UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL CARMEN.DES AREA DE INGENIERIA Y TECNOLOGIA.

Alumno:Josu Gaspar Caamal Martnez.Carrera:Licenciatura en arquitectura sustentable.Materia:Mecnica de suelos I y laboratorio Tema:Prcticas de Laboratorio Profesor:Leonardo Verdejo CaldernCiclo:Feb-Mar2014ndice Introduccin..4

PRACTICA DE CUARTEO

Objetivo6 Materiales6 Procedimiento y fotos6-8

PRACTICA DE PESO VOLUMTRICO SECO SUELTO

Introduccin10 Objetivos.10 Materiales10 Procedimiento y fotos.10-11 Clculos y resultados12 Conclusiones12

PRACTICA DE PESO VOLUMTRICO SECO COMPACTO

Introduccin14 Objetivos.14 Materiales..14 Procedimiento y fotos.14-15 Clculos y resultados..16 Conclusiones16

DENSIDAD ABSOLUTA RELATIVA DE UN SUELO FINO Introduccin18 Objetivos18 Materiales..18 Procedimiento y fotos19-21 Clculos y resultados22

DENSIDAD RELATIVA DE UN MATERIAL GRUESO Introduccin.24 Objetivos.24 Materiales24 Procedimiento y fotos.25-26 Clculos y resultados27

PRACTICA DE GRANULOMETRIA Introduccin29 Objetivos.29 Materiales...29 Procedimiento .30-31 Fotos..31

PRUEBAS DE LIMITES DE ATTERBERG Introduccin.33 Objetivos33 Materiales.33 Procedimiento y...34-36 Fotos.36

PRUEBA DE PROCTOR ESTANDAR

Introduccin38 Objetivos.38 Materiales..38 Procedimiento.38-39 Fotos.39-40

CAPTULO 1 1.- Introduccin....42 1.1.-Constitucion interna del globo terrqueo..43 1.2.- El ciclo de las rocas.43-44 1.3 .-Formacin del suelo44 1.4.-Minerales de suelos gruesos.45 1.5.-Minerales de las arcillas45-46

CAPITULO 2 2.-Fsico qumica de las arcillas..46-47 2.1.-Intercambio catinico.47-48 2.2.-Fase slida y liquida de las arcillas48 2.3.-Relaciones entre las part. cristalinas de las arcillas y el agua..49 2.4.-Conclusiones.49

Introduccin

La mecnica de suelos es la ciencia que investiga la naturaleza y comportamiento de la masa del suelo, formada por la unin de las partculas dispersas de variadas dimensiones y constituye una especialidad de la geo mecnica que engloba la mecnica de las rocas y de los suelos formados por substancias minerales y orgnicas. Por ello la mecnica de suelos difiere de la mecnica de los slidos y la de los fluidos y corresponde a una rama aparte de la ciencia de la ingeniera.La mecnica de suelos es una parte del rea de la ingeniera que est dedicada a estudiar las fuerzas o cargas que son establecidas en la superficie terrestre. La mecnica de suelos es la aplicacin de las leyes de la mecnica y la hidrulica a los problemas de ingeniera que tratan problemas relacionados a la consolidacin de partculas subatmicas y de los sedimentos.La ingeniera civil se desarrolla en este mbito, donde las construcciones y el comportamiento de las mismas estarn determinadas por el material aplicado y sobre todo por el suelo que es utilizado en el relleno. Esta parte de la ingeniera fue inventada en el ao 1925 por Karl von Terzaghi. Antes de realizar cualquier tipo de construccin uno de los pasos fundamentales es realizar un estudio caracterstico del suelo, con el objetivo de conocer las propiedades del mismo y como se puede aprovechar para el uso que deseamos realizar. Si la capacidad del suelo se ve minimizada en relacin a la aplicacin a la aplicacin de fuerzas, es probable que el mismo se deforme y que tenga como consecuencia que se generen algunos acontecimientos secundarios no determinados durante la fase del diseo del proyecto. Estas deformaciones secundarias pueden traer como consecuencia la proliferacin de grietas, fisuras, y en los casos verdaderamente extremos, hasta el colapso de toda la obra. Siempre hay que observar detenidamente mediante un estudio pertinente tanto las condiciones del suelo como la del cimiento que trabaja como un medio de contacto entre el suelo y la estructura.

PRACTICA DE CUARTEO

Objetivo

Que el estudiante conozca y aplique los diversos mtodos prcticos existentes para que, a partir de un conglomerado de minerales se obtenga una muestra promedio representativa, susceptible hacer cuantificada mineralgicamente, para determinar por ejemplo la Ley.Que el alumno aplique en forma prctica, los mtodos que existen para el muestreo y cuarteo de minerales, a la vez determinar el ngulo de reposo de estos.Tiene por objeto obtener de una muestra porciones representativas de tamao adecuado para efectuar las pruebas de laboratorio que se requieran. Para esto se procede en los siguientes pasos.Materiales *Pala rectangular.*Sascab*Cucharon de lmina galvanizada*Tuvo rectangular de 60 cm.*EscobaProcedimientos de ejecucin y fotos1. Formando un cono con la muestra para seccionarlo por cuadrantes; para esto se revuelve primero todo el material hasta que presente un aspecto homogneo, traspaleando de un lugar a otro, recomendndose que al tomar suelo con la pala sea trasladado a otro lugar, girando y vaciando el material sobre un punto, con la finalidad de que las partculas queden bien distribuidos en todo el volumen del material; se recomienda sea trasladado de un lugar a otro unas 4 veces sobre una superficie horizontal, lisa y limpia.

2. Se formar nuevamente un cono con el material, el cual se trasformar en un cono trucado, encajando la pala en el vrtice hacia abajo y hacindola girar alrededor del eje del cono, con el fin de ir desalojando el material hacia la periferia hasta dejarlo con una altura de 15 a 20 cms. , en seguida dicho cono trucado se dividir y separar en cuadrantes por medio de una regla de dimensiones adecuadas. Se mezclar el material de dos cuadrantes opuestos y con este, en caso de ser necesario, se repite el procedimiento anterior sucesivamente, hasta obtener la muestra del tamao requerido. Se deber tener cuidado de no perder el material fino en cada operacin de cuarteo.

3. Otra forma de realizar un cuarteo es por medio del partidor de muestras; en este procedimiento se mezcla la muestra cuidadosamente y se extiende uniformemente sobre la charola de igual longitud que la tolva del partidor y a continuacin se vierte sobre este, procurando que pasen cantidades similares a travs de cada uno de los ductos, quedando en esta forma la muestra dividida en dos porciones que se depositan a la salida de los dos grupos de ductos en los recipientes laterales del partidor, lo cual constituye la primera separacin. Si la cantidad de muestra as obtenida es mayor que la requerida, se repite este procedimiento con una de las porciones separadas hasta obtener una muestra del tamao necesario.

PRACTICA DE PESO VOLUMTRICO SECO SUELTO

IntroduccinEl peso volumtrico es la relacin entre el peso de un material y el volumen ocupado por el mismo, expresado en kilogramos por metro cubico. Se usara invariable para la conversin de peso a volumen; es decir para conocer el consumo de agregados por metro cubico.ObjetivoDeterminar el peso volumtrico seco y suelto de los agregados.

Materiales*Pala rectangular.*Sascab*Cucharon de lmina galvanizada*Bascula *Escoba*Tara*Enrasador (placa de mental)Procedimientos de ejecucin y fotos1.-En esta prctica, para poder hacerla tenemos que ejecutar la prueba de cuarteo.

2.-Ya obtenida la prueba de cuarteo, se observa en el suelo los cuatros cuadrantes con el material usado, en este caso el sascab y se prosigue con el cucharon tomando la muestras de dos de los cuadrantes, dichos cuadrantes deben de estar encontrados y dentro de la tara se debe colocar el material (Sascab). Se llena la tara a una distancia de 20cm de altura de forma suave y constante para que se asiente bien el material.

3.-Una vez llenada la tara se enraza el material cuidando no hacer presin sobre de esta y se hace del centro de la muestra hacia afuera.

4. A continuacin de enrase se limpia todo el material que haya quedado en las orillas de la tara, y posteriormente se pesa en una bscula, cuidando la bscula est bien calibrada para que no exista ningn tipo de errores.

Clculos y resultados

Se toma nota de los pesos que seran los siguientes:P.V.S.S.= peso volumtrico seco suelto.P.T. (Peso del recipiente): 3.70kg.P.S.T. (Peso suelo y tara): 10.9kgVol.r: 4,987.57cmP.S.S.= P.S.T. P.T= 10.9kf 3.7 kg= 7.20kg

Volumen del recipiente = A x HD=16.8cm H= 22.5A= (8.4cm)= 221.67cmVol.r= 221.67cm x 22.5=4,987.57cm = 1.44 x 10kg/cm3P.V.S.S. = 0.00144kg/cmP.V.S.S. = 1.44 ton/mConclusiones Resulta de suma importancia conocer el peso especfico de los agregados (material) para realizar las pruebas pertinentes, ya que estos datos nos indican la calidad con respecto a los valores elevados corresponden a los materiales de buen comportamiento, y por otro lado para los de bajos valores son correspondientes a agregados dbiles y absorbentes.Este peso especfico de los agregados es un peso con respecto a su volumen igual de agua. Se utiliza en ciertos clculos para proporcionar informacin con respecto a las mezclas que se vayan aplicar en campo.As es pues cuando nos damos cuenta, de la calidad de los materiales con los que estamos trabajando y as tener un mayor aprovechamiento del material para diseos de mezclas posteriores.

PRACTICA DE PESO VOLUMTRICO SECO COMPACTO

IntroduccinEl peso volumtrico es la relacin entre el peso de un material y el volumen ocupado por el mismo, expresado en kilogramos por metro cubico. Se usara invariable para la conversin de peso a volumen; es decir para conocer el consumo de agregados por metro cubico.Fsicamente es el volumen ocupado por el agregado y los vacos entre sus partculas. Para agregados, tanto finos como gruesos, o las combinaciones de stos, los mtodos para determinar los pesos volumtricos describen tres formas de llenar el recipiente: varillado o picado, sacudido y vaciado con pala. Los resultados dependen del procedimiento utilizado en el llenado, pues varan con la compactacin alcanzada.ObjetivoDeterminar el peso volumtrico seco y compacto de los agregados.

Materiales*Pala rectangular.*Sascab*Cucharon de lmina galvanizada*Bascula *Escoba*TaraEnrasador (placa de metal)Procedimientos de ejecucin y fotos1.-Para realizar hay que hacer el mismo procedimiento que el de la prctica de seco suelto solo que a diferencia de esta tiene unas cosas extras por hacer.2.- En esta prctica el llenado del material en el recipiente se hace de tal manera que se va llenando la tara a una distancia de 20 cm aproximadamente y se aporrea 20 veces cada parte de la arena en la tara de 3.70 kg.

3.- Luego de haber terminado el procedimiento de llenado se procede al enrasado con nuestra mano y con ayuda del enrasador limpiando todo material que pudo haberse pegado al recipiente para no alterar nuestra muestra.

4.- Finalmente procedemos al pesado en la bscula, debemos tomar en cuenta que la bscula debe estar bien calibrada para obtener buenas mediciones.

Clculos y resultadosSe toma nota de los pesos que seran los siguientes:P.V.S.C.= peso volumtrico seco compacto.P.T. (Peso del recipiente): 3.70kg.P.S.T.= (peso suelo y tara): 12.200 kgVol.r: 4,987.57cmP.S.S.= P.S.T. P.T= 12.200 kg 3.7 kg= 8.5 kg

Volumen del recipiente = A x HD=16.8cm H= 22.5A= (8.4cm)= 221.67cmVol.r= 221.67cm x 22.5=4,987.57cm = 1.70 x 10kg/cm3P.V.S.S. = 0.00170kg/cmP.V.S.S. = 1.70 ton/m

ConclusinDespus de concluir esta prctica comprobamos lo que se pens en la prctica anterior que los espacios vacos que dejaban los materiales cuando se pesaban sueltos si reflejan una diferencia en los resultados.

DENSIDAD ABSOLUTA RELATIVA DE UN SUELO FINO

IntroduccinLa densidad absoluta de un cuerpo es la masa de dicho cuerpo contenida en la unidad de volumen, sin incluir sus vacos. La densidad aparente es la masa de un cuerpo contenida en la unidad de volumen, incluyente sus vacos.La densidad relativa de un slido es la relacin de su densidad a la densidad absoluta del agua destilada a una temperatura de 4C as pues, en un suelo, la densidad relativa del mismo se define como la relacin de la densidad absoluta o aparente promedio de las partculas que constituyen el suelo, a la densidad absoluta del agua destilada, a 4C que tiene un valor de 1 g/cm.Generalmente a los materiales que contienen partculas gruesas en su mayor parte se les determina la densidad relativa aparente, y a los materiales que estn formados por gran cantidad de partculas finas se les determina la densidad relativa absoluta.

ObjetivoCalcular la densidad absoluta y relativa de un suelo fino.

Materiales*Un matraz *Una balanza* Una malla n40*Agua*Material*Una estufa para para hervir *Cucharon de lmina galvanizada*Tara

Procedimiento de ejecucin y fotos1.-Se realiza la separacin del material que pasa la malla No40.

2.- Se pasa 100 gramos de dicho material.

3.-Se llena el matraz con agua hasta la marca de calibracin.

4.-Se pesa el matraz con agua y se anota como PMA.

5.-Se vaca el agua hasta la mitad del matraz aproximadamente.

6.-Se introduce en el matraz del material (100gr).

7.-Teniendo ya el material dentro del matraz y el agua se saca el aire y se pone a hervir hasta un estado de ebullicin.

8.- Se pone el matraz en un depsito de enfriamiento hasta alcanzar la temperatura normal.

9.-se retira el matraz y se llena de nuevo con agua hasta la marca de calibracin y se pesa como: PMAS.

Clculos y resultados

Calculo: De DA

Dnde:DA: Densidad Absoluta. = ?PS: Peso del Suelo. = 100gr.PMA: Peso del Matraz con Agua. = 1229.20gr.PMAS: Peso del Matraz con Agua y Suelo. = 1295.00gr.

Sustituyendo la ecuacin. = 2.92 Ton/m

Densidad Relativa Clculo: = 2.92 ton/m

DENSIDAD RELATIVA DE UN MATERIAL GRUESO

IntroduccinUna de las propiedades fsicas de los agregados es la DENSIDAD. AL realizar este laboratorio podemos decir que de acuerdo a los tipos de agregados encontraremos partculas que tienen poros saturables como no saludables que dependiendo de su permeabilidad pueden estar vacos parcialmente saturados o totalmente llenos de agua, generando as una serie de estados de humedad y densidad.ObjetivoCalcular la densidad relativa aparente de un material grueso.

Materiales*Un matraz *Una balanza* Una malla n40*Agua*Material*Una estufa para para hervir *Cucharon de lmina galvanizada*Tara

Procedimiento de ejecucin y fotos

1.- Se separa el material de la malla 3/8.

2.- Se toma una porcin del material retenido y se procede a lavarlo para quitar impureza.

3.-Se vierte en un vaso de aluminio hasta una temperatura de ebullicin.

5. Se pone a enfriar en un recipiente con agua y se seca superficialmente con un lienzo.

6.-Una vez secada se introduce en un picnmetro hasta cierto volumen y se recoge el agua desalojada para medir agua desalojada.

7.- Se toma la porcin de material, se pesa y se pone a secar para obtener el peso seco.

Clculos y resultadosCalculo de la absorcin:

W%= 0.037 x 100 =W% =3.70 %

PRACTICA DE GRANULOMETRIA

IntroduccinEsta prueba consiste en separar por tamaos las partculas del suelo, pasndolo a travs de una sucesin de mallas de aberturas cuadradas y en pesar las porciones que se retienen en cada una de ellas, expresando dichos retenidos como porcentajes en peso de la muestra total.La prctica es importante, ya que gran parte de los criterios de aceptacin de suelos para ser utilizados en bases o sub-bases de carreteras, presas de tierra o diques, drenajes etc. Dependen de este anlisis.

ObjetivoSu finalidad es obtener la distribucin por tamao de las partculas presentes en una muestra de suelo (o dicho material).Materiales*Equipo a utilizar:*Balanza 20 k*Pala*Cucharon*Charola*Tamices 3, 2, 1 , 1, 3/4, 1/2, 3/8 *No. 4, fondo y tapa*Matraz Prex*Estufa

Procedimiento1.- En esta prctica igual se empieza con el cuarteo el cual ya mencione anteriormente como hacer.2.-Se toma una muestra representativa de unos 20kgs. Y se seca al sol o en el horno durante unas 12hrs.3.- Se pesan los 2kg. Por las mallas de 2, 1 , 1, , 3/8, nm. 4, y se pesa el retenido en cada una de dichas mallas.4.-Del material que pasa la malla nm. 4 se toma una cierta cantidad (200grs.) y se coloca en un vaso con agua, dejando que el material se remoje durante 12hrs.5.-Con un agitador metlico se agita el contenido del vaso durante 1 min. En forma de 8 y se vaca luego sobre la malla No.200, se vaca nuevamente el material al vaso y se repite el procedimiento tantas veces como sea necesario hasta que el agua no se enturbie al ser agitada. 6.- Se pesa y por diferencia a los 20grs. Se obtiene el porciento que paso por la malla ni. 200.7.- Se vaca el materia que paso en la malla num.4 y se retuvo en la nm. 200, para que pase lo correspondiente por las mallas nums. 10, 20, 40, 60, 100, y 200, pesando los retenidos.8.-Conociendo los pesos parciales retenidos desde la malla de 2, hasta la nm. 200 se obtienen los porcientos retenidos parciales, los porcientos retenidos acumulativos y los porcientos que pasan.9.-Es necesario aclarar que los retenidos parciales en cada malla debern expresarse como porcentajes de la muestra total, y para calcular los porcientos retenidos en las mallas 10 a 200 se divide en peso en grs. Retenido en cada malla entre el peso seco de la muestra para la prueba de lavado (200grs. Generalmente), y se multiplica este consiente por el porciento que pasa la malla no. 4 determinado en el anlisis del material grueso.10.- Se traza la curva de la composicin granulomtrica del material en una grfica que tiene por abscisas, a escala logartmica, las aberturas de las mallas y por coordenadas los porcentajes de material que pasa por dichas mallas a escala aritmtica.11.-La curva se compara con las que se tengan como especificaciones o se obtienen de ellas relaciones entre ciertos porcentajes que dan idea de la graduacin del material. Fotos

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PRUEBAS DE LIMITES DE ATTERBERG

IntroduccinLos lmites se basan en el concepto de que en un suelo de grano fino solo pueden existir 4 estados de consistencia segn su humedad. As, un suelo se encuentra en estado slido, cuando est seco.Esta prueba esta derivada en 4 las cuales son:Prueba de limites liquito Prueba de plasticidadPrueba de ndice plsticoPrueba de contraccin linealObjetivoDeterminar el lmite lquido. Conocer el grado de cohesin de las partculas de un suelo. Poder conocer la resistencia de un suelo a esfuerzos exteriores que tienden a deformar o destruir su estructura. Por consistencia se entiende el grado de cohesin de las partculas de un suelo y su resistencia aquellas fuerzas exteriores que tienden a deformar o destruir su estructura.Materiales*Copa de casa grande*Malla N40*Material Sascap*Vaso de aluminio*Pipeta con agua*Un tarrn*Placa de acrlico*Molde para contraccin lineal.

ProcedimientoPrueba de lmite liquido

1.- Se conecta la copa de casa grande a la corriente elctrica2.- Se toma la malla N40 para separar el sascap a una tierra ms fina3.-Luego el sascap fino se pone en el vaso de aluminio.4.- Se le agrega agua a consideracin al vaso con el sascap adentro.5.-Se deja humedeciendo el vaso alrededor de 24hrs.6.-Se vaca el vaso en el sascap despus de 24hrs a un tarrn para proceder a moverlo agregndole un poco de agua hasta que este condesado.7.-Luego se agrega el material condesado a la copa de casa grande para verificar cuantos golpes marca la maquina si pasa de los 25 golpes es que est bien.8.-Luego el material est en la maquina procede a partirlo a la mitad para observar a los cuantos golpes se junta.9.-Se cerr a los 25 golpes.10.-Se toma una muestra del material para sacar el contenido de humedad y ya tenemos el nmero de golpes para poder graficarla.

Prueba de plasticidad1.- Se toma una muestra de del material hmedo se pone en la superficie de acrlico y lo va masajeando para ir formando como un rollo delgado.2.- se corta en dos el rollo y se coloca en la capsula, se pesa y da un peso.Prueba de ndice plsticoEsta prueba es el mismo procedimiento que la prueba plstica por eso no la volvi a escribir dos veces.

Prueba de contraccin lineal1.-Recubrir el interior del molde con una capa delgada de lubricante como aceite.2.- Colocar una porcin de suelo hmedo de aproximadamente un tercio de la capacidad del molde en el centro de este y extenderlo hasta los bordes, golpeando el molde contra una superficie firme recubierta con papel secante o similar.3.- Agregar una porcin similar a la primera y golpear el molde hasta que el suelo este completamente compactado y todo el aire atrapado suba a la superficie.4.- Agregar el material a compactar hasta que el molde este completamente lleno y con exceso de suelo sobre el borde.5.- Enrasar y limpiar los posibles restos de suelo adherido al exterior del molde.6.-Luego pesar el molde con el material compactado7.- Dejar secar lentamente al aire hasta que la pastilla de suelo moldeado se despegue de las paredes del molde o hasta que cambie de color oscuro a claro.8.-Pesar el molde con el suelo seco.9.-Determinar el volumen de la pastilla del suelo seco10.- Llenar la taza con mercurio hasta que desborde, enrasar presionando con la placa de vidrio y limpiar los restos de mercurio adheridos al exterior de la taza.11.- Colocar la taza llena de mercurio sobre el plato de evaporacin, colocar el trozo de suelo sobre la superficie del mercurio sumergido cuidadosamente mediante las puntas de la placa de vidrio hasta que este tope firmemente contra el borde de la taza.12.-Medir el volumen de mercurio desplazado por el trozo de suelo por pesada y dividido por la densidad del mercurio.13.-Despues de que se realiza la prueba lmite lquido, se utiliza ese mismo material que queda en la copa de Casagrande que cumpli con la condicin de que la ranura se cierre con 25 golpes.14.-Se llena los moldes con este material para realizar la prueba y determinar la contraccin lineal.

15.- se rellana el molde en 3 capas utilizando la capsula y golpendolo contra una superficie dura en la colocacin de cada capa. Se enrasa, se aplica el secado rpido y en la estufa, se deja enfriar, se seca del molde y se toma la medida con el vernier.

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PRUEBA DE PROCTOR ESTANDAR

Introduccin En mecnica de suelos, el ensayo de compactacin Proctor es uno de los ms importantes procedimientos de estudio y control de calidad de la compactacin de un terreno.

ObjetivoA travs de l es posible determinar la compactacin mxima de un terreno en relacin con su grado de humedad, condicin que optimiza el inicio de la obra con relacin al costo y el desarrollo estructural e hidrulico.

Materiales*Sascap*Pisn*Tara galvanizada*Moldes de 25 golpes y una de 3 capas y 5 capas*Bascula

Procedimiento1.- Echar agua en cada capa la cantidad es calculable.2.- Al molde se le agrega aceite alrededor para que ayude a secar el material dentro del molde.3.- Se llena el molde de material, pero recordando que son 3 capas que hay que dividirlo y por cada capa van 25 golpes.4.- Se raya el material golpeando dentro para que compacte la siguiente capa.5.- Se llena la 2da capa y se le da 25 golpes.6.-Se vuelve a rayar para que vuelva a compactar.7.- Se llena la 3ra capa y se le da 25 golpes.8.-luego de estar lleno y haber golpeado se pasa a pesarlo en la bscula.*Se parte una capa de la compactacin despus de extraerlo del recipiente y se toma una porcin para calcular la humedad.

Parte 21.- Se moldea el material en la tara galvanizada 2.- Se hace 4 veces el procedimiento agregndole ms agua en cada vez, para ver la compactacin del material en cada vez que se repita el procedimiento, el peso va aumentando no puede pesar igual que el anterior.

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CAPTULOSDE MECANICA DE SUELOS

Captulo 11.-Introduccin (mecnica de suelos)La mecnica de suelos es la ciencia que investiga la naturaleza y comportamiento de la masa del suelo, formada por la unin de las partculas dispersas de variadas dimensiones y constituye una especialidad de la geo mecnica que engloba la mecnica de las rocas y de los suelos formados por substancias minerales y orgnicas. Por ello la mecnica de suelos difiere de la mecnica de los slidos y la de los fluidos y corresponde a una rama aparte de la ciencia de la ingeniera.La mecnica de suelos es una parte del rea de la ingeniera que est dedicada a estudiar las fuerzas o cargas que son establecidas en la superficie terrestre. La mecnica de suelos es la aplicacin de las leyes de la mecnica y la hidrulica a los problemas de ingeniera que tratan problemas relacionados a la consolidacin de partculas subatmicas y de los sedimentos.La ingeniera civil se desarrolla en este mbito, donde las construcciones y el comportamiento de las mismas estarn determinadas por el material aplicado y sobre todo por el suelo que es utilizado en el relleno. Esta parte de la ingeniera fue inventada en el ao 1925 por Karl von Terzaghi. Antes de realizar cualquier tipo de construccin uno de los pasos fundamentales es realizar un estudio caracterstico del suelo, con el objetivo de conocer las propiedades del mismo y como se puede aprovechar para el uso que deseamos realizar. Si la capacidad del suelo se ve minimizada en relacin a la aplicacin a la aplicacin de fuerzas, es probable que el mismo se deforme y que tenga como consecuencia que se generen algunos acontecimientos secundarios no determinados durante la fase del diseo del proyecto. Estas deformaciones secundarias pueden traer como consecuencia la proliferacin de grietas, fisuras, y en los casos verdaderamente extremos, hasta el colapso de toda la obra. Siempre hay que observar detenidamente mediante un estudio pertinente tanto las condiciones del suelo como la del cimiento que trabaja como un medio de contacto entre el suelo y la estructura.Fuente: http://www.arqhys.com/arquitectura/mecanica-suelos.html

1.1- Constitucin interna del globo terrqueo.En un esquema simplista, el globo terrestre est constituido, primeramente, por un ncleo formado predominantemente por compuestos de hierro y nquel. Se considera, al presente, que la densidad media de este ncleo es considerablemente superior a la de las capas ms superficiales; tambin puede deducirse, el estudio de transmisin de ondas ssmicas a travs, que el ncleo carece de rigidez y esta caracterstica ha inducido a la mayora de los investigadores a juzgarlo fluido; existe la opinin, empero no suficientemente comprobada, de una zona en torno al centro del planeta( sobre unos 1,300km contra 3,400km de radio de todo el ncleo) posee alta rigidez por lo que deber ser considerada slida, en vez de fluida. Un manto fluido (magna) rodea al ncleo.Envolviendo al manto mencionado se encuentra la corteza terrestre, capa de densidad decreciente hacia la superficie, formada sobre todo por silicatos. Esta capa, de espesor medio 30-40 km en las plataformas continentales, est constituida por grandes masas heterogneas con depresiones ocupadas por los mares y ocanos. Toda esta corteza se encuentra aproximadamente en estado de balance isosttico, flotando sobre la magma terrestre, ms denso. La separacin entre la parte fluida y la corteza que la envuelve suele considerarse abrupta, antes que gradual (discontinuidad de Mohorovicic).Suprayaciendo a la corteza terrestre propiamente dicha, existe una pequea capa formada por la disgregacin y descomposicin de sus ltimos niveles; esta pequea patna del planeta, es el suelo, del cual se trata la mecnica de suelos.Fuente: Libro: MECNICA DE SUELOS TOMO 1Autor: JUREZ BADILLO RICO RODRGUEZEditorial: LimusaFuente va online:http://books.google.com.mx/books?id=3OPOaDHQC8wC&pg=PA33&lpg=PA33&dq=constitucion+interna+del+globo+terraqueo&source=bl&ots=e545hoJi1i&sig=46TfQQ2Dswlnva-Rr8tNiave94A&hl=es-419&sa=X&ei=VEc2U-33HKnLsQSfnoLADw&ved=0CCkQ6AEwAA#v=onepage&q&f=false

1.2.- El ciclo de las rocas.El ciclo de las rocas nos ayuda a entender el origen de las rocas gneas, sedimentarias y metamrficas, y ver que cada tipo est vinculado a los otros por los procesos que actan dentro y fuera del planeta.

Fuente: http://www.windows2universe.org/earth/geology/rocks_intro.html&lang=sphttp://www.areaciencias.com/TUTORIALES/ciclo%20rocas.swf

1.3.- Formacin de suelos.Los suelos son producidos por el intemperismo y la erosin de las rocas, los cuales pueden ser residuales o transportados, los primeros, son aquellos que se localizan junto a la roca que le dio origen y los transportados, se consideran aquellos que son localizados lejos de las rocas que le dan origen, siendo el medio de transporte: el agua, el viento, los glaciares, los animales o la gravedad.

Los suelos por consecuencia son agregados ptreos que tienen una composicin mineral idntica a la roca que le dio origen, con la diferencia de que los suelos son partculas con un tamao mximo de tres pulgadas (7.5 cm). Las partculas con tamao mayor se consideran fragmentos de roca como se identifica en la siguiente tabla

Fuente: http://www.uaeh.edu.mx/docencia/P_Lectura/icbi/asignatura/MecaSuelosI.pdf

1.4.- Minerales de suelos gruesos.Un mineral es una sustancia inorgnica y natural, que tiene una estructura interna caracterstica determinada por un cierto arreglo especfico de sus tomos e iones. Su composicin qumica y sus propiedades fsicas son fijas o varan dentro de lmites definidos. Sus propiedades fsicas ms interesantes, desde el punto de vista de identificacin son: el color, el lustre, la tonalidad de sus raspaduras, la forma de cristalizacin, la dureza la forma de su fractura y disposicin de sus planos crucero, la tenacidad, la capacidad para permitir el paso de ondas y radiaciones (o luz) y la densidad relativa.La estructura atmica molecular del mineral es el factor ms importante para condicionar sus propiedades fsicas.En los suelos formados por partculas gruesas, los minerales predominantes son: silicatos, principalmente feldespato (de potasio, sodio o calcio), micas, olivino, serpentina, etc.; xidos cuyos principales exponentes son cuarzo (SiO2), la limonita, la dolomita y sulfatos, cuyos principales representantes son la anhidritina y el yeso.En los suelos gruesos el comportamiento mecnico e hidrulico esta principalmente condicionado por su compacidad y por la orientacin de sus partculas por lo que la constitucin mineralgica es, hasta cierto punto, secundaria. Ello no debe interpretarse como un motivo para que el ingeniero se desentienda de este tpico, cuyo estudio puede ser muy informativo en ms de un aspecto prctico. Fuente:http://books.google.com.mx/books?id=3OPOaDHQC8wC&pg=PA37&lpg=PA37&dq=minerales+de+suelos+gruesos(mecanica+de+suelos+)&source=bl&ots=e546miGl5i&sig=4EoxF0EUjj4Mtp12eOm1tvTBwyM&hl=es-419&sa=X&ei=8DVMU4uzEOOg2gWy1oH4Dw&ved=0CDIQ6AEwAQ#v=onepage&q=minerales%20de%20suelos%20gruesos(mecanica%20de%20suelos%20)&f=false

1.5 Minerales de la arcillas.

Partiendo de los numerosos minerales (principalmente silicatos) que se encuentran en las rocas gneas y metamrficas, los agentes de descomposicin qumica llegan a un producto final: la arcilla.La investigacin de las propiedades mineralgicas de estos sedimentos, comenz en pocas recientes (1930) y presenta gran importancia en cuestiones de ingeniera, pues a diferencia de lo sealado para los suelos gruesos el comportamiento mecnico de las arcillas se ve decisivamente influido por su estructura en general y constitucin mineralgica en particular.Las arcillas estn constituidas bsicamente por silicatos de aluminio hidratados, presentando adems, en algunas ocasiones, silicatos de magnesio, hierro u otros metales, tambin hidratados. Estos minerales tienen, casi siempre, una estructura cristalina definida, cuyos tomos se disponen en la minas. Existen dos variedades de tales lminas: la silcica y la alumnica.La primera est formada por un tomo de silicio, rodeado de cuatro de oxgeno, disponindose el conjunto en forma de tetraedro, estos se agrupan en unidades hexagonales, sirviendo un tomo de oxigeno de nexo entre cada dos tetraedros.

Fuente: http://books.google.com.mx/books?id=3OPOaDHQC8wC&pg=PA37&lpg=PA37&dq=minerales+de+suelos+gruesos(mecanica+de+suelos+)&source=bl&ots=e546miGl5i&sig=4EoxF0EUjj4Mtp12eOm1tvTBwyM&hl=es-419&sa=X&ei=8DVMU4uzEOOg2gWy1oH4Dw&ved=0CDIQ6AEwAQ#v=onepage&q=minerales%20de%20suelos%20gruesos(mecanica%20de%20suelos%20)&f=false

Captulo 22.- FISICO QUIMICO DE LAS ARCILLAS

En los suelos, los granos gruesos estn regidos en mayor importancia por la fuerza gravitacional, sin embargo, las partculas de medidas aproximadamente de dos micras o inferiores, se ven afectadas por otros tipos de fuerzas como lo es el electromagnetismo que los minerales desarrollan. Una de las teoras de la estructura interna de las arcillas dicta que ests estn cargadas negativamente y que debido a ello atraen a las partculas positivas del agua y de otros elementos como el calcio y el magnesio. Por lo que la estructura interna de las arcillas se compone por capas de agua bien definida y ligada a su estructura, a la que se le conoce como agua absorbida. El agua acta como pequeos dipolos cargados positiva y negativamente, lo que da origen a que exista la atraccin entre ms partculas cargadas del lado que queda libre al existir una unin.A causa de esto, se da la posibilidad de que cada partcula de arcilla pueda contener cierto volumen de agua a su alrededor, en funcin de la cantidad de carga elctrica que posea. Para que ests uniones tengan lugar, el agua debe estar sometida a ciertas presiones, para que su punto congelacin vare y se presente en forma slida. Para presiones de 10,000 kg/cm2 el punto de congelacin del agua es de 30 segn Bridman.

2.1.- INTERCAMBIO CATINICO. El intercambio catinico es el cambio en la composicin de la arcilla debido a las caractersticas del agua con la que est estructurada. Este cambio depende en gran medida del pH del suelo. A causa de estos intercambios, las propiedades mecnicas de las arcillas varan. Existen varios mtodos para identificar los minerales componentes de las arcillas, como los rayos X y el "balance trmico". Someter a las arcillas a altas temperaturas tambin logra que los minerales de estas se separen y permitan conocer sus caractersticas. El anlisis qumico y la observacin a travs de microscopio electrnico tambin han permitido conocer ciertos minerales de forma rpida, sin embargo existen ciertas imprecisiones al momento de la observacin que dejan en duda algunos aspectos como la forma de las escamas, de las que participan gran nmero de minerales de arcillas.Es una propiedad fundamental de las esmcticas. Son capaces de cambiar, fcilmente, los iones fijados en la superficie exterior de sus cristales, en los espacios interlaminares, o en otros espacios interiores de las estructuras, por otros existentes en las soluciones acuosas envolventes. La capacidad de intercambio catinico (CEC) se puede definir como la suma de todos los cationes de cambio que un mineral puede adsorber a un determinado pH. Es equivalente a la medida del total de cargas negativas del mineral. Estas cargas negativas pueden ser generadas de tres formas diferentes: * Sustituciones isomrficas dentro de la estructura. * Enlaces insaturados en los bordes y superficies externas. * Disociacin de los grupos hidroxilos accesibles.El primer tipo es conocido como carga permanente y supone un 80 % de la carga neta de la partcula; adems es independiente de las condiciones de pH y actividad inica del medio. Los dos ltimos tipos de origen varan en funcin del pH y de la actividad inica. Corresponden a bordes cristalinos, qumicamente activos y representan el 20 % de la carga total de la lmina.

2.2.-FASE SOLIDA Y LIQUIDA DE LAS ARCILLAS. Las observaciones de las arcillas, hechas a pequea escala demuestras que tienen una naturaleza cristalina bien estructurada, esto lleva a la conclusin de que el comportamiento microfsica, a gran escala, de las arcillas, es un reflejo de una serie de eventos microscpicos que ocurren en sus estructuras internas. De las ligas y nexos que unen a los tomos se pueden encontrar los siguientes: Nexos primarios, que se dividen en inicos, covalentes y a travs de ncleo de hidrgeno; y los nexos secundarios. Existen teoras un tanto diversa sobre lo que ocurre en cuanto a las interacciones de las partculas arcilla-agua, sin embargo, se estima que existe entre ellas un efecto de repulsin, el cual, al agregrsele electrolitos, estas tendern a atraerse y el suelo a ser floculante. Se ve as que la arcilla resultante de un proceso de sedimentacin que el ingeniero encuentre en un lugar determinado, depende de gran medida de las propiedades electrolticas del agua en la cual ocurri el depsito. El proceso de floculacin hace que las agrupaciones de cristales de arcilla, que llegan a ser relativamente pesadas, se depositen al mismo tiempo que otras partculas de mayor tamao que puedan existir en el medio; en la sedimentacin de suelos dispersos, en los pequeos cristales se depositan individualmente, por el contrario, si hay partculas gruesas de diversos tamaos, el sedimento tender a estratificarse.

2.3Relaciones entre las partculas cristalinas de arcilla y el agua.Relaciones entre partculas cristalinas de arcilla y agua. Cuando nos referimos de relacin entre partculas, estamos hablando entre las relaciones existentes entre los cristales de arcilla que forman la estructura slida del suelo y el agua que las rodea. Este punto se refiere mucho a la formacin de una capa entorno al cristal de arcilla sumergido en agua donde se hace un enfoque a que las cargas elctricas (negativas o positivas) sean estables para entender la atraccin o repulsin que presentan las partculas cristalinas de las arcillas.

2.4 CONCLUSINLas diversas pruebas realizadas en este laboratorio lanzaron conclusiones importantes:Las arcillas se manipulan mucho mejor para las diversas pruebas cuando se realiza la molienda de las mismas, en el molino de bolas o manualmente. En su mayora estas arcillas comparten cierto tipo de caractersticas iguales como ser densidad, merma de cochura, humedad, higroscopicidad de la arcilla. Mientras que en otras pruebas se diferencian mucho, como ser color de coccin, presin, plasticidad, lmite platico, granulometra. La arcilla que ms se identifica con esto es la de hitos ya que su comportamiento cambia radicalmente con la molienda de esta en el molino de bolas, ya que se vuelve de muy corta a plstica, y cambia su comportamiento en las pruebas, lo que no era en las anteriores a la molienda.

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