estructura del suelo b-n
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8/11/2019 Estructura Del Suelo B-N
1/36
Ingeniera
en
Construccin-2
010
U
C
M
Aire
Agua
Slido
Va
Vw
Vs
Vv
Vs
Vt Mw
Ms
Mt
Fases de un Suelo
ESTRUCTURA DEL SUELO
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U
C
M
Va = volumen de aireVw = volumen de agua
Vs = volumen slidoVv = volumen de vacosMw = masa de aguaMs = masa de sueloVt = volumen totalMt = masa total
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U
C
M
Porosidad (n)La porosidad es el cociente entre el
volumen de vacos y el total de un suelo yoscila entre 0 y 1 (valores tericos).
t
v
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U
C
M
ndice de poros (e)Es el cociente entre el volumen de poros y
el de slidos. Puede ser superior a 1aunque no es frecuente.
s
v
-
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U
C
M
s
v
V
Ve
Suelos cohesivos e = 0,55 5Turba e = 10 - 15
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U
C
M
ee
VVV
VVvn
sv
v
T
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U
C
M
Suelos granulares
emax= 0,91 estado sueltotericoemin= 0,35 estado denso
terico
0 Dr 1
Suelto Dr Denso
minmax
max
ee
eeDr
Compacidad relativa
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U
C
M
Descripcin cualitativa de depsitos de suelo granular
Compacidad Relativa Descripcin del suelo
(%)
0 - 15 Muy suelto
15 - 50 Suelto
50 - 70 Medio
70 - 85 Denso85 - 100 Muy denso
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U
C
M
Contenido de humedad
100100(%) xM
MMxM
Mws
sh
s
w
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U
C
M
Gravedad especfica GsEs el cociente entre el peso de las
partculas slidas y el volumen departculas slidas.
El valor tpico de Gs de las arenas es aproximadamente 2,75 t/m3 yel de las arcillas entre 2,5 y 2,9 t/m3.
ws
s
sV
WG
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U
C
M
Es el cociente entre el peso de las partculasslidas y el volumen total
T
s
d
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U
C
M
Sustituyendo y operando
e
G
VV
VG
V
VG
V
W s
ps
ss
T
ss
T
s
d1
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U
C
M
Depende del contenido de humedad delsuelo (densidad natural)
)1( wwV
wW
V
W
V
W
V
WW
V
Wddd
t
s
d
t
w
t
s
t
ws
t
t
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U
C
M
Es el mayor peso que puede tomar elsuelo y se produce cuando todos los
poros estn ocupados por agua.
t
ws
sat
V
WWsatdsat w
Wsat = humedad de saturacin
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U
C
M
Es la proporcin de vacos ocupada por elagua se expresa como grado desaturacin
El suelo seco S=0 y en suelo saturadoS=1
v
W
V
VS
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U
C
M
w
s
e
wG
S
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U
C
M
Tipo de sueloRelacin de
vacios, e
Contenido natural
de agua en
estado saturado
Peso especifico
seco, d
(%) (kN/m3)
Arena suelta uniforme 0,8 30 14,5
Arena densa uniforme 0,45 16 18
Arena limosa suelta grano angular 0,65 25 16
Arena limosa densa grano angular 0,4 15 19
Arcilla firme 0,6 21 17
Arcilla sueve 0,9 - 1,4 30 - 50 11,5 - 14,5
Loess 0,9 25 13,5
Arcilla orgnica suave 2,5 - 3,2 90 - 120 6 - 8
Relacin de vacos, contenidos de agua y peso especficoseco para algunos suelos tpicos en estado natural.
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U
C
M
Suelos Elicos: Arena fina y
tamao limo, son muypermeables y erosionables.Dunas y loess. En zonas costerasy en desiertos (actuales).
El loess es un material geolgicosedimentario elico. Lo formandepsitos de limo originados porla deposicin de partculas muyfinas con tamaos que van desdelos 10 a los 50 micrmetro y queson transportadas por lastormentas de polvo a lo largo demiles de aos. Es de color
amarillento, deleznable y carecede estratificacin. Puede sostenertaludes verticales en estado secopero es colapsable cuando esthmedo o ante cargas ssmicas.
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U
C
M
Un suelo muy orgnico (turba) pesa,cuando esta saturado 1120 kg/m3; la
gravedad especifica de los slidos es de2,35.a) Hallar eb) Hallar la densidad seca, sin que cambie
la relacin de vacos
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U
C
M
Agua
Slido
Va
Vw
Vs
Vv
Vs
Vt= 1 m3
Mw
Ms
Mt = 1,120 ton
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U
C
M
sv VV1 vs VV1
ws MM120,1 wws
J
MV1
ws
s
V
M35,2
wsws VV )1(35,212,1
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U
C
M
ss VV 135,212,1
sV35,112,0
089,0sV
911,0vV
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U
C
M
23,10089,0
911,0
s
v
V
Ve
209,0084,0
35,2 ss M
M
209,01
209,0
t
s
dV
M
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U
C
M
Una arena tiene una porosidad de 0,37 yla gravedad especifica de las partculasslidas es de 2,66
a) Calcule eb) Calcular la densidad si la arena est
seca
c) Calcular la densidad de la arena si statiene el 30% de saturacind) Calcular la densidad de la arena si est
completamente saturada.
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U
C
M
svt VVV
63,037,01 ss VV
587,063,0
37,0
s
v
V
Ve
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U
C
M
Agua
Slido
1
0,63
0,37
b)?d
t
sd
V
m
s
s
V
m66,2
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U
C
M
s
s
s mV
m6758,166,2
6758,11
6758,1d
Agua
Slido
1
0,63
0,37
1,675
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U
C
Mc)
?n
30,0v
w
V
VS
vw VV *30,0 vV
si S=30%
pero
wV
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U
C
M
111,0111,0 ww MV
7868,11
111,06758,11
wsn
mm
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U
C
Md)
?n
1v
w
V
VS vw
VV *1
37,037,0ww
MV
1
37,06758,1
1
wsn
mm
04,2n
S=100%
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U
C
M
1870 g de suelo hmedo se compactandentro de un molde con un volumen de 1000cm3. El suelo se coloca en un horno y seseca a un peso constante de 1677 grs,
suponer que la gravedad especfica G, es de2,66.
CalcularContenido de agua
Peso unitario seco Jd
Porosidad
Grado de saturacin S
Peso unitario saturado Jsat
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C
M
Datos
mt= 1870 gr
Vt = 1000 cm3
ms= 1677
Gs= 2,66
a) Contenido de humedad
%5,11115,01677
16771870
w
grsmw 193
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U
C
M b)
c)
)(677,11000
16773
cm
gr
V
m
t
sd
?n
t
st
t
v
V
VV
V
Vn
svt VVV
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U
C
M66,2
ws
ss
V
mG
ss
s
ws
ss
VV
m
V
mG
167766,2
63066,2
1677sV
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U
C
M
v
w
V
V
S
)(097,21000
16773702
cmg
sat