CONCEPTOS GENERALES DE LA MECÁNICA DEL SUELO 1 …

1 1 MASTER EN REHABILITACI N INSPECCI N Y RECALCE DE LAS ARQUITECTURA DE A CORU A DEPARTAMENTO DE TECNOLOG A DE LA CONSTRUCCI N Juan P rez Valc rcelCONCEPTOS GENERALES DE LA MEC NICA DEL SUELOCONCEPTOS GENERALES DE LA MEC NICA DEL SUELOJUAN P REZ VALC RCELC atedr tico de de La Coru a2 MASTER EN REHABILITACI N INSPECCI N Y RECALCE DE LAS ARQUITECTURA DE A CORU A DEPARTAMENTO DE TECNOLOG A DE LA CONSTRUCCI N Juan P rez Valc rcelCONCEPTOS GENERALES DE LA MEC NICA DEL SUELOINTRODUCCI N A LA MEC NICA DEL SUELO CONCEPTOS GENERALES . Propiedades f sicas. Propiedades mec nicas. EN REHABILITACI N INSPECCI N Y RECALCE DE LAS ARQUITECTURA DE A CORU A DEPARTAMENTO DE TECNOLOG A DE LA CONSTRUCCI N Juan P rez Valc rcelCONCEPTOS GENERALES DE LA MEC NICA DEL SUELOCLASIFICACI N DE SUELOSCARACTER STICAS ORGANOL PTICASG ravasPart culas visibles y gruesas $2 mmArenasPart culas visibles y finas < 2 mmLimos Part culas no visibles y tacto speroArcillasPart culas no visibles y tacto suaveCLASIFICACIONES NORMALIZADAS DE SUELOS0,002 ARCILLA0,0060,020,06 LIMOFINOMEDIOGRUESOGRUESAMEDIAFINAARENA2 0,60,262060 GRAVAFINAMEDIAGRUESAPIEDRAGRAVA0,20,62 ARENAFINAMEDIAGRUESAGRUESOMEDIOFINOLIMO0 ,060,020,006 ARCILLA0,002 ARCILLA0,0050,05 GRUESAFINAARENA20,25 GRAVACLASIFICACION NORMA DIN(4022)

2 CLASIFICACION y NORMAS BRITANICASCLASIFICACION LIMO4 MASTER EN REHABILITACI N INSPECCI N Y RECALCE DE LAS ARQUITECTURA DE A CORU A DEPARTAMENTO DE TECNOLOG A DE LA CONSTRUCCI N Juan P rez Valc rcelCONCEPTOS GENERALES DE LA MEC NICA DEL SUELODIFERENCIAS ENTRE GRAVAS Y ARENASG ravas (>2 mm)Los granos no se apelmazan aunque est n h medos, debido a la peque ez de las tensiones el gradiente hidr ulico es mayor que 1, se produce en ellas flujo (entre 0,006 y 2 mm)Los granos se apelmazan si est n h medos, debido a la importancia de las tensiones se suele producir en ellas flujo turbulento aunque el gradiente hidr ulico sea mayor que ENTRE ARENAS Y LIMOSA renas (entre 0,06 y 2 mm)Part culas general no pl terrenos secos tienen una ligera cohesi n, pero se reducen a polvo f cilmente entre los cilmente erosionadas por el cilmente arenadas mediante asientos de las construcciones realizadas sobre ellas suelen estar terminados al acabar la construcci (entre 0,002 y 0,06 mm)Part culas general, algo pl sticos.

3 Los terrenos secos tienen una cohesi n apreciable, pero se pueden reducir a polvo con los dedos. Dif cilmente erosionados por el v imposible de drenar mediante asientos suelen continuar despu s de acabada la construcci EN REHABILITACI N INSPECCI N Y RECALCE DE LAS ARQUITECTURA DE A CORU A DEPARTAMENTO DE TECNOLOG A DE LA CONSTRUCCI N Juan P rez Valc rcelCONCEPTOS GENERALES DE LA MEC NICA DEL SUELODIFERENCIA ENTRE LIMOS Y ARCILLASL imos (entre 0,002 y 0,06 mm)No suelen tener propiedades coloidales. A partir de 0,002 mm, y a medida que aumenta el tama o de las part culas, se va haciendo cada vez mayor la proporci n de minerales no secan con relativa rapidez y no se pegan a los terrones secos tienen una cohesi n apreciable, pero se pueden reducir a polvo con los dedosArcillas (< 0,002 mm)Suelen tener propiedades coloidales. Consisten en su mayor parte en minerales secan lentamente y se pegan a los terrones secos se pueden partir, pero no reducir a polvo con los EN REHABILITACI N INSPECCI N Y RECALCE DE LAS ARQUITECTURA DE A CORU A DEPARTAMENTO DE TECNOLOG A DE LA CONSTRUCCI N Juan P rez Valc rcelCONCEPTOS GENERALES DE LA MEC NICA DEL SUELOPROPIEDADES DE TERRENOS REALES2,33---34 Margas----10-2 Hormig n1,040, ,35-0,87-Loes yes fero2,131,80220,6133 Arcilla dura2,011,61270,7440 Arcilla muy compacta1,891,45320,8743 Arcilla compacta1,921,47350,9045 Arcilla semi-compacta1,761,22551,5555 Arcilla blanda1,341,08621,6760 Arcilla muy blanda2,282,05120,3022 Zahorra2,121,80170,4732 Arena densa1,941,51290,7643 Arena sueltaDensidadh meda (T/m3)Densidadseca d(T/m3)Humedadnatural (%) IndicehuecosePorosidadn (%)

4 Tipo de terreno7 MASTER EN REHABILITACI N INSPECCI N Y RECALCE DE LAS ARQUITECTURA DE A CORU A DEPARTAMENTO DE TECNOLOG A DE LA CONSTRUCCI N Juan P rez Valc rcelCONCEPTOS GENERALES DE LA MEC NICA DEL SUELOPROPIEDADES DE TERRENOS REALES1,27-1945,2084 Bentonita blanda2,07-220,6037 Arcilla glaciar dura1,77-451,2055 Arcilla glaciar blanda2,161,86160,4330 Arenas de granulometr aabierta compactas1,991,59250,6740 Arenas de granulometr aabierta poco compactas2,091,75190,5134 Arenas de granulometr acerrada compactas1,891,43320,8546 Arenas de granulometr acerrada poco compactasDensidadh meda (T/m3)Densidadseca d(T/m3)Humedadnatural (%)Indice de huecosePorosidadn (%)Tipo de terreno8 MASTER EN REHABILITACI N INSPECCI N Y RECALCE DE LAS ARQUITECTURA DE A CORU A DEPARTAMENTO DE TECNOLOG A DE LA CONSTRUCCI N Juan P rez Valc rcelCONCEPTOS GENERALES DE LA MEC NICA DEL SUELOPROPIEDADES F SICAS DEL SUELO : PESOS ESPEC (aire)L quido (agua)S lidoVVVslgVhVsGgGlGs-Peso espec fico de las part 25 kN/m3y 28 kN/m3-Peso espec fico del SUELO 15 kN/m3y 21 kN/m3-Peso espec fico del SUELO Entre 13 kN/m3y 19 kN/m3-Peso espec fico del SUELO 16 kN/m3y 21 kN/m3-Peso espec fico del SUELO 6kN/m3y 11 kN/m3 n'Gs%GlV d'GsV a'Gs&Vs@ lV sat'Gs%Vh@ l 'GsVs9 MASTER EN REHABILITACI N INSPECCI N Y RECALCE DE LAS ARQUITECTURA DE A CORU A DEPARTAMENTO DE TECNOLOG A DE LA CONSTRUCCI N Juan P rez Valc rcelCONCEPTOS GENERALES DE LA MEC NICA DEL SUELOPROPIEDADES F SICAS DEL SUELOEn un estrato de terreno se producen estos pesos espec ficos.

5 En la parte superior el peso espec fico del terreno es el de terreno natural . Bajo el nivel fre tico es terreno est sumergido en agua, por lo que su peso espec fico ser el sobre el nivel fre tico en la que el agua sube por capilaridad y satura totalmente el terreno. El peso espec fico es el nsat afirmeEstrato10 MASTER EN REHABILITACI N INSPECCI N Y RECALCE DE LAS ARQUITECTURA DE A CORU A DEPARTAMENTO DE TECNOLOG A DE LA CONSTRUCCI N Juan P rez Valc rcelCONCEPTOS GENERALES DE LA MEC NICA DEL SUELOP orosidad e ndice de la porosidad n como la raz n entre el volumen de huecos y el volumen total de la muestra e ndice de poros e como la raz n entre el volumen de huecos y el volumen de la parte s lidaRelaciones entre porosidad e ndice de 'VhVe'VhVsn'VhV'VhVs%Vh'Vh/Vs1%Vh/Vs'e1% ee'VhVs'VhV&Vh'Vh/V1&Vh/V'n1&n11 MASTER EN REHABILITACI N INSPECCI N Y RECALCE DE LAS ARQUITECTURA DE A CORU A DEPARTAMENTO DE TECNOLOG A DE LA CONSTRUCCI N Juan P rez Valc rcelCONCEPTOS GENERALES DE LA MEC NICA DEL SUELOPROPIEDADES F SICAS DEL SUELO .

6 GRANULOMETR METRO DE LAS PART CULAS, en DE PART CULAS DE DI METRO MENOR QUEEL EN REHABILITACI N INSPECCI N Y RECALCE DE LAS ARQUITECTURA DE A CORU A DEPARTAMENTO DE TECNOLOG A DE LA CONSTRUCCI N Juan P rez Valc rcelCONCEPTOS GENERALES DE LA MEC NICA DEL SUELOPROPIEDADES F SICAS DEL SUELO : GRANULOMETR de uniformidad Si Cu#4 ( SUELO uniforme)Contenido de % que pasa por el tamiz 200 de (0,075mm)Mide la dificultad de expulsi n de agua bajo EN REHABILITACI N INSPECCI N Y RECALCE DE LAS ARQUITECTURA DE A CORU A DEPARTAMENTO DE TECNOLOG A DE LA CONSTRUCCI N Juan P rez Valc rcelCONCEPTOS GENERALES DE LA MEC NICA DEL SUELOHUMEDAD DEL de humedad'Peso del aguaPeso del SUELO desecado(en %)Contenido de humedad'Peso del aguaPeso del SUELO desecado(en %)Grado de saturaci n'Volumen de huecos llenos de aguaVolumen total de huecos(en %)Grado de saturaci n'Volumen de huecos llenos de aguaVolumen total de huecos(en %)Grado de saturaci n de las arenasClasificaci nGrado de saturaci n (%)

7 Seca0 Ligeramente h meda1 - 25H meda25 - 50 Muy h meda50 - 75 Mojada75 - 99 Totalmente saturada10014 MASTER EN REHABILITACI N INSPECCI N Y RECALCE DE LAS ARQUITECTURA DE A CORU A DEPARTAMENTO DE TECNOLOG A DE LA CONSTRUCCI N Juan P rez Valc rcelCONCEPTOS GENERALES DE LA MEC NICA DEL SUELOF ormulaciones sencillas para los pesos espec ficos espec fico del SUELO espec fico del SUELO espec fico del SUELO espec fico del SUELO natural con un grado de saturaci n gs. d'GsV'GsVs%Vh'Gs/Vs1%Vh/Vs' 1%e sat'Gs%Vh@ lVs%Vh'Gs/Vs%Vh/Vs1%Vh/Vs' %e1%e' d%e1%e a'Gs&Vs@ lVs%Vh'Gs/Vs&11%Vh/Vs' &11%e' d&11%e n'Gs%GlVs%Vh'Gs%gs@VhVs%Vh'Gs/Vs%gs@Vh/V s1%Vh/Vs' %gs@e1%e15 MASTER EN REHABILITACI N INSPECCI N Y RECALCE DE LAS ARQUITECTURA DE A CORU A DEPARTAMENTO DE TECNOLOG A DE LA CONSTRUCCI N Juan P rez Valc rcelCONCEPTOS GENERALES DE LA MEC NICA DEL SUELOF ormulaciones sencillas para los pesos espec ficos formulaciones son inadecuadas para los suelos de limo y arcilla en los que el contenido de humedad altera profundamente el comportamiento de los mismos.

8 En los terrenos coherentes se prefiere hablar de , n , d n, d n@gsgs&( n& d) n n d%gs@( & d) n d @( n&gs) &gs d d sat @( n&gs)% & s &gs d%1& d d% n& dgse & n n&gs d&1 n& dgs&( n& d) n@gsgs&( n& d) n d%gs@( & d) n @( n&gs) &gs d d @( n&gs)% & s &gs d%1& d d% n& dgs & n n&gs d&1 n& dgs&( n& d)16 MASTER EN REHABILITACI N INSPECCI N Y RECALCE DE LAS ARQUITECTURA DE A CORU A DEPARTAMENTO DE TECNOLOG A DE LA CONSTRUCCI N Juan P rez Valc rcelCONCEPTOS GENERALES DE LA MEC NICA DEL SUELOCONSISTENCIA EN L MITES DE mite l quidoWLL mite pl sticoWpL mite de retracci nWsL quida9Pl stica9 Semis lida9S lidaL MITE RETRACCI N Humedad del SUELO saturado con volumen m MITE PL STICO Humedad del SUELO que permite rodar cilindros de 3mm de di metro sin que se MITE L QUIDO Humedad del SUELO que hace que se unan los bordes de la muestra tras 25 golpes en la cuchara de DE 1117 MASTER EN REHABILITACI N INSPECCI N Y RECALCE DE LAS ARQUITECTURA DE A CORU A DEPARTAMENTO DE TECNOLOG A DE LA CONSTRUCCI N Juan P rez Valc rcelCONCEPTOS GENERALES DE LA MEC NICA DEL SUELOCONSISTENCIA EN L MITES DE EN REHABILITACI N INSPECCI N Y RECALCE DE LAS ARQUITECTURA DE A CORU A DEPARTAMENTO DE TECNOLOG A DE LA CONSTRUCCI N Juan P rez Valc rcelCONCEPTOS GENERALES

9 DE LA MEC NICA DEL SUELOCUCHARA DE EN REHABILITACI N INSPECCI N Y RECALCE DE LAS ARQUITECTURA DE A CORU A DEPARTAMENTO DE TECNOLOG A DE LA CONSTRUCCI N Juan P rez Valc rcelCONCEPTOS GENERALES DE LA MEC NICA DEL SUELOGR FICO DE PLASTICIDAD DE FICO DE PLASTICIDAD DE CASAGRANDE010203040506020304050600107080 90100L mite l quido ndice de plasticidadArcillas muypl sticasArcillas pocopl sticasLimos pococompresiblesLimos muycompresibleslp= (WL-20 )CL-MLDefinici n de suelosG = grava (Gravel)W = bien graduado(Well)S = arena (Sand)P = mal graduado(Poor)M = limo(Moh)H = alta plasticidad(High)C = arcilla (Clay)L = baja plasticidad (Low)O = org nico(Organic)Combinando letras se puede definir un SUELO . As GC indica un mezcla de grava y arcilla o CL una arcilla poco pl EN REHABILITACI N INSPECCI N Y RECALCE DE LAS ARQUITECTURA DE A CORU A DEPARTAMENTO DE TECNOLOG A DE LA CONSTRUCCI N Juan P rez Valc rcelCONCEPTOS GENERALES DE LA MEC NICA DEL SUELOEFECTOS DEL AGUA SOBRE EL TERRENOE xcavaci nNivel del impermeableEstrato realfirmeEstratoimpermeableEstratofalso EN REHABILITACI N INSPECCI N Y RECALCE DE LAS ARQUITECTURA DE A CORU A DEPARTAMENTO DE TECNOLOG A DE LA CONSTRUCCI N Juan P rez Valc rcelCONCEPTOS GENERALES DE LA MEC NICA DEL SUELOPERMEABILIDAD DEL SUELOM uestra de suelolh (nivel constante)c=caudalk=permeabilidad (cm/sg)c=k i A ti=h/l (gradiente hidraulico)

10 A=secci n muestrat=tiempoPermeabilidad LEY DE DARCY22 MASTER EN REHABILITACI N INSPECCI N Y RECALCE DE LAS ARQUITECTURA DE A CORU A DEPARTAMENTO DE TECNOLOG A DE LA CONSTRUCCI N Juan P rez Valc rcelCONCEPTOS GENERALES DE LA MEC NICA DEL SUELOPERMEABILIDAD DEL SUELOT abla de permeabilidades (aproximadas) Tipo de SUELO Permeabilidad Grava > Arena >k> Arena limosa >k>10-5 Limo 10-5>k>10-7 Arcilla 10-7>k< 10-9 Arcilla10-5 10-9 Arena fina, limo, mezclas de arenas, limos y arcillas10-2 10-5 Arena limpia y mezcla de grava y arena limpia> 10-2 Grava limpiakz(m/s)Tipo de sueloTabla Valores orientativos del coeficiente de Permeabilidad (CTE)23 MASTER EN REHABILITACI N INSPECCI N Y RECALCE DE LAS ARQUITECTURA DE A CORU A DEPARTAMENTO DE TECNOLOG A DE LA CONSTRUCCI N Juan P rez Valc rcelCONCEPTOS GENERALES DE LA MEC NICA DEL SUELOLEY DE TERZAGHIPor equilibrio de fuerzasPero en suelos normales s<<<S()NN uSsNSNSusSii=+ =+ 1 =+ = ''uuLas resistencias a compresi n y a corte de un SUELO dependen de F (tensi n efectiva).