GUIA RESUELTA DE MECÁNICA DE SUELOS I

Mecánica de Suelos I

Catedrático: Ing. Mario Muñoz Cruz

GUIA RESUELTA DE MECÁNICA DE SUELOS I

1. Citar cuatro ejemplos de fallas por no considerar el tipo de suelo y su calidad mecánica cuando el suelo es empleado como material de soporte o de construcción.

1. Hundimiento
2. Bascular
3. Humedecer
4. Corrimiento

1. ¿Qué influencia puede tener el tipo de suelo y sus propiedades mecánicas en las siguientes secciones?

1. La selección del tipo de cimiento en la estructura: en que el conocer el tipo de suelo, nos ayudara para poder resolver el tipo de cimentación que nuestra estructura necesita, y así evitar los desplazamientos horizontales, posibles hundimientos, además de saber si necesitamos impermeabilizar nuestra cimentación para evitar el salitre.
2. La selección del procedimiento constructivo de la cimentación: ya resuelta el tipo de cimentación hay que conocer el procedimiento constructivo, esto para que durante la construcción no tengamos daños por causa de movimientos de tierra.
3. La determinación de la inclinación o pendiente de cortes en la construcciónse sabrá de que tanta humedad habrá en lugar, por lo que al saber todo esto es un talud.

1. Definir Según Mc Karl Von Terzaghi: Suelo; Fases de Suelo; y Mecánica de Suelos.

• La mecánica de suelos es la aplicación de las leyes de la mecánica y la hidráulica a los problemas de ingeniería que tratan con sedimentos y otras acumulaciones no consolidadas de partículas sólidas, producidas por la desintegración mecánica o la descomposición química de las rocas, independientemente de que tenga no materia orgánica.
• Suelo es la capa de transformación de la corteza solida terrestre, sometida a un constante cambio estacional y  a un desarrollo peculiar. Aparece como resultado de un conjunto de procesos físicos químicos y biológicos sobre el medio rocoso original (roca madre) denominados generalmente meteorización.

• El suelo saturado es aquel que tiene su matriz porosa llena por algún fluido. Por lo tanto el suelo saturado sólo está compuesto por dos fases, el  Esqueleto sólido y el fluido intersticial.

1. ¿Cuáles son los objetivos de la mecánica de suelos?

Clasificar los suelos en base a sus características y propiedades, índice y estimar cuantitativa y cualitativamente su comportamiento, calcular los esfuerzos efectivos, las presiones totales y neutras del subsuelo, en forma teórica y a partir de la piezometría.

1. Definir las principales características de cada fase de suelo. Y citar los elementos fundamentales que lo constituyen.

El suelo está compuesto por: materia sólida, líquida y gaseosa, a cada uno de estos componentes principales se denomina fase del suelo. El comportamiento del suelo depende de la cantidad relativa de cada una de estas tres fases, ya que estas interactúan entre sí.

[pic 3]

-Fase Solida. Está compuesta de partículas diminutas derivadas de la roca o sedimento producto de la meteorización o incluso materia orgánica.

* Los minerales constituyen la base del armazón solido que soporta el suelo.

* Cuantitativamente en un suelo normal la fricción mineral representa de un 45% a un 49%.

* Es la Fase más estable.

-Fase Liquida. Corresponde al agua que se ubica en los espacios vacíos entre partículas. La fase líquida del suelo varía en su cantidad con respecto a las otras fases, lo que da lugar a distintos estados del suelo.

* Se caracterizan por su variabilidad en el espacio.

* La dinámica general del agua en un suelo está relacionada con el exterior como son las fuentes, aguas subterráneas.

-Fase Gaseosa. Corresponde al aire, los espacios vacíos los restantes que no ocupa el agua son ocupados por el aire.

* Es la mezcla de gases que ocupa los espacios que la fase liquida deja libres en la porosidad del suelo.

* La atmosfera del suelo está condicionada por la dinámica de los procesos biológicos.

1. Definir las estructuras de la fase solida del suelo: simple, celular y flocúlenla. Citar sus principales características o propiedades físicas y mecánicas.

 Es la forma en que se disponen (depositan) las partículas que conforman un suelo.

• Simple: fuerza gravitacionales. Granos gruesos (bloques a arenas). Unas partículas se acomodan sobre otras.
• Celular: fuerzas adheridas. Granos “gruesos” (limos). Las partículas forman celdas al anularse el peso
• Flocúlenla: fuerzas eléctricas. Granos finos (arcillas). Las partículas forman grumos y permanecen suspendidos indefinidamente hasta unirse y depositarse.

1. Definir suelos transportados y residuales. Citar sus características y las diferencias más importantes de los tipos de suelo antes mencionados.

• RESIDUALES: Son los productos del ataque de los agentes del intemperismo actúan   directamente sobre la roca de las cuales se derivan.

      * Minerales constituidos de los suelos gruesos

      * Minerales constituidosde las arcillas

• TRASPORTADOS: son los cuales son removidos de su lugar de formación por los agentes geológicos.

1. Dar tres ejemplos de suelos residuales y mencionar sus características principales.

• Los fragmentos que los conforman están depositados sobre las mismas rocas que los conforman, no hay un transporte de material.

Ejemplo: llanuras, dunas, sumideros.

1. ¿Cuáles son los agentes de transporte? ¿Qué tipo de suelos generan?

Gravedad, viento, agua (transportados)

Brechas y cantos, gravas, arenas y limos

1. Proporcionar las principales características físicas y mecánicas de los siguientes depósitos y citar tres ejemplos de cada uno de ellos.

a) Eólicos c) Volcánicos e) Lacustres g) Glacial

b) Aluviales d) Marinos f) Piamonte

a) Eólicos: interviene la gravedad, estructura hueca, peso específico alto, agente en el aire; ejemplos: zonas marítimas y desiertos.

b) Aluviales: son trasmitidos por el agua se traslada por el cambio de dirección o pendiente arrastrando y dejando materiales; ejemplos: valles, escurrimientos, ríos

c) Volcánicos: pueden ser de ceniza lava y magma. Ejemplos: tezontle y tepetate

d) Marinos: formados por el mar suelen ser estratificadas; Ejemplos: playa y océanos

e) Lacustres: grano muy fino, material muy blando, descomposición química; ejemplos: lagos y lagunas.

f) Glaciales: Los depósitos glaciares son heterogéneos, los till no presentan estratificación clara, los fluvio-glaciares sí. Los primeros por el efecto aplanadora del hielo y los segundos por formarse a partir de las aguas de fusión.

1. De los suelos anteriores, dados como ejemplos, ¿Cuál presenta mayor dificultades para el buen comportamiento de las cimentaciones? ¿Porque?

Los suelos aluviales y lacustres por el contenido de agua y son terreno zona 3; y los eólicos porque están conformados sedimentos.

1. ¿Qué es el área específica?¿Qué partícula tendrá mayor superficie específica una arena o una arcilla y de que orden son sus respectivas magnitudes?

• Es la propiedad de los sólidos la cual es la relación entre el área superficial total y la masa del sólido, o volumen en bruto,  o área en la sección transversal.
• Como tenemos que el diámetro de una arena es mayor que la de una arcilla. El área específica de una arcilla será mayor que la de la arena; siendo AEarcilla en un cm3 igual a 0.568 m2/gr; y AEarena en un mm3  igual a 2.3 x10-3 m2/gr.

1. ¿Por qué razón en cada partícula de arcilla las moléculas de agua están ligadas a la estructura de aquella?

Debido a la adsorción, que tiene el agua con la arcilla forman enlaces iónicos en su estructura química.

1. ¿Qué presiones existen entre el agua absorbida y las partículas de arcilla? ¿Por qué el agua absorbida se llama capa solida?

La absorción del agua en arcillas absorbentes es mayor a 100%   con respecto al peso.

1. Dibuje las estructuras simbólicas de:a) Motmorilonitas c) Ilitas  b) Caolinitas [pic 4]

Illitas: Es una arcilla 2:1, cuya capacidad de intercambio es de unos 40 me/100gr, lo que las hace algo expansivas. Las láminas de alúmina están entre dos láminas de SiO4, y estas se ligan por iones de potasio, que le dan cierta estabilidad al conjunto. La actividad de la illita es 0,9, de la caolinita es de 0,38. El coeficiente de fricción interno y la permeabilidad son menores que en la caolinita y mayores que en la montmorillonita.6ul

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