Meca 1 (Guia) Esia Zac

Instituto Politécnico Nacional
Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura

Unidad Zacatenco
I. Introduccion.
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.
a. Hundimiento
b. Basculamientos
c. Fracturamientos
d. Derrumbes
2. ¿Qué influencia puede tener el tipo de suelo y sus propiedades mecánicas en

las siguientes secciones?
a. 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.
b. 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.
c. La determinación de la inclinación o pendiente de cortes en la
construcción: una vez que se conoce el tipo de suelo se deben llevar a cabo
procedimientos específicos por ejemplo al construir una carretera, construir
el talud o modificar las condiciones del suelo según convenga.
Unidad Zacatenco
3. Definir Según Dr. Karl Von Terzaghi: Suelo; Fases de Suelo; y Mecánica de
Suelos.
• Suelo: es toda acumulación de materiales no consolidados (incluyendo
rellenos de desperdicios) que provienen de la desintegración mecánica y de
la descomposición química de las rocas preexistentes.
• La Mecánica de Suelos: es la aplicación de los principios 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.
• Fases de Suelo: El suelo está constituido por tres fases, que son, la Fase
solida (constituida por partículas y granos de minerales que son fragmentos
de roca), Fase liquida (constituida por agua principalmente y a veces
soluciones químicas), Fase Gaseosa (constituida por Aire u otros gases).
4. ¿Cuáles son los objetivos de la Mecánica de Suelos?

Clasificar los suelos en base a sus características y propiedades índices 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
piezómetros.
5. 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.
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-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.
6. 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: fuerzas 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.
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II. Origen y Formación de suelos.
7. Definir suelos transportados y residuales. Citar sus características y las

diferencias más importantes de los tipos de suelo antes mencionados.
• RESIDUALES: Son aquellos cuyos fragmentos están depositados sobre las
rocas que los originaron. Es decir no hay transporte de fragmentos.
-Ocurre en cuencas cerradas o en las regiones centrales de planicies muy extensas.

-Son fragmentos de granos angulosos.
• TRASPORTADOS: son aquellos cuyos fragmentos están depositados en

rocas diferentes a las que los originaron. Si hay transporte.
-Ocurre casi en cualquier lugar.
-Son fragmentos de granos redondeados.
8. 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.
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AGENTE DE TRANSPORTE SUELOS QUE GENERAN
Aluviales: Cantos, gravas,

Agua + Gravedad
arenas
Evaporación + Precipitación Lacustres: Limos y Arcillas
Evaporación + Precipitación Marinos: Arcillas y Evaporitas
Gravedad Piamonte: Bloques y gravas.
Glaciares: Gravas, arenas y

Hielo + Gravedad
limos.
Volcánicos: Arenas, limos y

Aire + Gravedad
ceniza.
Aire + Gravedad Eólicos: Arenas y limos.
9. ¿Cuáles son los agentes de transporte? ¿Qué tipo de suelos generan?
10. 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, muy

inestables, agente en el aire; ejemplos: zonas marítimas y desiertos.
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b) Aluviales: Altamente compresibles y con mucha agua, son trasmitidos por el

agua que se traslada por el cambio de dirección o pendiente arrastrando y dejando
materiales; ejemplos: valles, escurrimientos, ríos
c) Volcánicos: Muy compresibles y poco resistentes, pueden ser de ceniza lava y

magma. Ejemplos: tezontle y tepetate
d) Marinos: Muy plásticos, formados por las evaporaciones y la precipitación juntas;

Ejemplos: playa y océanos
e) Lacustres: Muy platicos con grano muy fino, material muy blando; ejemplos:
lagos y lagunas.
f) Glaciales: Los depósitos glaciares son poco compresibles y muy resistentes.
11. De los suelos anteriores, dados como ejemplos, ¿Cuál presenta mayores
dificultades para el buen comportamiento de las cimentaciones? ¿Por qué?
Los suelos aluviales y lacustres por su contenido de agua; y los eólicos porque
son muy inestables.
III. Estructuras Del Suelo Y Sus Propiedades.
12. ¿Qué Es El Área Específica?

- Área De Superficie Total De Un Material Por Unidad De Masa Contiene
Unidades De M2/Kg, M2/g. Valor Físico Con El Cual Se Puede Utilizar Para
Determinar El Tipo De Material Del Suelo.
Tiene Cierta Importancia En La Adsorción Y Reacciones En Superficies.
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¿Qué Partícula Tendrá Mayor Superficie Específica Una Arena O Una Arcilla
Y De Qué Orden Son Sus Respectivas Magnitudes?
- En Lo General Las Partículas Alargadas O Aplanadas Tienen Mayor
Superficie Específica Que Las Cúbicas O Esféricas. De Esta Forma Se
Puede Determinar El “Arreglo” De Las Mismas En Su Determinado
Volumen.
Las Arcillas Al Ser Laminadas, Son Caracterizadas Por Presentar Una Alta
Superficie Específica.
Su Orden De Magnitudes Es Empezando Por La Arcilla Seguida Por El
Limo Y Hasta El Último Se Presentan Las Arenas.
13. Por Qué Razón En Cada Partícula De Arcillas Las Moléculas De Agua Están
Ligadas A La Estructura De Aquella?
- Es Una Consecuencia Del Estado De Los Coloides Del Suelo, Al Estar
Floculados Forman Agregados Más O Menos Estables, La Estructura
Afecta A Un Numeroso Grupo De Características Físicas, De Igual Forma
Controla La Porosidad Del Suelo.
14. ¿Qué Presiones Existen Entre El Agua Adsorbida Y Las Partículas De

Arcilla?
- La Presión De Adsorción Va Respecto Al Peso De LAS Partículas De Las
Arcillas.
¿Por Qué El Agua Adsorbida Se Llama Capa Sólida?

- Al Adherirse Con Un Sólido Se Presenta La Quimisorción, La Cual Implica
Modificaciones En La Estructura Del Adsorbente Adsorbato. Es Utilizado
Para La Purificación De Gases Y Líquidos.
15. Dibuje simbólicas de:

- Ilitas
- Caolinitas
- Mortmorilonitas
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IV. Relaciones Volumétricas y Gravimétricas.
16. Encontrar las expresiones para calcular el contenido de agua y el peso

volumétrico de un suelo en términos de su porosidad y densidad de sólidos,
si su grado de saturación es del 100%.
17. En función de los datos proporcionados en la primera columna de la

siguiente tabla, determinar las expresiones que se solicitan en las columnas
subsecuentes. Considerar el suelo esta saturado.
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18. Determinar la expresión en la que el contenido de agua se expresa en función

de la relación de vacíos, grado de saturación y de la densidad de sólidos.
19. Comprobar las siguientes expresiones

Unidad Zacatenco
20. El espesor de una pastilla de suelos que se utiliza en una prueba de

consolidación es de 1.92 cm., antes de cargar. Después de la prueba su
espesor fue de 1.74 cm. Si al inicio de la prueba la relación de vacíos era de
0.85, ¿Cuál será la relación de vacíos final?
21. Una muestra de arena seca con un peso volumétrico de 1.20 t/m3 y una
densidad de sólidos de 2.68, es expuesta a la lluvia por dos días
consecutivos. El volumen del material permanece constante, pero su grado
de saturación tienen un incremento del 24 %. Determinar el peso volumétrico
y el contenido de agua del suelo después de la lluvia.
Unidad Zacatenco
22. Una muestra de arena húmeda de 50 cm3 pesan 95 gr. después de su secado
el peso fue de 75 g. Si la densidad de sólidos es de 2.67, determinar lo
siguiente:
a) Relación de vacíos
b) Porosidad
c) Grado de saturación
d) Peso volumétrico seco

Unidad Zacatenco
23. Una muestra de arcilla saturada pesa 1526 gr. en su estado natural y 1053 gr.
después de secada. Determinar el contenido natural de agua, relación de
vacíos, porosidad y peso volumétrico natural. El peso específico de los
sólidos es de 2.70 gr/cm3.
24. Se desea construir el corazón impermeable de una presa flexible. Para

compactar el material es necesario incrementar su contenido de agua del 8%
al 18%. Se requiere conocer la cantidad de agua en m3 que se deberán agregar
por cada metro cúbico de material impermeable, si su peso volumétrico
natural es de 1.7 Ton/m3.
Unidad Zacatenco
25. La pista de un aeropuerto necesita 459,650 m3 de limo arenoso compactado,

con una relación de vacíos de 0.75. El estudio de mecánica de suelos ha
reportado dos posibles bancos de préstamo, la relación de vacíos de cada
uno de ellos, así como el costo estimado de transporte del banco a la pista
se tabula a continuación.
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1. Citar cuatro ejemplos de fallas por no considerar el tipo de suelo y su calidad

2. ¿Qué influencia puede tener el tipo de suelo y sus propiedades mecánicas en

4. ¿Cuáles son los objetivos de la Mecánica de Suelos?

5. Definir las principales características de cada fase de suelo. Y citar los

-Fase Solida. Está compuesta de partículas diminutas derivadas de la roca

-Fase Liquida. Corresponde al agua que se ubica en los espacios vacíos

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

• Simple: fuerzas gravitacionales. Granos gruesos (bloques a arenas). Unas

II. Origen y Formación de suelos.

7. Definir suelos transportados y residuales. Citar sus características y las

-Ocurre en cuencas cerradas o en las regiones centrales de planicies muy extensas.

• TRASPORTADOS: son aquellos cuyos fragmentos están depositados en

-Ocurre casi en cualquier lugar.

-Son fragmentos de granos redondeados.

8. Dar tres ejemplos de suelos residuales y mencionar sus características

AGENTE DE TRANSPORTE SUELOS QUE GENERAN

Aluviales: Cantos, gravas,

Evaporación + Precipitación Lacustres: Limos y Arcillas

Evaporación + Precipitación Marinos: Arcillas y Evaporitas

Gravedad Piamonte: Bloques y gravas.

Glaciares: Gravas, arenas y

Volcánicos: Arenas, limos y

Aire + Gravedad Eólicos: Arenas y limos.

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

10. Proporcionar las principales características físicas y mecánicas de los

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

b) Aluviales d) Marinos f) Piamonte

a) Eólicos: interviene la gravedad, estructura hueca, peso específico alto, muy

b) Aluviales: Altamente compresibles y con mucha agua, son trasmitidos por el

c) Volcánicos: Muy compresibles y poco resistentes, pueden ser de ceniza lava y

d) Marinos: Muy plásticos, formados por las evaporaciones y la precipitación juntas;

f) Glaciales: Los depósitos glaciares son poco compresibles y muy resistentes.

III. Estructuras Del Suelo Y Sus Propiedades.

12. ¿Qué Es El Área Específica?

14. ¿Qué Presiones Existen Entre El Agua Adsorbida Y Las Partículas De

¿Por Qué El Agua Adsorbida Se Llama Capa Sólida?

15. Dibuje simbólicas de:

IV. Relaciones Volumétricas y Gravimétricas.

16. Encontrar las expresiones para calcular el contenido de agua y el peso

17. En función de los datos proporcionados en la primera columna de la

18. Determinar la expresión en la que el contenido de agua se expresa en función

19. Comprobar las siguientes expresiones

20. El espesor de una pastilla de suelos que se utiliza en una prueba de

d) Peso volumétrico seco

24. Se desea construir el corazón impermeable de una presa flexible. Para

25. La pista de un aeropuerto necesita 459,650 m3 de limo arenoso compactado,

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