Estabilizacion de Terreno
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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR
MISIÓN SUCRE
TEMBLADOR ESTADO MONAGAS
XIV COHORTE CONSTRUCCIÓN CIVIL
FACILITADOR: BACHILLERES:
TEMBLADOR MAYO 2015
ESTABILIZACION DE
TERRENO
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2
ÍNDICE
I!"#$%&&'( )
R*+,&'#*- .",/'!"'&,- /#+%!"'&,- $*+ -%*+# 3
E-,# $* 4%*$,$ * 4'$"(*!"# 10
E-,# $* *-# %'!,"'# 12
E-,# $* *-# *-*&'6'&# 1)
M!#$# $* *7+#",&'( $*+ -%*+# 13
C#&+%-'( 18
B'9+'#.",6, 1;
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INTRODUCCION
Para seleccionar el tipo de suelo adecuado se debe realizar estudio y diseños previos en el
lugar y ambiente donde se va a construir.
El estudio previo que realizaremos en esta práctica (laboratorio) se denomina
RELA!"#E$ %"L&'ER!A$ *A%!'ER!A$ +E L"$ $&EL"$ que es el que
distingue las tres ,ases constituyentes del suelo- solida liquida y gaseosa relaci/n entre las
,ases del suelo tiene una aplicaci/n en la mecánica de suelos para el cálculo de es,uerzos.
odo proyecto de ingenier0a incluidas las acciones y obras de estabilizaci/n de laderas y
taludes debe contar con una evaluaci/n geot1cnica del terreno donde se 2a propuesto su
e3ecuci/n. El alcance de dic2a evaluaci/n depende de las condiciones del terreno como tal
y de las caracter0sticas del proyecto y de la etapa de desarrollo que se trate. En cada caso
deberá combinarse en di,erente medida la in,ormaci/n general y de con3unto donde puede
3ugar un papel importante la e4periencia y el conocimiento previo del área por parte del
especialista con la in,ormaci/n puntual generada en los sondeos y ensayos decampo y de
laboratorio. El resultado ,inal de la evaluaci/n geot1cnica integral de un terreno permite
2acer una apreciaci/n general sobre su aptitud y limitaciones para el desarrollo de un
proyecto en particular y presentar la caracterizaci/n geot1cnica del terreno.
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RELACIONES VOLUMETRICAS < GRAVIMETRICAS
El problema de la identi,icaci/n de los suelos es de importancia ,undamental5 identi,icar un
suelo es en rigor encasillarlo en un sistema previo de clasi,icaci/n para ello se deben
estudiar sus propiedades y analizar su comportamiento ya que desde esta práctica se
analizaran las tres ,ases que comprenden el suelo.
Las ,ases l0quida y gaseosa del suelo suelen comprenderse en el volumen de vac0os (%v)
mientras que la ,ase s/lida constituye el volumen de s/lidos (%s). $e dice que un suelo es
totalmente saturado cuando todos sus vac0os están ocupados por agua. &n suelo en tal
circunstancia consta como caso particular de solo dos ,ases la s/lida y la l0quida. Es
importante considerar las caracter0sticas mor,ol/gicas de un con3unto de part0culas s/lidas
en un medio ,luido.
Eso es el suelo.
6 7ase s/lida- 7ragmentos de roca minerales individuales materiales orgánicos.
6 7ase l0quida- Agua sales bases y ácidos disueltos incluso 2ielo.
6 7ase gaseosa- Aire gases vapor de agua.
Esquema de una muestra de suelo y el modelo de sus 8 ,ases.
Las relaciones entre las di,erentes ,ases constitutivas del suelo (,ases s/lida l0quida y
gaseosa) permiten avanzar sobre el análisis de la distribuci/n de las part0culas por tamaños
y sobre el grado de plasticidad del con3unto.
En los laboratorios de mecánica de suelos puede determinarse ,ácilmente el peso de las
muestras 29medas el peso de las muestras secadas al 2orno y la gravedad espec0,ica de las
part0culas que con,orman el suelo entre otras.
Las relaciones entre las ,ases del suelo tienen una amplia aplicaci/n en la 'ecánica de
$uelos para el cálculo de es,uerzos.
La relaci/n entre las ,ases la granulometr0a y los l0mites de Atterberg se utilizan para
clasi,icar el suelo y estimar su comportamiento.
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'odelar el suelo es colocar ,ronteras que no e4isten. El suelo es un modelo discreto y eso
entra en la modelaci/n con dos parámetros e y 2 (relaci/n de vac0os y porosidad) y con las
,ases.
El agua ad2erida a la super,icie de las part0culas entra en la ,ase s/lida. En la l0quida s/lo
el agua libre que podemos sacar a :;< = cuando despu1s de >? o :@ 2oras el peso delsuelo no ba3a más y permanece constante.
F,-*-= /#+>**- *-#-
En el modelo de ,ases se separan vol9menes % y pesos as0- %olumen total % volumen
de vac0os %% (espacio no ocupado por s/lidos) volumen de s/lidos %$ volumen de aire
%A y volumen de agua %. Luego % B %% C%$
D %% B %A C%. En pesos (que es di,erente a masas) el del aire se desprecia por lo que
A B ;. El peso total del esp1cimen o mu e4tra es igual a la suma del peso de los
s/lidos $ más el peso del agua 5 esto es B $ C .
Esquema de una muestra de suelo en tres ,ases o 29medo con la indicaci/n de loss0mbolos usados-
En los costados % volumen y peso. Las letras sub0nice y dell centro son- A aire agua
y $ s/lidos
R*+,&'#*- $* /#+%*: 4= *= DR= S= CA
P#"#-'$,$ 4?
$e de,ine como la probabilidad de encontrar vac0os en el volumen total. Por eso ; 2
:;;F (se e4presa en F). En un s/lido per,ecto 2 B ;5 en el suelo 2 G ; y 2 G :;;F
.
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R*+,&'( $* /,&#- *?Es la relaci/n entre el volumen de vac0os y el de los s/lidos. $u valor puede ser e H : y
alcanzar valores muy altos. En teor0a ; e I J. El t1rmino compacidad se re,iere al grado
de acomodo alcanzado por las part0culas del suelo de3ando más o menos vac0os entre ellas.
En suelos compactos las part0culas s/lidas que lo constituyen tienen un alto grado de
acomodo y la capacidad de de,ormaci/n ba3o cargas será pequeña. En suelos poco
compactos el volumen de vac0os y la capacidad de de,ormaci/n serán mayores. &na base
de comparaci/n para tener la idea de la compacidad alcanzada por una estructura simple se
tiene estudiando la disposici/n de un con3unto de es,eras iguales. En la ,igura >.8 se
presentan una secci/n de los estados más suelto y más compacto posible de tal con3unto.Pero estos arreglos son te/ricos y los cálculos matemáticos
Los parámetros adicionales 2 y 2e (siempre 2 e) se relacionan as0- como %vK%s es la
relaci/n de vac0os entonces-
on la práctica para suelos granulares los valores t0picos son-
Arena bien gradada e B ;?8 ;M 2 B 8; ?;F
Arena uni,orme e B ;<: ;@< 2 B 8? ?F
D*-'$,$ "*+,!'/, DR? @O C#,&'$,$ "*+,!'/,
Este parámetro nos in,orma si un suelo está cerca o le3os de los valores má4imo y m0nimo
de densidad que se pueden alcanzar. Además ; N +R N : siendo más resistente el suelo
cuando el suelo está compacto y +R N : y menor cuando está suelto y +R N ;.Algunos
te4tos e4presan +R en ,unci/n del P& seco Od... Aqu0 e 'a4 es para suelo suelto e min
para suelo compactado y e para suelo natural
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Los suelos co2esivos generalmente tienen mayor proporci/n de vac0os que los granulares5
los valores t0picos de N y e son- e B ;<< <;; N B 8< @8F
G",$# $* -,!%",&'( S?
$e de,ine como la probabilidad de encontrar agua en los vac0os del suelo por lo que ; N $ N
:;;F. 70sicamente en la naturaleza $ N ;F pero admitiendo tal e4tremo $ B ;F N suelo
seco y $ B :;;F N suelo saturado.
C#!*'$# $* 4%*$,$: Es la relaci/n en F del peso del agua del esp1cimen al peso de los s/lidos. El problema es
cuál es el peso del aguaQ Para tal e,ecto debemos señalar que e4isten varias ,ormas de
agua en el suelo y unas requieren más temperatura y tiempo de secado que otras para ser
eliminadas. En consecuencia el concepto suelo secoS tambi1n es arbitrario como lo es el
agua que pesemos en el suelo de muestra. $uelo seco es el que se 2a secado en estu,a a
temperatura de :;<= ::;= 2asta peso constante durante >? / :@ 2oras (con urgencia).
El valor te/rico del contenido de 2umedad var0a entre- ; N. En la práctica las 2umedades
var0an de ; (cero) 2asta valores del :;;F e incluso de <;;F / ;;F en el valle de
'14ico.
#"A- En compactaci/n se 2abla de T /ptima la 2umedad de mayor rendimiento con la
cual la densidad del terreno alcanza a ser má4ima. +os curvas de compactaci/n para un
mismo material dependiendo el valor de la 2umedad /ptima de la energ0a de compactaci/n
utilizada para densi,icar el suelo.
G",/*$,$ E-*&6'&, $* +#- -(+'$#- GS?
La gravedad espec0,ica es la relaci/n del peso unitario de un cuerpo re,erida a la densidad
del agua en condiciones de laboratorio y por lo tanto a su peso unitario ;Q En geotecnia
s/lo interesa la gravedad espec0,ica de la ,ase s/lida del suelo dada por
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*$ B g s K g pero re,erida al Peso &nitario de la ,ase l0quida del suelo g para e,ectos
prácticos.
P*-# %'!,"'# $*+ -%*+#?
Es el producto de su densidad por la gravedad. El valor depende entre otros del contenido
de agua del suelo. Este puede variar del estado seco Od 2asta el saturado O$A as0-
P*-# %'!,"'# $*+ ,.%, $* +#- -(+'$#-
En el suelo $ es prácticamente una constante no as0 ni . Además se asume que
siendo *$ un invariante no se traba3a nunca con el P& de los s/lidos g s sino con su
equivalente *$ g de con,ormidad con el numeral En general los suelos presentan
gravedades espec0,icas *$ con valor comprendido entre >< y 8: (a dimensional).
omo el más ,recuente es >< (a dimensional) se asume como má4imo valor de *$
te/rico. %eamos además algunos valores del peso unitario seco de los suelos los que
resultan de inter1s dado que no están a,ectados por peso del agua contenida sino por elrelativo estado de compacidad el que se puede valorar con la porosidad.
Los suelos bien compactados presentan pesos unitarios de >> gKcm8 a >8 gKcm8 en gd
para gravas bien gradadas y gravas limosas. En la zona del vie3o aldas las cenizas
volcánicas presentan pesos unitarios entre :8; a :M;grKcmU.
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P*-# %'!,"'# -%*".'$#
Esto supone considerar el suelo saturado y sumergido. Al sumergirse seg9n Arqu0medes el
suelo e4perimenta un empu3e 2acia arriba igual al peso del agua desalo3ada.
G",/*$,$ *-*&6'&, $*+ *-&'*?
Puedo considerar la muestra total (*) pero el valor no tiene ninguna utilidad la ,ase s/lida
(*$) que es de vital importancia por describir el suelo y la ,ase l0quida (*) que se asume
es : por ser g el mismo del agua en condiciones de laboratorio. En cualquier caso el
valor de re,erencia es O; y O; N O.
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+/nde-
#i B Porcenta3e de peso de suspensi/n.
%ol. B %olumen de la probeta B :;;; ml.
s B Peso de la muestra seca B ; gr.
gagua B Peso espec0,ico del agua B :.; grKcc.
Rr B Lectura del 2idr/metro registrado.
RT B Lectura del 2idr/metro en el agua a >;V que es igual a :.;;
+onde *s B >.@ WgrKccX es la gravedad espec0,ica del suelo
Los diámetros se calculan en la siguiente tabla-
*sB >.@ grKcc
F Y.P.#V>;; B?< MZF
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E-,# $* P*-# U'!,"'#:
El peso unitario de &n suelo está de,inido como el peso de la muestra sobre su volumen.
$i se tiene una ,igura regular de muestra se puede 2allar su volumen con las medidas de
esta ,igura y por geometr0a sacar el volumen de suelo que 2ay. $i por el contrario no se
cuenta de una ,igura geom1trica pare3a se debe llevar a otros m1todos por medio de los
cuales con el desplazamiento de agua al meter este suelo en un estanque llena de esta se
puede llegar a calcular el volumen de la muestra. on este m1todo se debe tener en cuenta
de que al suelo no del debe entrar agua a su interior porque de lo contrario estar0amos
alterando los resultados.
ambi1n 2allaremos el peso unitario seco el cual se de,ine como el peso seco de la muestra
sobre el volumen de la muestra pero como tenemos el porcenta3e de 2umedad de la
muestra de suelo podemos 2allar el peso unitario seco por la relaci/n entre el peso unitario
29medo sobre uno mas el porcenta3e de 2umedad sobre cien.
P"#&*$''*!#:
Primero se 2all/ el volumen de suelo que ten0amos el cual lo 2allamos tomando el
promedio de sus medidas las cuales eran altura y diámetro ya que era un cilindro. Luego
se procedi/ a pesar la muestra. on este procedimiento tenemos todos los datos necesarios
para 2allar el peso unitario del suelo.
C+&%+#-:
$e tomaron tres diámetros en di,erentes partes del cilindro dentro de las cuales 2ubo dos
mediciones.
En el punto A tenemos <M.;mm <M.>mm promedio <M.:mm
En el punto [ tenemos <.Mmm <.Mmm promedio <.@mm
En el punto tenemos <<.Zmm <.mm promedio <.><mm
+e estos tres datos promedios 2acemos el promedio dándonos el valor de <.M>mm el
cual escogimos como el valor más apro4imado al promedio del diámetro del cilindro.
\ubo tres mediciones de la altura las cuales ,ueron Z@.<mm Z@.?mm Z@.<mm lo cual nos
da un promedio de alturas de Z@.?Mmm
+e esta ,orma ya podemos 2allar el volumen del cilindro siendo >?@@;Z.:;:Zmm c9bicos.
El peso de la muestra dio un valor de ?Z:< g.
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Por lo tanto al dividir el peso sobre el volumen me da un valor de ;.;;:ZM<?: g K mm8 lo
que es igual a :.ZM< ]gKcm8
El peso unitario seco lo podemos 2allar de la siguiente ,ormula-
$ B Peso &nitario \9medo K (:C \umedadK:;;) $iendo-
$ B :.ZM< K :C.><8 B :.<M> ]g K cm8
E-,# $* P*-# E-*&6'&#
'ediante el estudio de esta práctica se evaluara el peso del volumen absoluto de la materia
s/lida del agregado. $iendo este el ,actor que se usa para la determinaci/n del volumen que
ocupa el agregado y el concreto.
F#"%+,- , U!'+',"
• P. E B : ^.
aC p
+/nde-
P. E B Peso Espec0,ico
: B Peso de la muestra $aturada con super,icie $eca
a B Peso del picn/metro lleno con agua
p B Peso del picn/metro con la muestra y el agua 2asta la marca de calibraci/n
•
• P. E B .
aC p
+/nde-
P. E B Peso Espec0,ico ($aturado con super,icie seca)
: B Peso de la muestra $aturada con super,icie $eca
a B Peso del picn/metro lleno con agua
p B Peso del picn/metro con la muestra y el agua 2asta la marca de calibraci/n.
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M!#$#- $'"*&!#-
$on m1todos que permiten conocer las caracter0sticas de un sitio mediante la observaci/n
directa de las caracter0sticas del suelo y las rocas.
• Pozos a cielo abierto- E4cavaciones realizadas desde la super,icie en sentido
vertical de pro,undidad variable. Es posible ver la estrati,icaci/n del suelo y la pro,undidad a la que se encuentra la roca sana.
• rinc2eras- E4cavaciones de poca pro,undidad y alargadas. El ob3etivo es realizar
un per,il geol/gico continuo del terreno.
• 9neles o socavones- E4cavaciones lo su,icientemente grandes para que un 2ombre
pueda traba3ar dentro de ellas. $on 2orizontales y alargadas. $e utilizan
principalmente en obras subterráneas y presas.
•Per,oraciones- Proporcionan in,ormaci/n acerca de la composici/n espesor ye4tensi/n de las ,ormaciones del área as0 como de la pro,undidad de la roca sana.
M!#$#- '$'"*&!#-
• 7otogra,0as a1reas- ienen como base la interpretaci/n de ,otogra,0as tomadas desde
aviones o sat1lites. iene la venta3a de reconocer grandes áreas en poco tiempo. La
desventa3a es que se necesita complementar el estudio con otro m1todo directo.
• *ravimetr0a- Aprovec2a el 2ec2o de que los grandes estratos minerales que se
encuentran en el subsuelo tienen la capacidad de aumentar la aceleraci/n de
la gravedad de una regi/n determinada.
• 'agnetometr0a- &tiliza el principio que los distintos elementos que componen el
suelo producen distintas perturbaciones del campo magn1tico de la tierra. El
e3emplo más signi,icativo es el 2ierro.
• *eoc0smico- 'ediante detonaciones de cargas se provocan pequeños sismos que
originan ondas elásticas longitudinales y transversales que se registran conge/,onos. Esto permite determinar la velocidad de propagaci/n de onda. Lamagnitud de la velocidad nos indica qu1 tipo de material se encuentra en el
subsuelo.
• El1ctrico- $e aplica una corriente el1ctrica al suelo por medio de electrodos5 su
principio se basa en que las variaciones la conductividad del subsuelo alteran el
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,lu3o de corriente en el interior de la tierra lo que ocasiona una variaci/n en
el potencial el1ctrico que determina el tamaño la ,orma localizaci/n y resistividadel1ctrica de los cuerpos.
• Radiaci/n *amma- $e basa en aparatos capaces de captar los rayos *amma que son
emitidos por algunos is/topos de elementos como el Potasio &ranio y orio.
T%9#- $* ,"*$ $*+.,$, @S4*+9
El tubo de pared delgada o $2elby es un tubo liso a,ilado usualmente de M.< a :; cm de
diámetro que se 2inca a presi/n para obtener muestras relativamente inalteradas de suelos
,inos blandos a semiduros localizados arriba o aba3o del nivel ,reático (omisi/n 7ederal
de Electricidad :ZMZ).
El e,ecto de la corrosi/n en este tubo puede dañar o destruir tanto el tubo de pared delgada
como la muestra. La severidad del daño está en ,unci/n del tiempo y de la interacci/n entrela muestra y el tubo. $e recomienda que los tubos de pared delgada lleven alg9n tipo de
revestimiento o capa protectora. uando el tubo vaya a contener la muestra por más de M>
2oras 1ste debe llevar capa protectora y el tipo de capa debe ser especi,icada por el
ingeniero o ge/logo. Esta capa depende del material a muestrear. Estos recubrimientos
pueden incluir una capa ligera de aceite lubricante laca at/4ico te,l/n y otros (#'_
?8:"##E>;;> >;;>).
Para iniciar la e4ploraci/n se debe colocar el tubo muestreado de manera que a parte
in,erior se apoye en el ,ondo del barreno. Avanzar el muestreado sin rotaci/n con un
movimiento continuo y relativamente constante. +eterminar la longitud de avance por laresistencia y condiciones de la ,ormaci/n dic2a longitud no debe e4ceder de < diámetros a
:; diámetros del tubo en arenas y de :; diámetro a :< diámetros en arcilla (#'_?8:
"##E>;;> >;;>).
uando la ,ormaci/n sea demasiado dura para insertar a presi/n el tubo de pared delgada
($2elby) se puede utilizar el mismo tubo pero dentado cuyo principio de inserci/n incluye
presi/n y rotaci/n o en caso necesario el barril +enison que opera tambi1n a presi/n y
rotaci/n pero que implica una mayor alteraci/n en la muestra (#'_?8:"##E
>;;> >;;>).
En ning9n caso debe ser mayor la longitud de avance que la longitud del tubo muestreado
menos una distancia para la cabeza del muestreado y un m0nimo de M.> cm para cortes. El
sondeo debe avanzar en incrementos para permitir el muestreo intermitente o continuo. Los
intervalos de prueba y su ubicaci/n son estipuladas normalmente por el ingeniero de
proyecto. 0picamente los intervalos seleccionados son :.< m en estratos 2omog1neos con
ubicaci/n de la prueba y el muestreo en cada cambio de estrato (#'_?8:"##E
>;;> >;;>).
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$e debe retirar el muestreado con precauci/n a ,in de minimizar las alteraciones de la
muestra. +espu1s de remover del tubo la cabeza se debe limpiar el azolve 2asta encontrar
el material sano y se debe medir la recuperaci/n de la muestra dentro del mismo sellar el
e4tremo superior remover por lo menos :; cm del material del e4tremo in,erior del tubo y
sellarlo el material removido de ambas partes sirve para la descripci/n e identi,icaci/n
manualvisual del suelo para anotarlo en el registro correspondiente con la longitud de la
muestra recuperada. Preparar y colocar las etiquetas y marcas necesarias para identi,icar las
muestras (#'_?8:"##E>;;> >;;>).
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CONCLUSION
#os pudimos dar cuenta que todos los ensayos se relacionan as0 nos sirvi/ el porcenta3e de
2umedad para poder 2allar el peso unitario seco de la muestra sin tener que 2aber secado
más suelo y 2acer un procedimiento más largo.
\ay que tener en cuenta al meter al 2orno un suelo que el material que este compuesto no
se disgregue con el calor no se queme o en ,in que no pierda peso el material s/lido del
que está compuesto para que los datos del peso del suelo seco sean los verdaderos.
on el porcenta3e de 2umedad nos podemos 2acer una idea de que tan absorbente puede
ser un suelo y además de que tanto espacio vac0o tiene.
La gravedad especi,ica de un material nos permite decir qu1 clase de material puede serteniendo en cuenta su peso ya que es una relaci/n de pesos del material.
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BIBLIOGRAFÍA!n,ormaciones e4tra0das de las siguientes direcciones Teb-
• http://www.fsicanet.com.ar/fsica/termoestatica/lb01_densidad.php
• http://html.rincondela!o.com/a!re!ados.html
• http://es.wi"ipedia.or!/wi"i/#eo$%&3%'(sica_aplicada
•
http://e)ps*elos.blo!spot.com/
• http://html.rincondela!o.com/relacion+ol*metrica+,+!aimetrica+de+los+
s*elos.html
• http://ap*ntesin!enierociil.blo!spot.com/2011/03/ii+ensa,o+del+
hidrometro+materiales+,.html