sistema fue divulgado por Casagrande en 1948, y en uso desde 1942, pero fue ligeramente modificado en 1952 para hacerlo aplicable a presas y a otras construcciones.

Los grupos principales de suelos de esta clasificación aparecen en la tabla siguiente. Los prefijos indican los tipos principales de suelo y sufijos indican las subdivisiones entre grupos.

Tipo de suelo Prefijo Subgrupo SufijoGrava G Bien gradado WArena S Pobremente graduado PLimo M Limoso M

Arcilla C Arcilloso COrgánico O Limite Liquido alto (>50) H

Turba Pt Limite Liquido bajo (<50) L

En función a los suelos pueden establecerse diferentes combinaciones que definen uno y otro tipo de suelo:

SIMBOLO CARACTERISTICAS GENERALESGWGPGMGC

GRAVAS(>50% en tamiz

#4 ASTM)

Limpias(Finos <5%)

Bien graduadasPobremente graduadas

Con finos(Finos >12%)

Componente limosoComponente arcilloso

SWSPSMSC

ARENAS(<50% en tamiz

#4 ASTM)

Limpias(Finos <5%)

Bien graduadasPobremente graduadas

Con finos(Finos >12%)

Componente limosoComponente arcilloso

MLMH

LIMOS Baja Plasticidad (LL<50)Alta Plasticidad (LL>50)

CLCH

ARCILLAS Baja Plasticidad (LL<50)Alta Plasticidad (LL>50)

OLOH

SUELOSORGÁNICOS

Baja Plasticidad (LL<50)Alta Plasticidad (LL>50)

Pt TURBA Suelos altamente orgánicos

IV.4. TIPOS DE SUELOS

El SUCS define un suelo de la siguiente manera:

De grano grueso si más de un 50 por ciento es retenido en la malla No. 200. De grano fino si más de un 50 por ciento pasa la malla No. 200.

El suelo de grano grueso puede ser:

Grava si más de la mitad de la fracción gruesa es retenida por la malla No. 4. Arena si más de la mitad de la fracción gruesa esta entre el tamaño de las mallas No. 4 y la

No. 200.

Tamaño de Partícula

4.76 mm 0.74 mm 0.002 mm

Malla No. 4 200 -

GravaArena Limo Arcilla

IV.5. IDENTIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DE LOS SUELOS

La identificación permite conocer las propiedades mecánicas e hidráulicas del suelo, atribuyéndole las del grupo en que se sitúe, naturalmente la experiencia juega un papel importante en la utilidad que se le pueda sacar de la clasificación.

En el sistema unificado hay criterios para la identificación de suelos en el laboratorio; estos son del tipo granulométrico y de características de plasticidad.

Además, y esta es la ventaja del sistema, se ofrecen criterios para identificación en el campo, es decir, en aquellos casos en el que no se disponga de equipos de laboratorios para efectuar las pruebas necesarias para una identificación completa. Estos criterios difieren según el tipo de suelo, si es grueso o fino.

IV.6. CRITERIOS DE IDENTIFICACION SEGÚN TIPO DE SUELOIV.6.1. SUELOS GRUESOS

Los materiales constituidos por partículas gruesas se identifican prácticamente en forma visual. Extendiendo una muestra seca del suelo sobre una superficie plana puede juzgarse, en forma aproximada, su graduación, forma y tamaño de partículas.

Porcentaje de finos (%)

Color forma Tamaño máximo Gradación

PORCENTAJE DE FINOS:Porcentaje de partículas que pasan el tamiz N° 200, del total de muestra.

COLOR:Utilizar como máximo dos colores o la notación Munsell; anotando alguna presencia de manchas y/o bandas en la muestra.

FORMA:Angular o redondeada. TAMAÑO MÁXIMO:Tomar medida de la partícula de mayor tamaño encontrada en la

muestra en pulgadas. GRADACIÓN:Bien graduada o mal graduada.

IV.6.2. SUELOS FINOS

Los parámetros usados para identificar los suelos finos son las características de dilatancia, tenacidad, y resistencia en estado seco. El conjunto de pruebas se efectúa en una muestra previamente tamizada por la malla N° 40, con la cual procedemos a evaluar la dilatancia, tenacidad, y resistencia.

Porcentaje de gruesos (%)

Color Materia orgánica

Resistencia Dilatancia Tenacidad

PORCENTAJE DE GRUESOS: Porcentaje de partículas que quedan retenidas en el tamiz N° 200, del total de la muestra.

COLOR: el color es un dato útil para identificar tipos de suelo, cuando se posea la experiencia necesaria. Como datos se tiene que por ejemplo: el color negro indica la presencia de materia orgánica, los colores claros y brillosos son propios de suelos inorgánicos.

MATERIA ORGÁNICA: Los suelos orgánicos tienen por lo general un color oscuro y un olor distintivo. El olor es particularmente intenso si el suelo está húmedo, y disminuye con la exposición al aire, aumentando por el contrario, con el calentamiento de la muestra húmeda.

RESISTENCIA: Para poder evaluar la resistencia de una muestra de suelo, se requiere una muestra seca, al romperse un terrón bajo presiones ejercidas por los dedos. Los limos con mucha plasticidad, no presentan ninguna resistencia en estado seco y sus muestras se desmoronan con muy poca presión digital. Las arcillas tienen mediana y alta resistencia al desmoronamiento por presión digital.

DILATANCIA: En esta prueba, se agrega agua necesaria para que el suelo adquiera una consistencia suave, pero no pegajosa ni aguada. Se coloca una pasta de suelo fino y agua en la palma de la mano, golpeándola contra la otra mano. Al realizar este procedimiento

suele presentarse una película delgada de agua en la superficie de la pasta, al salir agua al par de golpes, se dice que posee alta dilatancia.

TENACIDAD: La prueba se realiza sobre una pasta de consistencia suave, similar a la masilla. Se amolda hasta formar un rollito de unos 3 mm de diámetro aproximado. Si se logra la formación de este rollo de pequeño diámetro sin esfuerzo, se dice de un suelo altamente tenaz.

V. MATERIALES Y EQUIPOV.1.MATERIALES Agua destilada. Regla que mida cm. y pulgadas. 13 muestras de diversos suelos. Cuadernos o libreta para apuntes de datos.

V.2.EQUIPO Piseta para el agua destilada. 13 bandejas metálicas para las muestras de suelo. Tamices del N°40, 60 y 200.

VI. PROCEDIMIENTO

Durante la clase de laboratorio, el profesor encargado de las prácticas enseño cada uno de los pasos para analizar e identificar los suelos para luego clasificarlos en suelos finos y gruesos. Se pasará a explicar cada uno de los pasos hechos en clase:

VI.1. ANALISIS TACTIL Y VISUAL

Se procede a observar cada una de las bandejas con muestras para ver si se puede diferenciar los suelos finos de los gruesos, si al observar no llegamos a diferenciar procederemos a tocar las muestras y tratar de romper los terrones de suelo con los dedos (recordar que si podemos romper un terrón con sólo la fuerza de nuestros dedos, estamos hablando de un suelo fino). Si ninguno de estos métodos funciona, iremos al siguiente paso.

VI.2. MATIZADO CON LA MALLA N°200

Al haber fallado los métodos anteriores procederemos a coger la malla N°200 por donde pasará una porción seca de la muestra de suelo; si de dicha porción, llegan a pasar algunos granos, podremos afirmar que la muestra usada es un suelo fino, mas, si no pasa ningún grano por la malla, estaremos refiriéndonos de un suelo grueso. Luego de definir si los granos usados en la malla son granos finos o gruesos, procederemos ir al siguiente paso de análisis.

VI.3. DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES DE SUELO

En este paso se tendrán que hacer el análisis de suelos finos y gruesos de manera separada.

En el caso del suelo fino se determinará el color, porcentaje de grueso, presencia de materia orgánica, resistencia, dilatancia y la tenacidad de este.

En el caso de que estemos tratando un suelo grueso, determinaremos el color, porcentaje de fino, forma, tamaño máximo y gradación de este.

Luego de haber realizado este último paso, recién podremos decir que se ha logrado identificar, de una manera general puesto a que aún no se han visto muchos temas en teoría, los tipos de suelo.

VII. RESULTADOS

Suelo fino

Suelo Porcentaje de gruesos (%)

1 40%

11 1-2 %

7 0-1 %

13 3-5%

6 2-3%

Color Materia orgánica

No

No

No

No

No

Resistencia

Baja

Alta

Alta

Alta

Baja

Dilatancia

Alta

Baja

Baja

Baja

Alta

Tenacidad

Baja

Alta

Alta

Alta

Baja

Discusiones

-En el laboratorio de mecánica de suelos todos los experimentos para el reconocimiento de suelos se hicieron de forma mecánica, esto es favorable ya que en el campo vamos a poder reconocer, en la mayoría de los casos el tipo de suelo por inspección.

- Como se puede observar en la tabla de resultados, en los suelos finos se necesita el porcentaje de gruesos, esto lo hicimos visualmente dándole un valor aproximado, ya que en el campo no tendremos ningún tipo de dispositivo y lo tendremos que aproximar de manera adecuada para poder clasificar el tipo de suelo que es.

- También hemos observado que existe una relación entre la resistencia, la tenacidad y la dilatancia, estas dos primeras se relacionan de manera que si la resistencia es alta también lo será la tenacidad, al hacer el experimento observamos que si la muestra tiene una buena consistencia, luego de mojarla con agua y se pueden hacer rollitos tendrá una alta tenacidad,

luego dejamos secar esta muestra después tratamos de romperlo con los dedos, asi podemos verificar que la muestra debe tener una resistencia alta o intermedia en otros casos, por ende la dilatancia deberá ser baja ya que absorbió el agua de manera rápida.