ESCUELA DE INGENIEROS MILITARES

Asignatura: Geología y Mecánica de Suelos

OBJET IVO GENERAL

Buscar que el personal de Alumnos desarrollen habilidades y destrezas para reconocer, identificar y analizar los diferentes tipos de suelos, las
clasificaciones de las rocas y todo lo concerniente a los estudios de suelos para las construcciones horizontales y verticales .

Instructor: Ing. Marín Riascos Caipe

 ESTRUCTURA DE LOS SUELOS

Objetivo:
Conocer la microestructura de los suelos de acuerdo a su formación
ESTRUCTURA DE LOS SUELOS
 Las propiedades del suelo que están directamente
relacionadas con su forma, tamaño, color, temperatura,
textura, humedad, porosidad y densidad, y que además
pueden ser evaluadas mediante magnitudes físicas
internacionales,se denominan propiedades físicas del suelo
 ¿De qué depende la estructura de los suelos?

Tamaño de los Granos del Suelo.

Forma de los Granos del Suelo.

Composición Mineralógica .

Distribución de los Granos del Suelo

ESTRUCTURA DE LOS SUELOS

Estructura de los Suelos granulares Estructura de los Suelos Cohesivos

ESTRUCTURA DE LOS SUELOS

Tamaño de los granos

 Suelos granulares
 Desde fragmentos menores de 3¨
hasta partículas mayores a 0.075 mm.
 Peso de los granos influyen en su
disposición.

 Suelos cohesivos
 Partículas menores de 0.075 mm..
 Son muy livianos y dominan las
fuerzas superficiales
ESTRUCTURA DE LOS SUELOS
Tamaño de los granos
ESTRUCTURA DE LOS SUELOS

Forma
 Suelos granulares
 Forma equidimensional prevalece
 Las tres dimensiones de las partículas son de magnitud comparable.
 Meteorización factor fundamental
 Forma desde angulosa hasta redondeada.
 Forma Angulosa : Típica de arena y gravas residuales y arenas marinas.
 Forma Redondeada: Frecuente en las arenas y gravas de río y arenas
eólicas.
 Compresibilidad baja en condiciones estáticas baja en dinámicas.
 Suelos cohesivos
 Prevalece la forma laminar y tubular.
 Importante la influencia de la forma.
 Alta actividad superficial (Adhesión de agua y la atracción entre las
partículas).
 Compresibilidad alta bajo cargas estáticas y baja en cargas
dinámicas.
ESTRUCTURA DE LOS SUELOS

Textura del suelo

 Propiedad física del suelo que
establece las cantidades y distribución
de las partículas que lo componen,
 La clase textural, es la característica
que describe la composición del suelo
de acuerdo a las proporciones de
arenas, limos y arcillas.
 La definición de la clase textural se
realiza mediante el triángulo de
texturas,
 Obtiene las cantidades mediante
pruebas de la Pipeta y del hidrómetro
ESTRUCTURA DE LOS SUELOS

Color
 Característica cualitativa.
 Realiza mediante el uso de tablas
comparativas (tablas de MUNSELL)
 Los colores oscuros (horizonte superior):
buen contenido de materia orgánica.
 Los colores rojos: indican buenas condiciones
de drenaje y ventilación así como alto grado
de meteorización.
 Los colores grises a blancos: reflejan la
presencia de contenidos importantes de
cuarzo, caolinita u otras arcillas silicatada.
 Los suelos grisáceos: muestran condiciones
anaeróbicas debidas a épocas de anegamiento
o niveles freáticos muy elevados
ESTRUCTURA DE LOS SUELOS

Peso específico relativo

 Alusión a la gravedad específica.

 Varían entre 2.6 a 2.9,
 Suelos con abundante hierro pueden
llegar a 3.0
 Turba se pueden hallar valores de 1.5
 Se determina en laboratorio por
medio de un matraz
ESTRUCTURA DE LOS SUELOS

Consistencia del suelo

 La consistencia del suelo es la firmeza con que se
unen los materiales que lo componen o la resistencia
de los suelos a la deformación y la ruptura.
 La consistencia del suelo se mide por muestras de
suelo mojado, húmedo y seco.
 En los suelos mojados, se expresa como adhesividad y
plasticidad.
 La consistencia del suelo puede estimarse en el
campo mediante ensayos sencillos, o medirse con
mayor exactitud en el laboratorio.
ESTRUCTURA DE LOS SUELOS
Ensayo de campo para determinar la adhesividad
del suelo mojado  2 Adherente, Si el suelo se adhiere a ambos dedos y
tiende a estirarse un poco y a partirse y a no separarse
Presione una pequeña cantidad de suelo mojado entre el de los dedos.
pulgar y el índice para comprobar si se adhiere a los dedos.  3 Muy adherente, Si el suelo se adhiere fuertemente a
 0 No adherente, Si el suelo no se adhiere o ambos dedos, y cuando ambos se separan se observa un
prácticamente no queda material adherido a los dedos. estiramiento del materia
 1 Ligeramente adherente, Si el suelo comienza a
adherirse a ambos dedos, pero al separarlos uno de
ellos queda limpio y no se aprecia estiramiento cuando
los dedos comienzan a separarse.
ESTRUCTURA DE LOS SUELOS
Ensayo de campo para determinar la plasticidad
del suelo mojado  2 Plástico, si se puede formar un cordón, pero al
romperse y volver a su estado anterior, no se puede
Amase una pequeña cantidad de suelo mojado entre las formar nuevamente.
palmas de las manos hasta formar una tira larga y
redonda parecida a un cordón de unos 3 mm de
espesor.
 0 No plástico,si no se puede formar un cordón.
 3 Muy plástico, si se puede formar un cordón que
no se rompe fácilmente y cuando se rompe, se puede
amasar entre las manos y volver a formarlo varias
 1 Ligeramente plástico, si se puede formar un
cordón, pero se rompe fácilmente y vuelve a su
estado anterior;
ESTRUCTURA DE LOS SUELOS
Ensayo de campo para determinar la
consistencia del suelo húmedo  3 Firme ,si el suelo se desmenuza bajo una
presión moderada,pero se nota resistencia.
El ensayo se realiza cuando el suelo está húmedo pero no
mojado,. Trate de desmenuzar una pequeña cantidad de suelo
húmedo, presionándolo entre el pulgar y el índice o
apretándolo en la palma de la mano.  4 Muy firme , si el suelo se desmenuza bajo fuerte
presión, pero apenas es desmenuzable entre el pulgar y el
 0 Suelto, si el suelo no tiene coherencia (estructura de
índice.
grano suelto).

 1 Muy friable, si el suelo se desmenuza fácilmente bajo

muy ligera presión, pero se une cuando se le comprime  5 Extremadamente firme, si el suelo se desmenuza
nuevamente solamente bajo una presión muy fuerte, no se puede
desmenuzar entre el pulgar y el índice, y se debe romper
pedazo a pedazo
 2 Friable, si el suelo se desmenuza fácilmente bajo una
presión de ligera a moderada;
ESTRUCTURA DE LOS SUELOS
Ensayo de campo para determinar la
consistencia del suelo seco  3 Duro, si el suelo resiste una presión moderada, apenas se
puede romper entre el pulgar y el índice, pero se puede
El ensayo se realiza cuando el suelo se ha secado al aire. Trate romper en las manos sin dificultad.
de romper una pequeña cantidad de suelo seco, presionándola
entre el pulgar y el índice o apretándola en la palma de la
mano.
 4 Muy duro, si el suelo resiste una gran presión, no se
 0 Suelto, si el suelo no tiene coherencia (estructura de
puede romper entre el pulgar y el índice, pero se puede
grano suelto).
romper en las manos con dificultad.

 1 Blando, si el suelo tiene débil coherencia y friabilidad, se

deshace en polvo o granos sueltos bajo muy ligera presión;
 5 Extremadamente duro, si el suelo resiste una presión
extrema y no se puede romper en las manos
 2 Ligeramente duro, si el suelo resiste una presión ligera,
pero se puede romper fácilmente entre el pulgar y el
índice;
TIPOS DE SUELOS
 En mecánica de suelos se tienen los siguientes tipos
de suelos:

• Arcilla(C)
• Limo(M)
• Arena(S)
• Grava(G)
• Organicos

Se diferencian como:
COHESIVOS: Partículas muy pequeñas, predominan
efectos electroquímicos superficiales. Tamaño
arcilla.
NO COHESIVOS: No tienden a juntarse ni a
adherirse. Tamaños grandes (limo, arcilla y grava).
Conocidos también como friccionantes.
PROPIEDADES FISICAS DE LOS SUELOS
 Se refieren a las relaciones peso – volumen de un suelo, conocidas como las RELACIONES DE
FASE.
 Sólida :formada por partículas minerales del suelo, incluyendo la capa sólida adsorbida.
 Líquida : generalmente agua (específicamente agua libre), aunque pueden existir otros líquidos de
menor significación.
 Gaseosa: comprende sobre todo el aire, si bien pueden estar presentes otros gases, por ejemplo:
vapores de sulfuro, anhídridos carbónicos, etc.
 RELACIONES DE FASE

Objetivo:
Conocer los estados y las relaciones de fase de los suelos.
Propiedades Físicas de los suelos

Ing. Martín Riascos Caipe / Universidad de la Salle

PROPIEDADES FISICAS DE LOS SUELOS
Se refieren a las relaciones Peso – Volumen de un suelo,
conocidas como las RELACIONES DE FASE.

 Sólida: Formada por partículas minerales del suelo,

incluyendo la capa sólida adsorbida.
 Líquida: Generalmente compuesta por agua
(específicamente agua libre), aunque pueden existir
otros.
 Gaseosa: comprende sobre todo el aire, si bien
pueden estar presentes otros gases, por ejemplo:
vapores de sulfuro,anhídridos carbónicos, etc.
RELACIONES DE FASE
 Vt : volumen total de la muestra del suelo. (volumen da la
masa)
 Vs: volumen de la fase sólida de la muestra (volumen de
sólidos)
 Vω: volumen de la fase líquida (volumen de agua)
 Va: volumen de la fase gaseosa (volumen de aire)
 Vv: volumen de vacíos de la muestra de suelo (volumen de
vacíos).
 Vv = Vω + Va
 Vt = Vv + Vs
 Vt = Vω + Va + Vs

Wt : PesoTotal de la muestra de suelo. (Peso de la Masa).

Ws : Peso de la fase sólida de la muestra.
Wω: Peso de la fase líquida (peso del agua).
Wa :Peso de la fase gaseosa, convencionalmente considerado como nulo en Geotecnia.
RELACIONES DE PESO Y VOLUMEN
 Peso específico de la masa de suelo:  Peso específico de la fase sólida del
𝑊 suelo.
𝛾 = 𝑊𝑠
𝑉
𝛾𝑠 =
𝑉𝑠
RELACIONES DE PESO Y VOLUMEN
 Gravedad específica: Denotada  Humedad: Contenido de agua de
como Gs. un suelo, relación entre el peso de
𝑊𝑠 agua contenida en el mismo y el
𝐺𝑠 =
𝑉𝑠 ∗ 𝛾𝑤 peso de su fase sólida.
𝑊𝑤
𝑤 % = ∗ 100
𝑊𝑠
RELACIONES FUNDAMENTALES
 Relación de vacíos: Relación entre  Porosidad: relación entre su
el volumen de los vacíos y el de los volumen de vacíos y el volumen de
sólidos. su masa.
𝑉𝑣 𝑉𝑣
𝑒= 𝜂 % = ∗ 100
𝑉𝑠 𝑉𝑚
RELACIONES FUNDAMENTALES
 Grado de saturación: Relación  Contenido del aire: Porción del aire
entre su volumen de agua y el presente en un elemento de suelo.
volumen de sus vacíos. 𝑉𝑎
𝑉𝑤 𝐴𝑟 % = ∗ 100
𝑉𝑚
𝑆𝑟 % = ∗ 100
𝑉𝑣
RELACIONES FUNDAMENTALES
𝑊𝑚 𝑉𝑤
𝛾𝑚 = 𝑆𝑟 % = ∗ 100
𝑉𝑚 𝑉𝑣
𝑊𝑠 𝑊𝑤
𝛾𝑠 = 𝑤 % = ∗ 100
𝑉𝑠 𝑊𝑠
𝛾𝑚 𝑉𝑎
𝑠𝑚 = 𝐴𝑟 % = ∗ 100
𝛾𝑜 𝑉𝑚
𝑊𝑠 𝐺𝑠 + 𝑆𝑟 𝑒
𝐺𝑠 = 𝛾= 𝛾𝑤
𝑉𝑠 ∗ 𝛾𝑤 1+𝑒
𝑉𝑣
𝑒=
𝑉𝑠
𝑉𝑣
𝜂 % = ∗ 100
𝑉𝑚
RELACIONES FUNDAMENTALES
 Compacidad relativa o densidad relativa: grado de acomodo  Se tiene un depósito de arena uniforme que descansa
alcanzado por las partículas de sólidas. sobre un lecho rocoso. Se toma una muestra de arena
por encima del nivel freático y se encontró que tiene una
masa de 2200g y esa muestra ocupa un volumen de
𝑒𝑚𝑎𝑥 − 𝑒 1120cm3. Luego se secó al horno y se registró una masa
𝐶𝑟 = de 1920kg, se determinó que la gravedad específica de
𝑒𝑚𝑎𝑥 − 𝑒𝑚𝑖𝑛
partículas es de 2.65.

 EJERCICIOS  Calcuar:
Se extrae una muestra de un sondeo a un suelo arenoso  Peso específico de la arena.
compactado. El peso húmedo del material extraído es de 935  Contenido de humedad.
gr y el volumen del sondeo es de 465 cm3. El material extraído  Relación de vacíos.
y seco al horno pesa 760 gr. Se toman 400 gr del suelo seco y  Grado de saturación
se colocan en un recipiente en condiciones muy flojas de  Contenido de aire
compactación y se observa que ocupan 266 cm3. Después, los
400 gr. colocados en forma suelta en el recipiente se vibran  Para la arena que está debajo del nivel freático calcular:
hasta obtener un volumen de 210 cm3. Si s = 2,71 gr/cm3.,  Contenido de humedad
hallar la compacidad relativa.  Densidad saturada.
RELACIONES DE FASE
GRACIAS