Formulario Suelos v3t3z

FORMULARIO DE MECANICA DE SUELOS

VOLÚMENES

PESOS

Va

Aire

0

Vw

Agua

Ww

Vs

Sólido

Ws

Vv V

W

CUADRO DE CASAGRANDE I.

Relaciones Volumétricas

 INDICE DE POROS ú OQUEDAD (e) Vv e = ----------Vs

Varía de 0.25 < e < 15

0.25 : Arenas muy compactas 15 : Arcillas altamente compresibles  POROSIDAD (n) Vv n (%) = --------- * 100 V  GRADO DE SATURACIÓN (S) Vw GW = S (%) = ------ * 100 Vv II.

Varía de 20% a 95%

Varía de 0% a 100%

Relaciones Gravimétricas

 CONTENIDO DE HUMEDAD(W) Ww w (%) = -------- * 100 Varía teóricamente de 0 a ∞ Ws Arcillas japonesas: 1200 % - 1400 % (excepcionales) México: 1000% (Sureste del país) 500% - 600% (valle de México)

FORMULARIO DE MECANICA DE SUELOS  EL PESO ESPECÍFICO (peso unitario de una masa de suelo), es la razón del peso de la masa del suelo al volumen de la masa del suelo, se expresa en g/cm³ ó kg/m³. W γ = ----V El p.e. del agua es γw = γο = 1 g/cm³ ,γw = 1000 kg/m³ ,1Ton/m³,62.4lbs/pie³  EL P.E RELATIVO DE UNA SUSTANCIA, es la razón de su peso al peso de igual volumen de agua.  PER DE MASA (Gm): γ W Sm=Gm = --------- = ---------γw Vγw  PER DE SÓLIDOS (Gs) ó Gravedad Específica: γs Ws Ss= Gs = --------- = ---------γw Vs γw

FORMULAS REFERENTES A DIVERSOS ESTADOS DEL SUELO a) Suelos Parcialmente Saturados Si asumimos que Vs = 1 u³. De Ws Gs = ---------Vs γο De

De

Ww w = ---------Ws Ww γ w = γο = -------Vw

Ws = Gs Vs γο = Gs γο

Ww = w Ws = w Gs γο Ww w Gs γο Vw = -------- = -----------γο γο

FORMULARIO DE MECANICA DE SUELOS Entonces: Vw = w Gs En el cuadro de Casagrande, tenemos:

e–w Gs

Aire

0

w Gs

Agua

w Gs γο

1

Sólido

Gs γο

e 1+e

Gs (1 + w) γο γ = -------------------, 1+ e

Luego:

Gs γο (1+w)

w Gs S = ----------e

b) Suelos Saturados En este caso: S = 100%, Vv = Vw = e De la misma manera que para suelos parcialmente saturados, Vs = 1 Ws = Gs γο, Ww = γο Vw = γο e El cuadro de Casagrande queda definido: e

Agua

e γο

1

Sólido

Gs γο

(Gs + e) γο

1+e

La densidad saturada: (Gs + e) γο γ sat = -------------------, 1+e

e = w Gs

FORMULARIO DE MECANICA DE SUELOS c) Suelos Secos En este caso: Ws = W, Vv = Va = e

e

Aire

0

1+e

Gs γο 1

Sólido

Gs γο

La densidad seca ó densidad de campo se expresa como: Gs γο γd = ----------- o γd = γ sat 1+e 1+w

γd=

ws vm

d) Suelos Sumergidos Los suelos sumergidos están ubicados por debajo del nivel freático. Todos los suelos sumergidos son saturados (S = 100%, Vv = Vw). Se diferencian de los suelos saturados, debido a que sobre ellos actúa el “EMPUJE HIDROSTATICO NETO”, que es el peso en agua del volumen desalojado por los sólidos. G ’s = Gs – 1 (p.e. sumergido de sólidos) G’m = Gm – 1

(p.e. sumergido de masa)

γ ’s Si G’s = --------γο Luego:

γ ’s = G’s γο = (Gs – 1) γο

γ ’s = Gs γο – γο = γs – γο También:

γ ’ = γ sat - γο

De la fórmula de suelo saturado: (Gs + e) γο γsat = ---------------1+e (Gs + e) γο Gs γο + e γο – γο - e γο γ’ = ----------------- γο = -----------------------------1+e 1+e

(Gs – 1 ) γο γ’ = --------------1+e