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Mecanica de Suelos I - UNH - 2013 1
UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE
INGENIERIA CIVIL
ESTRUCTURA DEL SUELO
Es el arreglo geométrico de las partículas de suelo una con respecto de la otra.
Factores que la afectan: la forma, el tamaño y la mineralogía de las partículas.
También afecta la naturaleza y composición del agua.
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1.- ESTRUCTURAS EN SUELOS GRANULARES
(NO COHESIVOS)
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ESTRUCTURA SIMPLEEs aquella producida cuando las
fuerzas debidas al campo gravitacional terrestre son claramente predominantes en la disposición de las partículas; es por lo tanto, típica de suelos de grano grueso (gravas y arenas limpias) de masa comparativamente importante
En los suelos granulares la estructura viene determinada por la forma de las partículas, mientras que en los suelos de textura fina depende del tipo de fuerzas que predominan.
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Estructura de grano individualLas partículas de suelo están en posición estable.Cada partícula está en contacto con las de su
alrededor.La forma y distribución de tamaño de las partículas
influyen en la densidad.
Estructura de grano individual: (a) suelto, (b) denso
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Estructura de celdas o panaloideEsta estructura se considera típica en
granos de pequeños tamaños (0,02 mm de diámetro o algo menores)
Las arenas finas y limos forman pequeños arcos con cadenas de partículas.
Tienen grandes relaciones de vacíos y pueden soportar cargas estáticas normales.
Bajo cargas pesadas o bajo un choque de cargas, la estructura se rompe, resultando en asentamientos grandes, es una estructura colapsable.
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Estructura panaloide
2.- ESTRUCTURA EN SUELOS COHESIVOS
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Estructura DispersaSe debe a las fuerzas de repulsión y
se puede explicar diciendo que son paquetes dispuestos paralelamente.
Existe anisotropía siendo los valores de la conductividad hídrica considerablemente mayores en la dirección de los paquetes.
Todas las partículas estarán orientadas más o menos paralelas unas a otras.
La estructura así formada es dispersa, por tanto estable tal como se muestra en las figuras siguientes.
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Estructura desedimentos dispersa
Estructura FloculanteOtro caso es si las partículas
podrían tender a ordenarse en flóculos visibles.
El contacto interparticular es cara-borde; tiene grandes vacíos.
Por ello es colapsable. Las uniones son electrostáticas.
A este proceso se le conoce como floculación.
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Estructura desedimentos floculada sin sal
Estructura FloculadaSe asemeja a un castillo de naipes y se
debe a las fuerzas de atracción.Tiene una conductividad hidráulica y
una porosidad mayor que la estructura dispersa ya que el diámetro efectivo de los poros es mayor.
Además presenta un mayor grado de isotropía y menor densidad, sin embargo la resistencia es menor.
La mayoría de los depósitos de sedimentos formados en agua fresca poseen una estructura intermedia entre dispersa y floculante.
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Estructura desedimentos floculada con sal
3.- ESTRUCTURAS COMPUESTASEstructuras CompuestasLas estructuras anteriores rara
vez se presentan puras en la naturaleza.
La sedimentación comprende partículas de todos los tamaños y tipos, para las que rigen las leyes de la naturaleza de modo diferente.
En estas formaciones se define un esqueleto constituido por los granos gruesos y por masas coloidales de floculos que proporcionan nexo entre ellos.
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Estructura compuesta (Según A. Casagrande)
Material gravoso arenoso de color gris con poca cantidad de finos.
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La estructura y las propiedades ingenieriles de los suelos granulares, no presentan gran complejidad y son predecibles, dependen principalmente de las fuerzas de gravedad derivadas de la masa que actúan sobre el esqueleto del suelo y de la distribución del tamaño de las partículas en el deposito de suelo.
La estructura y propiedades ingenieriles de los suelos cohesivos, son mucho mas complejas.
Esto se debe principalmente al predominio de las fuerzas de superficies derivadas de la actividad electroquímica en la superficie de las partículas de mineral arcilloso.
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Los minerales arcillosos son complejos silicatos de aluminio compuestos de una o dos unidades básicas a) tetraedro de sílice, b) octaedro de alúmina.
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Caolinita Ilita Monmorilonita
Área superficial 15 m2/g 80 m2/g 800 m2/gMecanica de Suelos I - UNH - 2014 15
Formación de suelos
partículas escamosas de tamaño coloidal
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Cuales son las principales características de las arcillas.Las arcillas se caracterizan por tener una estructura laminar, tener un alto grado de plasticidad,una gran resistencia en seco y poseen una carga negativa neta en sus superficies lo que provoca que las cargas positivas del hidrogeno del agua se adhieran a la superficie de las arcillas.
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Propiedades de los minerales de arcilla
Mineral Superficie especifica Ss (m2/g)
Contenido aproximado de agua adsorbida
Arena de cuarzo (0.1 mm)
0.02 1x10-3
Caolinita 20 1
Illita 80 4
Montmorilonita 800 40
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Área superficial
