Estabilizacion De Terreno 12u73

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR MISIÓN SUCRE TEMBLADOR ESTADO MONAGAS XIV COHORTE CONSTRUCCIÓN CIVIL

ESTABI LIZACI ON DE TERRE NO

FACILITADOR:

BACHILLERES:

TEMBLADOR MAYO 2015

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ÍNDICE

Introducción

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Relaciones gravimétricas y volumétricas del suelo

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Ensayo de humedad e hidrómetro

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Ensayo de peso unitario

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Ensayo de peso especifico

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Método de exploración del suelo

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Conclusión

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Bibliografía

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INTRODUCCION Para seleccionar el tipo de suelo adecuado se debe realizar estudio y diseños previos en el lugar y ambiente donde se va a construir. El estudio previo que realizaremos en esta práctica (laboratorio) se denomina RELACIONES VOLUMETRICAS - GAVIMETRICAS DE LOS SUELOS que es el que distingue las tres fases constituyentes del suelo: solida, liquida y gaseosa relación entre las fases del suelo tiene una aplicación en la mecánica de suelos para el cálculo de esfuerzos. Todo proyecto de ingeniería, incluidas las acciones y obras de estabilización de laderas y taludes, debe contar con una evaluación geotécnica del terreno donde se ha propuesto su ejecución. El alcance de dicha evaluación depende de las condiciones del terreno como tal y de las características del proyecto, y de la etapa de desarrollo que se trate. En cada caso deberá combinarse en diferente medida la información general y de conjunto, donde puede jugar un papel importante la experiencia y el conocimiento previo del área por parte del especialista, con la información puntual generada en los sondeos y ensayos decampo y de laboratorio. El resultado final de la evaluación geotécnica integral de un terreno permite hacer una apreciación general sobre su aptitud y limitaciones para el desarrollo de un proyecto en particular y presentar la caracterización geotécnica del terreno.

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RELACIONES VOLUMETRICAS - GRAVIMETRICAS El problema de la identificación de los suelos es de importancia fundamental; identificar un suelo es, en rigor, encasillarlo en un sistema previo de clasificación para ello se deben estudiar sus propiedades y analizar su comportamiento ya que desde esta práctica se analizaran las tres fases que comprenden el suelo. Las fases líquida y gaseosa del suelo suelen comprenderse en el volumen de vacíos (Vv), mientras que la fase sólida constituye el volumen de sólidos (Vs). Se dice que un suelo es totalmente saturado cuando todos sus vacíos están ocupados por agua. Un suelo en tal circunstancia consta, como caso particular de solo dos fases, la sólida y la líquida. Es importante considerar las características morfológicas de un conjunto de partículas sólidas, en un medio fluido. Eso es el suelo.

· Fase sólida: Fragmentos de roca, minerales individuales, materiales orgánicos. · Fase líquida: Agua, sales, bases y ácidos disueltos, incluso hielo. · Fase gaseosa: Aire, gases, vapor de agua. Esquema de una muestra de suelo y el modelo de sus 3 fases. Las relaciones entre las diferentes fases constitutivas del suelo (fases sólida, líquida y gaseosa), permiten avanzar sobre el análisis de la distribución de las partículas por tamaños y sobre el grado de plasticidad del conjunto. En los laboratorios de mecánica de suelos puede determinarse fácilmente el peso de las muestras húmedas, el peso de las muestras secadas al horno y la gravedad específica de las partículas que conforman el suelo, entre otras. Las relaciones entre las fases del suelo tienen una amplia aplicación en la Mecánica de Suelos para el cálculo de esfuerzos. La relación entre las fases, la granulometría y los límites de Atterberg se utilizan para clasificar el suelo y estimar su comportamiento.

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Modelar el suelo es colocar fronteras que no existen. El suelo es un modelo discreto y eso entra en la modelación con dos parámetros, e y h (relación de vacíos y porosidad), y con las fases. El agua adherida a la superficie de las partículas, entra en la fase sólida. En la líquida, sólo el agua libre que podemos sacar a 105 °C cuando, después de 24 o 18 horas, el peso del suelo no baja más y permanece constante. Fases, volúmenes y pesos En el modelo de fases, se separan volúmenes V y pesos W así: Volumen total VT, volumen de vacíos VV (espacio no ocupado por sólidos), volumen de sólidos VS, volumen de aire VA y volumen de agua VW. Luego VT = VV +VS Y VV = VA +VW. En pesos (que es diferente a masas), el del aire se desprecia, por lo que WA = 0. El peso total del espécimen o mu extra WT es igual a la suma del peso de los sólidos WS más el peso del agua WW; esto es WT = WS + WW.

Esquema de una muestra de suelo, en tres fases o húmedo, con la indicación de los símbolos usados: En los costados, V volumen y W peso. Las letras subínice y dell centro, son: A aire, W agua y S sólidos Relaciones de volumen: h, e, DR, S, CA Porosidad h. Se define como la probabilidad de encontrar vacíos en el volumen total. Por eso 0 < h < 100% (se expresa en %). En un sólido perfecto h = 0; en el suelo h ¹ 0 y h ¹ 100%

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Relación de vacíos e. Es la relación entre el volumen de vacíos y el de los sólidos. Su valor puede ser e > 1 y alcanzar valores muy altos. En teoría 0 < e à ¥. El término compacidad se refiere al grado de acomodo alcanzado por las partículas del suelo, dejando más o menos vacíos entre ellas. En suelos compactos, las partículas sólidas que lo constituyen tienen un alto grado de acomodo y la capacidad de deformación bajo cargas será pequeña. En suelos poco compactos el volumen de vacíos y la capacidad de deformación serán mayores. Una base de comparación para tener la idea de la compacidad alcanzada por una estructura simple se tiene estudiando la disposición de un conjunto de esferas iguales. En la figura 2.3 se presentan una sección de los estados más suelto y más compacto posible de tal conjunto. Pero estos arreglos son teóricos y los cálculos matemáticos Los parámetros adicionales h y he (siempre h < e), se relacionan así: como Vv/Vs es la relación de vacíos, entonces:

Con la práctica, para suelos granulares, los valores típicos son: Arena bien gradada e = 0,43 - 0,67 h = 30 - 40% Arena uniforme e = 0,51 - 0,85 h = 34 - 46% Densidad relativa DR. (O Compacidad relativa) Este parámetro nos informa si un suelo está cerca o lejos de los valores máximo y mínimo de densidad, que se pueden alcanzar. Además 0 ð DR ð 1, siendo más resistente el suelo cuando el suelo está compacto y DR ð 1 y menor cuando está suelto y DR ð 0.Algunos textos expresan DR en función del PU seco γd... Aquí, e Max es para suelo suelto, e min para suelo compactado y e para suelo natural

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Los suelos cohesivos, generalmente tienen mayor proporción de vacíos que los granulares; los valores típicos de ð y e son: e = 0,55 - 5,00 ð = 35 - 83% Grado de saturación S. Se define como la probabilidad de encontrar agua en los vacíos del suelo, por lo que 0 ð S ð 100%. Físicamente en la naturaleza S ð 0%, pero itiendo tal extremo, S = 0% ð suelo seco y S = 100% ð suelo saturado.

Contenido de humedad: w Es la relación, en %, del peso del agua del espécimen, al peso de los sólidos. El problema es ¿cuál es el peso del agua? Para tal efecto debemos señalar que existen varias formas de agua en el suelo, y unas requieren más temperatura y tiempo de secado que otras para ser eliminadas. En consecuencia, el concepto “suelo seco” también es arbitrario, como lo es el agua que pesemos en el suelo de muestra. Suelo seco es el que se ha secado en estufa, a temperatura de 105°C - 110°C, hasta peso constante durante 24 ó 18 horas (con urgencia). El valor teórico del contenido de humedad varía entre: 0 ð. En la práctica, las humedades varían de 0 (cero) hasta valores del 100%, e incluso de 500% ó 600%, en el valle de México. NOTA: En compactación se habla de w óptima, la humedad de mayor rendimiento, con la cual la densidad del terreno alcanza a ser máxima. Dos curvas de compactación para un mismo material, dependiendo el valor de la humedad óptima de la energía de compactación utilizada para densificar el suelo.

Gravedad Específica de los sólidos GS. La gravedad específica es la relación del peso unitario de un cuerpo referida a la densidad del agua, en condiciones de laboratorio y por lo tanto a su peso unitario 0? En geotecnia sólo interesa la gravedad específica de la fase sólida del suelo, dada por

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GS = g s / W g pero referida al Peso Unitario de la fase líquida del suelo W g , para efectos prácticos.

Peso unitario del suelo. Es el producto de su densidad por la gravedad. El valor depende, entre otros, del contenido de agua del suelo. Este puede variar del estado seco γd hasta el saturado γSAT así:

Peso unitario del agua y de los sólidos

En el suelo, WS es prácticamente una constante, no así WW ni WT. Además se asume que siendo GS un invariante, no se trabaja nunca con el PU de los sólidos, g s, sino con su equivalente, GS W g, de conformidad con el numeral En general los suelos presentan gravedades específicas GS con valor comprendido entre 2,5 y 3,1 (a dimensional). Como el más frecuente es 2,65 (a dimensional) se asume como máximo valor de GS teórico. Veamos además algunos valores del peso unitario seco de los suelos, los que resultan de interés dado que no están afectados por peso del agua contenida, sino por el relativo estado de compacidad, el que se puede valorar con la porosidad.

Los suelos bien compactados presentan pesos unitarios de 2,2 g/cm3 a 2,3 g/cm3, en gd para gravas bien gradadas y gravas limosas. En la zona del viejo Caldas, las cenizas volcánicas presentan pesos unitarios entre 1,30 a 1,70gr/cm³.

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Peso unitario sumergido þ Esto supone considerar el suelo saturado y sumergido. Al sumergirse, según Arquímedes, el suelo experimenta un empuje, hacia arriba, igual al peso del agua desalojada.

Gravedad específica del espécimen. Puedo considerar la muestra total (GT) pero el valor no tiene ninguna utilidad, la fase sólida (GS) que es de vital importancia por describir el suelo y la fase líquida (GW) que se asume es 1 por ser W g el mismo del agua en condiciones de laboratorio. En cualquier caso, el valor de referencia es γ0 y γ0 ð γW.

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Ensayo de humedad e hidrómetro Materiales y equipo: - Muestra del material (60 gr.) - 2 probetas de 1000 ml. - 1 hidrómetro - Dispersado - Termómetro - Agitador - Cronómetro PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO: Se muele en el mortero la muestra de suelo hasta sus partículas sólidas más íntimas. Se toma 60 gr. de muestra que pasa el tamiz No. 200, que deberá ser previamente secada en el horno, para luego ser mezclada con 150 ml. de agua. Se traslada la muestra a la maquina batidora, en cuyo recipiente transferimos la muestra, teniendo el cuidado de no perder material en el proceso, agregamos agua hasta que alcance 2/3 del recipiente. Transferimos el contendido del vaso de la batidora en un cilindro de sedimentación, en nuestro caso una probeta de 1000 ml añadimos agua hasta complementar los 1000 ml. Se debe prever de otra probeta con la misma cantidad de agua para colocar el hidrómetro y el termómetro. Introducir el agitador con la muestra y agitar la misma. Este proceso se repite hasta que las lecturas del hidrómetro permanezcan estables. Luego se procede a leer cada intervalo de tiempo establecido por las normas pero ya sin agitar la muestra. OBTENCIÓN Y REGISTRO DE DATOS: Las fórmulas que se utilizaran son:

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Dónde: Ni = Porcentaje de peso de suspensión. Vol. = Volumen de la probeta

= 1000 ml.

Ws = Peso de la muestra seca

= 60 gr.

gagua = Peso específico del agua

= 1.0 gr/cc.

Rr = Lectura del hidrómetro registrado. Rw = Lectura del hidrómetro en el agua a 20ºC que es igual a 1.00 Donde Gs = 2.68 [gr/cc], es la gravedad específica del suelo

Los diámetros se calculan en la siguiente tabla: Gs= 2.68 gr/cc % Q.P.TNº200 =45, 79%

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Ensayo de Peso Unitario: El peso unitario de Un suelo, está definido como el peso de la muestra, sobre su volumen. Si se tiene una figura regular de muestra, se puede hallar su volumen con las medidas de esta figura, y por geometría, sacar el volumen de suelo que hay. Si por el contrario, no se cuenta de una figura geométrica pareja, se debe llevar a otros métodos, por medio de los cuales con el desplazamiento de agua, al meter este suelo en un estanque llena de esta, se puede llegar a calcular el volumen de la muestra. Con este método, se debe tener en cuenta de que al suelo no del debe entrar agua a su interior, porque de lo contrario, estaríamos alterando los resultados. También hallaremos el peso unitario seco, el cual se define como el peso seco de la muestra sobre el volumen de la muestra, pero como tenemos el porcentaje de humedad de la muestra de suelo, podemos hallar el peso unitario seco por la relación entre el peso unitario húmedo sobre uno mas el porcentaje de humedad sobre cien. Procedimiento: Primero se halló el volumen de suelo que teníamos, el cual lo hallamos tomando el promedio de sus medidas, las cuales eran altura, y diámetro, ya que era un cilindro. Luego se procedió a pesar la muestra. Con este procedimiento tenemos todos los datos necesarios para hallar el peso unitario del suelo. Cálculos: Se tomaron tres diámetros en diferentes partes del cilindro, dentro de las cuales hubo dos mediciones. En el punto A tenemos 57.0mm, 57.2mm, promedio 57.1mm En el punto B tenemos 56.7mm, 56.7mm, promedio 56.8mm En el punto C tenemos 55.9mm, 56.6mm, promedio 56.25mm De estos tres datos promedios, hacemos el promedio, dándonos el valor de 56.72mm, el cual escogimos como el valor más aproximado al promedio del diámetro del cilindro. Hubo tres mediciones de la altura, las cuales fueron 98.5mm, 98.4mm, 98.5mm, lo cual nos da un promedio de alturas de 98.47mm De esta forma ya podemos hallar el volumen del cilindro, siendo 248809.1019mm cúbicos. El peso de la muestra dio un valor de 491,5 g.

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Por lo tanto al dividir el peso sobre el volumen, me da un valor de 0.00197541 g / mm3, lo que es igual a 1.975 Kg/cm3 El peso unitario seco, lo podemos hallar de la siguiente formula: S = Peso Unitario Húmedo / (1+ Humedad/100) Siendo: S = 1.975 / 1+.2563 = 1.572 Kg / cm3 Ensayo de Peso Específico Mediante el estudio de esta práctica se evaluara el peso del volumen absoluto de la materia sólida del agregado. Siendo este el factor que se usa para la determinación del volumen que ocupa el agregado y el concreto. Formulas a Utilizar 

P. E = W1 _.

Wa+ W - Wp Dónde: P. E = Peso Específico W1 = Peso de la muestra Saturada con superficie Seca Wa = Peso del picnómetro lleno con agua Wp = Peso del picnómetro con la muestra y el agua hasta la marca de calibración 



P. E = W .

Wa+ W - Wp Dónde: P. E = Peso Específico (Saturado con superficie seca) W1 = Peso de la muestra Saturada con superficie Seca Wa = Peso del picnómetro lleno con agua Wp = Peso del picnómetro con la muestra y el agua hasta la marca de calibración.

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Métodos directos Son métodos que permiten conocer las características de un sitio mediante la observación directa de las características del suelo y las rocas.  

Pozos a cielo abierto: Excavaciones realizadas desde la superficie en sentido vertical de profundidad variable. Es posible ver la estratificación del suelo y la profundidad a la que se encuentra la roca sana. Trincheras: Excavaciones de poca profundidad y alargadas. El objetivo es realizar un perfil geológico continuo del terreno.

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Túneles o socavones: Excavaciones lo suficientemente grandes para que un hombre pueda trabajar dentro de ellas. Son horizontales y alargadas. Se utilizan principalmente en obras subterráneas y presas.

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Perforaciones: Proporcionan información acerca de la composición, espesor y extensión de las formaciones del área, así como de la profundidad de la roca sana.

Métodos indirectos 

Fotografías aéreas: Tienen como base la interpretación de fotografías tomadas desde aviones o satélites. Tiene la ventaja de reconocer grandes áreas en poco tiempo. La desventaja es que se necesita complementar el estudio con otro método directo.

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Gravimetría: Aprovecha el hecho de que los grandes estratos minerales que se encuentran en el subsuelo tienen la capacidad de aumentar la aceleración de la gravedad de una región determinada.

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Magnetometría: Utiliza el principio que los distintos elementos que componen el suelo producen distintas perturbaciones del campo magnético de la tierra. El ejemplo más significativo es el hierro.

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Geocísmico: Mediante detonaciones de cargas, se provocan pequeños sismos que originan ondas elásticas, longitudinales y transversales que se registran con geófonos. Esto permite determinar la velocidad de propagación de onda. La magnitud de la velocidad nos indica qué tipo de material se encuentra en el subsuelo.

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Eléctrico: Se aplica una corriente eléctrica al suelo por medio de electrodos; su principio se basa en que las variaciones la conductividad del subsuelo alteran el 14

flujo de corriente en el interior de la tierra, lo que ocasiona una variación en el potencial eléctrico que determina el tamaño, la forma, localización y resistividad eléctrica de los cuerpos. 

Radiación Gamma: Se basa en aparatos capaces de captar los rayos Gamma que son emitidos por algunos isótopos de elementos como el Potasio, Uranio y Torio.

Tubos de pared delgada (Shelby) El tubo de pared delgada o Shelby es un tubo liso afilado, usualmente de 7.5 a 10 cm de diámetro, que se hinca a presión para obtener muestras relativamente inalteradas de suelos finos blandos a semiduros, localizados arriba o abajo del nivel freático (Comisión Federal de Electricidad, 1979). El efecto de la corrosión en este tubo puede dañar o destruir tanto el tubo de pared delgada, como la muestra. La severidad del daño está en función del tiempo y de la interacción entre la muestra y el tubo. Se recomienda que los tubos de pared delgada lleven algún tipo de revestimiento o capa protectora. Cuando el tubo vaya a contener la muestra por más de 72 horas éste debe llevar capa protectora y el tipo de capa debe ser especificada por el ingeniero o geólogo. Esta capa depende del material a muestrear. Estos recubrimientos pueden incluir una capa ligera de aceite lubricante, laca, atóxico teflón y otros (NMX-C431-ONNCCE-2002, 2002). Para iniciar la exploración se debe colocar el tubo muestreado de manera que a parte inferior se apoye en el fondo del barreno. Avanzar el muestreado sin rotación con un movimiento continuo y relativamente constante. Determinar la longitud de avance por la resistencia y condiciones de la formación, dicha longitud no debe exceder de 5 diámetros a 10 diámetros del tubo en arenas y de 10 diámetro a 15 diámetros en arcilla (NMX-C-431ONNCCE-2002, 2002). Cuando la formación sea demasiado dura para insertar a presión el tubo de pared delgada (Shelby) se puede utilizar el mismo tubo pero dentado, cuyo principio de inserción incluye presión y rotación, o en caso necesario el barril Denison que opera también a presión y rotación pero que implica una mayor alteración en la muestra (NMX-C-431-ONNCCE2002, 2002). En ningún caso debe ser mayor la longitud de avance que la longitud del tubo muestreado menos una distancia para la cabeza del muestreado y un mínimo de 7.62 cm para cortes. El sondeo debe avanzar en incrementos para permitir el muestreo intermitente o continuo. Los intervalos de prueba y su ubicación son estipuladas normalmente por el ingeniero de proyecto. Típicamente, los intervalos seleccionados son 1.5 m en estratos homogéneos con ubicación de la prueba y el muestreo en cada cambio de estrato (NMX-C-431-ONNCCE2002, 2002). 15

Se debe retirar el muestreado con precaución a fin de minimizar las alteraciones de la muestra. Después de remover del tubo la cabeza, se debe limpiar el azolve hasta encontrar el material sano y se debe medir la recuperación de la muestra dentro del mismo, sellar el extremo superior, remover por lo menos 10 cm del material del extremo inferior del tubo y sellarlo, el material removido de ambas partes sirve para la descripción e identificación manual-visual del suelo, para anotarlo en el registro correspondiente, con la longitud de la muestra recuperada. Preparar y colocar las etiquetas y marcas necesarias para identificar las muestras (NMX-C-431-ONNCCE-2002, 2002).

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CONCLUSION Nos pudimos dar cuenta que todos los ensayos se relacionan, así nos sirvió el porcentaje de humedad, para poder hallar el peso unitario seco de la muestra, sin tener que haber secado más suelo, y hacer un procedimiento más largo. Hay que tener en cuenta al meter al horno un suelo, que el material que este compuesto, no se disgregue con el calor, no se queme, o en fin que no pierda peso el material sólido del que está compuesto, para que los datos del peso del suelo seco, sean los verdaderos. Con el porcentaje de humedad, nos podemos hacer una idea de que tan absorbente puede ser un suelo, y además de que tanto espacio vacío tiene. La gravedad especifica de un material, nos permite decir qué clase de material puede ser, teniendo en cuenta su peso, ya que es una relación de pesos del material.

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BIBLIOGRAFÍA Informaciones extraídas de las siguientes direcciones web: 

http://www.fisicanet.com.ar/fisica/termoestatica/lb01_densidad.php



http://html.rincondelvago.com/agregados.html



http://es.wikipedia.org/wiki/Geof%C3%ADsica_aplicada



http://expsuelos.blogspot.com/



http://html.rincondelvago.com/relacion-volumetrica-y-gavimetrica-de-lossuelos.html



http://apuntesingenierocivil.blogspot.com/2011/03/ii-ensayo-delhidrometro-materiales-y.html

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