Consistencia de los suelos amasados

TEMA 1

Suelo: Se denomina suelo a todo agregado natural no cementado de granos minerales y materia orgánica descompuesta junto con el agua y aire que ocupan los espacios vacíos entre partículas sólidas.

Roca: cada uno de los diversos materiales sólidos, formados por cristales o granos de uno o más minerales, de que está hecha la parte sólida de la Tierra y otros cuerpos planetarios. Las rocas están constituidas, en general, por mezclas heterogéneas de diversos materiales homogéneos y cristalinos, es decir, minerales.

Los ensayos de identificación del suelo sirven para:

Clasificar los suelos en función de su granulometría y plasticidad.

Determinar el comportamiento mecánico del suelo.

Los sistemas de clasificación de los suelos más usuales son: Sistema unificado de clasificación de suelos USCS y clasificación de la AASHTO.

Como varia la plasticidad en suelos arcillosos con la humedad:

Un suelo está en estado líquido cuando se comporta como un fluido viscoso, deformándose por su propio peso y con resistencia a la cizalladura casi nula.

Al perder agua, ese suelo pierde su fluidez, pero continúa deformándose plásticamente, dado que pierde su forma sin agrietarse.

Si se continua con el proceso de secado, el suelo alcanza el estado semisólido, si al intentar el moldearlo se romperá.

Si se seca más, llega un punto en el cual su volumen ya no se reduce por la pérdida del agua, y el color toma un tono más claro, el estado del suelo se define como sólido.

Los límites de Atterberg son contenidos de humedad del suelo para suelos finos.

Arcillas tienen una composición diferente de la roca madre, son fundamentalmente silicatos. En su comportamiento geotécnico lo más determinante es: su superficie específica, como se comportan en presencia de agua, su historial de consolidación.

Diferencias entre arcillas y arenas:

Arcilla: volumen de huecos hasta 98%, retrae al secarse, cohesión muy marcada, es plástica, si se aplica carga comprime lentamente, poco o muy poco permeable, es muy compresible.

Arena: volumen de hasta 50%, no retrae al secarse, cohesión despreciable, no es plástica, si se aplica carga comprime al instante, permeable, mucho menos compresible que la arcilla.

Clasificación de las rocas: grados de resistencia de la matriz rocosa, grados de meteorización de la roca, grados de fracturación del macizo rocoso, estado de las fracturas, continuidad y espaciado de las juntas de afloramiento.

Criterios de identificación del macizo rocoso: La clasificación RMR se basa en seis parámetros: qu resistencia a la compresión simple, RQD, espaciamiento de discontinuidades, carácterísticas de las discontinuidades, condiciones hidrogeológicas, orientación de las discontinuidades.

TEMA 2

Ensayos de laboratorio: el número y tipología de los ensayos a realizar será aquel que permita una correcta caracterización geotécnica de los materiales hasta una cierta profundidad.

Los parámetros mínimos que se deben reconocer se realizan a través de los ensayos: ensayos de estado, de identificación, de resistencia, químicos.

El contenido en humedad afecta a importantes propiedades de los suelos: estabilidad volumétrica, resistencia mecánica, permeabilidad, durabilidad, compresibilidad.

Ensayo contenido de humedad: Se pesa la capsula de humedad de tamaño usual diámetro= 5cm y h= 3cm. Se coloca la muestra de suelo en la capsula y se pesa, se lleva la muestra al horno para secarla, de 12 a 18 horas a una temperatura de 110 +- 5 grados, hasta mostrar un peso constante.

Análisis granulométrico por tamizado: una vez se pasa el suelo por la estufa y se pulveriza, se hace pasar por una serie organizada de tamices, de agujeros con tamaños decrecientes y conocidos, desde arriba hacia abajo. El primer tamiz es el de mayor tamaño y es donde se inicia el tamizado, el grupo se protege tapándolo con el fin de evitar pérdidas de finos, el ultimo tamiz esta abajo y apoya sobre un recipiente de la misma forma de los tamices y recibe el material más fino no retenido por ningún tamiz. Con sacudidas horizontales y golpes verticales mecánicos o manuales se hace pasar el suelo por la serie de tamices para luego pesar por separado el suelo retenido en cada tamiz. Los resultados se llevan a un gráfico llamado curva granulométrica.

Límites de Atterberg ensayo:
La plasticidad de un suelo se atribuye a la deformación de la capa de agua absorbida alrededor de los minerales, desplazándose como una sustancia viscosa a lo largo de la superficie mineral, controlada por la atracción iónica.

Limite liquido es el contenido en humedad requerido para que una muestra, en el aparato de cassagrande cierre una ranura de 1/2” de amplitud, a los 25 golpes generados a la capsula de bronce con un ritmo de dos golpes por segundo. (arcillas 40-60%, limos 25-50%)

Limite plástico: Es el menor contenido de humedad para el cual el suelo se deja moldear. Para su determinación se toman bolas de suelo húmedo y se forman rollos de 1/8” sobre una superficie plana, lisa y no absorbente. (Entre 5 y 30%)

TEMA 3

 Estado tensional tridimensional, elipsoide de tensiones: Según la teoría de los medios continuos, las tensiones existentes en cualquier plano que pase por un punto están determinados por el elipsoide de tensiones.

Elipsoide de tensiones: lugar geométrico de los extremos de los vectores tensión en un punto correspondientes a los infinitos planos que pasan por él.

En múltiples ocasiones el estado tensional de un punto se puede simplificar de tres a dos dimensiones. El elipsoide se reduce al círculo de Mohr.

Los lodos de perforación son los fluidos bombeados que circulan a través del pozo mientras este es perforado. Su composición se ajusta a medida que cambian las exigencias, de acuerdo con la profundidad de la perforación y los otros materiales encontrados.
Una propiedad fundamental la tixotropía
Es la propiedad de resistencia que presentan algunos materiales para evitar ser amasados cuando se encuentran sometidos a esfuerzos cortantes.
Muestran un cambio de su viscosidad en el tiempo; cuanto más se someta el fluido a esfuerzos de cizalla, más disminuye su viscosidad.

TEMA 4

Efectos del agua en el terreno: problemas de filtración, asientos, flujos en excavaciones, sifonamiento, tubificacion.

El agua que existe en el terreno está en varias formas: constitución: solo se pierde por desecación, inhibición: se pierde por evaporación, gravedad: ocupa los poros y fisuras y puede circular.

Movimiento del agua en el acuífero: en el suelo: capacidad de campo, en la zona no saturada: gravedad, vertical descendente, en la franja capilar: absorción, en la zona saturada: isopiezas.

Nivel freático: lugar geométrico de los puntos del suelo donde la presión del agua en los porso es igual a la atmosférica.

Capilaridad: ascensión del agua en el suelo por encima del nivel freático.

Flujo de agua: circulación de agua a través de medios porosos debido a la diferencia de carga hidrostática.

Permeabilidad: es la capacidad del terreno de dejar pasar agua a su través. El coeficiente de permeabilidad depende de: tamaño de las partículas del suelo, granulometría, porosidad y del tamaño de los poros, grado de saturación, viscosidad del agua.

Filtros: arenas limpias son muy permeables. Diseño de filtros: Es necesario dar una salida al agua evitando que el suelo por el que se infiltra, se erosione y exista un arrastre de partículas.

Filtros materiales sueltos: arenas y gravas de granulometría uniforme, necesitan proporcionar perdida de carga suficiente, evitar la entrada del suelo al filtro.

Filtros geotextiles: funciones básicas, separación y filtración.

Núcleos de presas de materiales sueltos: arcillas homogéneas casi impermeables.

Determinación del coeficiente de permeabilidad ensayos de laboratorio: permeámetro de carga fija y permeámetro de carga variable. Ensayos en campo: en excavaciones: haefeli, matsuo. En sondeos: ensayo lefranc en suelos y ensayo lugeon en rocas. En pozos: ensayos de bombeo.

Flujos de agua en excavaciones: problemas de estabilidad en el fondo de excavaciones para solucionarlo podemos: aumentar longitud de la pantalla, bombear, drenar, inyectar para impermeabilización total, inyectar para impermeabilización parcial.

Granulometría
Partícula Tamaño
Arcillas < 0,0039="" mm="">
Limos 0,0039-0,0625 mm
Arenas 0,0625-2 mm
Gravas 2-64 mm
Cantos rodados 64-256 mm
Bloques >256 mm

Granulometría:

Si + del 50% pasa por el tamiz 200 , es granular (arenas y gravas). Si pasa menos es fino (limos y arcillas)

GRANULAR:

Prefijos: G-Grava cuando + del 50% es retenido por el T4. S-Arena si mas del 50% pasa por el T4.

Sufijos: M-limoso o C-arcilloso (depende del WL y del IP)

FINOS:

Prefijos: M-limo, C-arcilla, O-orgánico

Sufijos: L-Baja plasticidad (WL<50%). H-alta="" plasticidad="" (wl="">50%). En la carta de plasticidad separados por la línea B.

IP=LL-LP // Cu=d60/d10 // Cc= d30^2/(d60*d10)

LP= W2-W3 /W3 *100

SUELO SELECIONADO:
materia orgánica < 0,2%;="" sales="" solubles=""><0,2%; tamaño="" max="" 100="" mm;="" tamiz="" 0,40="">0,2%;>< o="" igual="" 15%="" o="" que="" cumpla="" todas="" las="" demás="" condiciones;=""><75%,>75%,><25%;>25%;><30,>30,><10>10>
SUELO ADECUADO:
materia orgánica <1%>1%>
tami 2<80%>80%>
0,080<35%>35%>
LL<40%>40%>

 Circulo de Mohr: R=0,5*(500-200) // Centro= 0,5*(o1+o3) // o=1/2*(o1+o3) + 1/2*(o1-o3)*cos 2*ángulo

 Fórmulas fases de suelos:
Densidad seca (d) = (1-n) *
densidad del sólido
Densidad saturada (s) = (1-n) * densidad del sólido + n
Densidad aparente = (1-n) * densidad del solido + n
Densidad sumergida = densidad saturada - densidad del agua
Densidad seca= (densidad húmeda/(1+w))

n= e/(1+e)
n= Vv/Vt * 100
n= 1- (densidad seca/densidad del solido)
e= n/(1-n)
e= (densidad del solido/densidad seca) -1
e= Vv/Vs
w= densidad * V
V= w/densidad
w= (wh - ws) /ws
Sr= Vw/Vv * 100
Sr= w * densidad del solido/ e
Sr= (w/densidad del agua) / (1/densidad seca - 1/densidad del solido)
Dr= (emax - e) / (emax - emin)
Cilindro: V= pi*r^2*h
Formulas agua en el suelo:
Tabla: Profundidad / Tensión total (d*densidad acumulada) / Tensiones intersticiales (dinundada * densidad del agua) / Tensiones efectivas (la resta de las otras)
Con flujo vertical ascendente:
q= K*i*A
i= deltah/H
deltah= (Q*h) / (K*A)
La tabla se hace igual pero en las tensiones intersticiales donde haya agua hago: d* densidad del agua + (d*densidad del agua* i)
Problema pilar:
Peso de un pilar= h*área*densidad
ot = ((Pt + Pp)/ 10) + profundidad * densidad saturada
Presiones de poro= u= profindidad *densidad del agua
Problema pantallas:
Presión hidrodtatica-- F= deltah * densidad del agua * longitud entre pantallas
Keq= (suma de altura) / (suma de altura/ki)
q= keq *i*A
i= deltah/H
Perdida de carga en el hormigón:
Q= KIA
Ensayo carga constante:
K= q/(i*A)
q= V/t
A= pi*d^2/4
i= h/L = desnivel piezo/ distancia piezo
50%).>