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M'RC ,mTlS DE NRO. I1rUHl{CL-}l

SUELOS iW' \~(.

Torno I

Fundamentos de la mecanica de suelos

...../-~-'-.-j- t>, ',.

'.-' -,> Tercera edici6n ".",",

L. ,._' "'''"

'\ , ---~~-~.:.- EULALIO JUAREZ BADILLO

ALFONSO RICO RODRIGUEZ UNIVERSIDAD CATDLICA DEL NORTE

111/111111111111111111111111111AN00011744

BlbllotecB Antofagasta

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:::DITORIAL LIMUSA.

EXICO E5PAI\IA VENEZL'ELA ARGENTINA COLOMBIA PUERTO RICO

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Eu~'1,--,.J S..J',r:r".L ~nY'L.dJ1 1R,,!;/'l !l~",nML.b ueu~ 6,,'1\.,1 ~ i": "''''Cil1u'1''i,., rUHu 1.'1DSb~1 Prologo 0 In segundo edicion

Es muy sansfnctorio j);lra los autorcs dr- (',Ll obra abordar la tarca de cscribir u n pcqueuo prologo para 1:.0. Scgunda Edicitin de su Volumen I; en el lapse rclativamentc corto qll~' llcva de videl, cste volurnen h,1 visto dos rchnprt-sionr-s y ahara ve nueva luz en forma corrcgid;"\ y li~~er.lmcntl; aumcntnda. Esto indica que no In side pcqucfio el nuutero de colcgas y csturli

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Pr%go a fa tercera edicio"

Los aurores present:m con fl'ucha satisfaccicn, esta tercera edicion del vclumen I de su Mccanica de Suejos. 51" ha aprovcchado cite nuevo moj6n en b vida de la cora para procedcr a una nueva actuali7..1ci6n que, ba!icamcntc, consistc en cl afiadido de un conjun to de pr()S\I>ma~ resuelros 't problemas propuestos, que se agrupan por tenias en anexos al final de cada Capitulcj con esto se s3tj"faCCTl numtJ'OS,15 dema:1das y sugesticnes de profcsorcs y alumnos y, scgurilmente, so refuerza Ia accion diJ;ictica del libro. i\dcn~.-ls y esto no lOS menos importante, se complemen tan [Hucha ]05 rcmas rclar.vos a rcsistcncia, compresibilidad y rel aclones esfucrzo-dclormncion de los sur-los, tanto cohr-sivos como granulares, incorporando todo un conjunro cc hechos importautes que. ha proJJorcio\l3.do la invcstigacic'n de los till;llla.~ ,0 o 12 arias.

P;Ha rode 10 anterior, ~lJt:IIl5.~ de intcr2:\lar nUI'Vl! informacion en el antiguo tcxto, se Ira afiadido rode un nuevo Capitulo.

La lcrcera eJic'Dn mau-a ('1 momence ell qnc [a abo. pasa a set munejada per L, Editorial Luuusa, S. A., 10 que reprcsmt;J. para los autores 11'1.'1. situarion bien vcnida, plies conoccn la cornpctcncia y cspi:"itu de scrvicio J(. csta OIi!:lO'Wli\',n.

Espcr.uuos que ell la forma en ~uc nhcra ~c p-cscnta. cstc volumcn pucda wgl\ir sicnrlo de utlllrjad pilla los profcsores y alumnns de las cscuelus de in)!rniCiia d(' Mexico y del mundo J'_' lmbla cspJ.ilob,

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10 PI61"g~ de 1. o"t",...

1 texso t;U!J1C d jiTognl1l(1 ~I'ulr:r de la Fa(J./Uad de Ingmierfa de fa UnivcrsidHd l\'or;or:Il[ .11101111"'" ,'11 .w cicl o jJtnJnional y', en 10 'ef rrente a 'Teoria, tambicn c! prograJlw dJtrl"'jJonrlicule (1( nn.cl de fa JI(lc:itda en IlIge!!inia 01 'II HlI!iIl. (.rrdj"'I"rrnlle. Ab,ail! fa; oceiian :as cue se imparln' I'll :0" C':.llf,Jr de Crrjm,-i'(j(i(ni orgcniiad-rs li(" III ,')'cuetari" ,ie Obras P,i!)h,(].r J' j')J l.1IJ>'U {I'rr,.'jJnnrlicnJ,-s II la F.J!'u:iali::(lci6n I'll VI/lJ Terrestrcs, tal (UI110 /0.' 11(11(" progranvados fa Divisi67l (rei J)enlo-ado de I" F(l[lJ[wc{IItcnrianad".

Hemos n atodo de set.arar 10; r/iJnl'rlto 11/0(;(5 de CnSi"ldn:a en !HTIIG clara, [icrc a 10 ,-'c:; liM f~" gllrndo ci pr.Jj,(;silu de ,,/rear at !{(;10l 111.' tcdo cohcrcruc qrlt' (/'> {I' !'uf ncencioues de los SerrOTes ingellieros J':I.I'icr Ilcrros Sierra, SCClel.lJ"Ut'Los seilorl's ingl'llierm I,[llacio A\'ilb; ~lfll:' !r,'cil:rHl'llJl'ull' cido}, ,Tu''IIl DUI;\:l Romano y Rorlolfo Fi'li\ Y"ldl~:;., conslitllycntes dc' la Comision Editorial de la Sccrelaria tiC Ol.'ras r\l\)lic,-t~, rnis1\ ,1o, d, did',a Dirt'ccic.ll, apoyaron ('n L"do lIlQIH'nlr; c~la oura, contribllY":lc1Q

gran mer,ida a su logrn. Los senores jllg~ni'To ROlllC(j Enri'[l\('z I\odriglwl y ~r. I'll Illg, l,ui~

L Agllirre l\-knch3G\ diclull )1'\ly \a!i,,",,:s "pit',lune;; p:tl:1 h ,!,.I'('l,L,i{>1t cie los pl'Ocec.Jimielllos dl' pnw),as lie L,I!J('I'II,'rir, !J\l(' !>-I_' 1Jt('-,')'I:lJI rll d;verso~ Anrxos, T;Jmhien I';]!l ~i,Ju Iltiln L, '11~('SliOll!'S de Ins ini'cllil'J'o, ~[anllel .lara L6pC:? )" IlC'ImJ1o del Castillo \ll'jj;l. l'n It) rdl"l'tlllC ,t b e!aboraci611 del Aperldice,

LOl seiiores Dr. en Ing D~lI;iel H"sl'ndi,' f\;\iiicz )' M, en Illg, Je,{Ls Alberro Ar:lfnburu k)L:w

" Ag'''decimienlo

'II tcxto. El scfior David Mendizabal B. realize nlgunas de las fotografias que S{~ incluycn. La senora Sahadi Rucoz tuvo a su cargo Ia tarca de mccanografiar todos 10' originalcs. La dcdicacidn inlatigable de todas cstas personas ha sido (Ina aycda inaprecinblc.

J'or ultimo, especial mcncion mcrecc cl senor doctor ingcnicro Nabor Carrillo que exrremo su gentilcza al nccedcr a escribir una prescnta(j')[1 de este libro.

El;LALIO JVI\REZ BADlliO

ALFONSO RIco RODIUOUEZ

Preiacio

Po, ~I Dr. AADOn CAfWILI.O, 'x rcctor d~ fa U""'ruirlad A'a~IC'"al Au/6n:Jma d, '\/i.,;(o.

Estc cs eI primer libra que ~' publica I'll Mexjco sabre Mecanic.r de Suelos, Es para mi un honor que los ,lulores me hayan pcdido que escriba las palabras de introduccion. Quier("/) p;lbbra.> di-igidas a los estudiantcs que par primera vez se ascma a estc campo fascinantc de Ia ingcnierin, pal;lbras lambien para quicncs usanir, el tcxto en pes, quid, del doctorado, y palabras c1irigjcbs para todos

Los suclos SOIl el mas vir-jo material de consuuccion y r-l mas complejo. Su variednd es cnorme }' SU, plOpied,'\rJes, variables en r-] ncmpo }' en el cspacio, son dificiles dl: cnl(~Il(ler }' de medir, A pcsnr de csto, antes del siglo xx no sc hizo un CSfUtlZO slTio para atacar ciemific.:l_ mente el estudio de la Mccanica de los Suclos,

Ser-ia injusto, sin embargo, dcsconoce- Ia actuacion aislada de hombres de gran sensibilidad e inspiracion que mcrccen cl titulo de pr('_ cursores de Ia Mcc.inica de Suclos Un cjcrnplo brilbnle ('5 Ale.x;llldre Collin, qUiCll en I!HG publico sus fl':c/u:rc!lc.r E.rpirimclllaies SlIr lcs ClifH:mclllr S/JOrrf(Ju/,- d,'r TCTraills Argil"I1.\ que p.vecc scr Ia priuu-ra obt'a sabre estc aSlllllo COIl filosofia llIodel!];! y con nctubh, 1)('I~pil:aci

,. P",facio

Estc hombre, C5 cl 1>n,fr~Ql' Karl Terzaghi, que actualmen tc, a 105 no afios de cdad, sigoe plQf('~ion..ilmcnte activo. Terzaghi publico en 1925 su Erdbovmeciumik (Mcc.anica de Suclos ) en Virna. Entonces n:l(i6 el termino ahara mundialmentc usado.

Dc cntonccs para ad. ha habido una cvolucion mlly grande y tambien momontos de gran incr-rtidumbre Y dcsconcierto. Dicntilicos y teenlr os han tratado a Ia Mecanica de Suck a vcccs con dcsdcn. "N 0 es una rnma cienrificu, esta Ilona de oscuridaclcs y ell' dificulradcs, de imagenes puramr-ntu empiricas", diccn. Sill cuibaruo, pest a Ltc hostilidadrs r a las incornprcnsiones, 1C ha "consolidado", en

unJv~rsidade" en centres de csrudio e investigaei6n y en oficinas de consulta.

Para 105 jovcncs convrcnc hnce r una advertcncia con rclacion a las egresioncs a la Mrcanir n de Suelos que pucdcu, tal vez oir 0 leer. He sabido que algunos cstudiantcs sc prcguntan si vale la peua cstudiar un asunto que es ran complejo, tan oscuro, tan diliril y, que para muchos ingcnicros no ucnc "importancia practica". ESludie MCC:lniea de Suelos como alnmno ckl prOplO profesor Ten:aghi y de Stl disclpulo mas notable, eJ profesor Artulo Casagrar,de, aetualmellie en la Universidad de lbrvard. Cuando estudic csle tema 10 hice con el dcseo de atender pro bicnlils cle b eiudad de J\fcxieo y otros que interesab:ln a la antigua GJnlisi6n Naeional de Inigacicin, actualmente ScercLlfla de ReeUTsos J-lidd,ulicos.

DCS[lUl'S de allOs de ('sludio, de invcsligaeion y de ejcreicio practieo cOnlo eOll;;ullor el1 Jl,fexico y ['1\ el c",tranjl'ro, y despues de sep:uamle (espero q\le tl:lrl_,ilorj:llllr'rll(j de rita aetivic1acl, quiero decir (]Ill' nun ea m[' he anepl'llLido tic h:ll]('I' in\"l'rlido dos anos Cfuci:lks de 11li \'ida en b ]Tni\"l'nid:ul d'; 1Tarv

i e Prefa ensaY;'U'cllllOS :1 Ull altl!IlllO ell' :-'[cc:lniC;l de Sllc1os. Aiios clesJlucl; lluc

P",faci" I' ... rado" "

Habia una cifra cabali,;tica: Ia que llamaban fatiga de reslstcnria del terrene y esta era Ia misrllJ. para u n edificio que: tuvicra lO X 10 rn de area, 0 que tuvicr3 toO X 100 m. Esto, que en I;) actualidad sucna increib!e a los propios cstudiantcs, 51' nos enscllaba haec apenas 30 afios. No habla ninguna infonnacibn ni ninguna refercncla a las propicdades de los mantes profundos del subsur-lo. Las caractcristicas de Ia pic! so suponian suficientcs par:'! garantizar ln cstabifidad general de una consrrucrion Pe[(), poI' supucsto, en todas ]

" ,...facio

Vay a rerminar con una reflexicn final de alTa naturale-a. Hace un ana record paises de Asia, Europa y America. No me sm-prendio cncontrar til muchas partes incomprcnsion 0 dosconcio-ro COil relacion a [a Mecanira de Suelos. Falta de informacion Pero sl me sorprendin, I gratamentc, encontrar en Hong Kong, en Pekin, en Estambul, en Esrocolma, en Londrcs, y en Sao Paulo Y Bueno- Aires, ver dadcros apo5tolrs de la Mecanica de Suelos En cadena se me abrian las pucrtas de una fraternidad de amigos. Y descubri ell codos 1:505 ingcniercs, ,ldcma" ~ una misuca coruun. Vj goe todos rcalizun UIU tarcu dcsintcresada de prornocion de la Mecanica de Suelos. Sc nota en todos los rumbcs del planera Ia iniluencia de un gran hombre que es, sin duda, cl corazon de 13 Mecrinir a de Suelos. Arthur GH3grande, cuya influencia co este primer texto mcxicano es evidente. Primero como disclpulo predilecto y devore del maestro Terzaghi; despues como profunda investigador y consultor, y, finalmente, como profesor extraordinnrio, como maestro autentico y generoso cuyo scntido de responsabilidad hacia SU5 disci pules dcsborda los cauce~ establccidos, Casagrande ha dado alma ;1esta nueva rama de la cicncia. Si a Ia Mecanica de Suelos se debcn presas de tierra de alturas sin precedente, a ella se debe tambien que en Harvard hap surgido un prolescr de ciencia que riene statura humana exrraordinaria.

La perscnalidad de Casagrande es un estimulo y una garanlia para quicnes abrazan la cspecialidad que rrata con cl material que conjuga a dog de los cuatro elementos. de la naturaleza que fascinaron a los hombres de antes y siguen Iascinanclo a los hombres de hoy. La tierra y el agua.

NAIlOR G"'RRJU.O

Contenido

Pagina

Prologo II. la scgueda cdicion 5 Prologo a III. tercer-a etlicioo 7

Prologo de los anton's 9 Agradecimil'"lllo 11

13Prefacio 27lntrodoectou .

Capitulo I. Suelos . Origen y formacion. l\lincralcs eousfiturivos

I-I. Convritucion inlcrna drl globe rcrrcsrtc 3J 34r -2. S"c!o 341-3. A~entc, !o:"."",r"dorn de ~uelc"

I-I\-. Suclos r~.,idLlaks y Iran'pGnadoJ 35 r J. Millcralu co",liLlivos de 10; sad,,> grLL~")'; 37

j)1-6. MJn~r.lles con

Cotll.nido"

Conl.nido

" I':i!'(lna III-7. Peso espccifico ,CCO y '.It~r,"dn Pagin'"

.':onIII_H. SlIdol ~'jm~rgidos ,')11 A,,(x(. VI" Melod" ,k pnLcba para la dtlerr.:....,aciun de los Jimite,'Anel'o TIl-a. Vari,Hi6" del contenido t.I~ """~ con b (crnpcr"tllr., Lk d~ pletor,,_, 'Ill

,. Cont.I1Jdo ConloonJao "

Pagina Pagina X-Anuo

Ane1D xu-e.

XII~.

Prceomoliojaei6n indueida. en prutba. de compresion triaxial rapidas-consolidadas

Nocione~ sobre las caracteeisticas de esfuerzc-deformacicn 452

horiz

.. Con"'lIldo

Pigina 567XIII-9. Relaciones clfueno-ddormaci6n en arenas 570XIII-IO. Resistencia de las arenas .

Cepirulo XIV. Compectecioe de los. euelos 575XIV-I. Introducci6n . 516XIV-2. Pruebas de compactaci6n .

XIV-3. Otros Iactores que inllujen en la cornpactacion de los salsuelcs

XIV-4. Comentaeios adicionales sabre [a compacraci6n de 103 583suelos "Iricclonantee" y "cohesivos" . 593Anexo XIV-a. Prueb:u de cosnpacteclcn .

Anexc XIV-b. Comideracionea sobre el signilicado de los 1ft-minos "j,u

medad optima" y "peso especllico secc maximo" . 597 Problemas relatlvos al control de compacbci6n de campo

600Anello XIV-c. por medio de pel0 espedfico leeo . Anexo XIV--

" Inl.ocluI~"

rias matematicas para representar los fenomenos fisicos eon que tiene que vel' c! ingcnierc ; reortas !lluy meritorias gue perrnitieron consrruir con mayor criteria y rigor que nunca antes, pem aclolescentes todas de un misr-io defecto ccmun: las hip6te:;is aceptadas, que no represenrabnn Inns que aproxiu.adarnente, a veces burdamente, a Ia realidad. Son las teorias del "acero elao.\ico" y del "concreto elastica", en las que las propiedades mecrinicas de esos marerialcs se descrtben en Iuucicn de d05 "alores numeriros precisos : el rnodu!o de elasucidad y J;] lr~isleocia a 101 ruptura. Las desviaciones del comportamiento puramente elastica del arero 0 del cor.creta, 0 sea los fen6menos de deformaeion inrlistica, es, curriuiiemo pldstlcc y faliga eran practicamente desconoeidas y nunca tcmadas en cuenta. La experimentacion como metoda de ilwestigacian estaba en crisis ante el puro eafuerzo intelectual del investigador, no siernpre ruidadoso de la concordancia con Ia realidad.

EI siglc xx trajo consigo una revision de 1a metodologia ingenieril. Europa y America al unlsono buscan nuevas rutas a la invesrigacion; nace on movimicnto renovador basado en un empirismo sane y 51' some len sistematicamente los resultados de la elaboraci6n teorica a comprobacion con la realidad ; aparecen los intentos, de tanto futuro, de buscar el verdadero comportamiento de una estruetura en eI estudio del rnoelelo representarivo , se aplican cada vez mas a la ingenierla los logros de la Estadistica y, en general, se respire una definitive tendeneia de buscar, no la ingenieria de lapia y papel, sino la de campo, la real, la que transfonna naciones y las haec mejores.

Tarnroco la anterior tendem:ia de la tecnica esta dlvoreiada del desarrollo general de la Cienda Flsica, de la que es aplicaci6n; el siglo xx Hal' tarn':Jien tendencias renovadoras en 1'1 campo de 1a Fisica General y una bt'isqueda sistematica de la realidad, aun a traves ele la teoria mas cornpleja,

En esta epoca de transici6n nace en forma general la Mcc:inica de Sucios. Sirmprc resulta arricsgaclo atribuir a la obra de un hombre cLialquicr logro de la ciencia, pem en este caso parece bastante justificado mencionar antes que nada el nombn: del hombre que ha hccho lJOsibJe cl nacimiento de esa parle de b ing-C'.uieria, como fundador y gura, eI nombre (:1'1 Dr. lng. Karl Terzaghi.

En 1925 con la aparici6n en Viena ell' su ya chisico Erdbaumechanik Terzaghi dio a la luz Ja primera pub!icaci6n en que en fnrHl:l. _~i.~Tematica se da una intcrpretacion tic-nlifita al suelo como material ingcnieril. Ilustre ge6logo, dislinguielo consultor de ingc-nieria, investigador compIeta, mac'sll'O emerita. Ter:ngb ha marcaelo rlesde ..ntOllCe~ la !l;luta ;'1 scgllir en el desarrollo de la ciencia novel. All:l hoy, ya cn !:J. ancianidad ocupa acL'vamente sus cargos academicos y dc consulta en la Universirlad ele Harvard, cn los Estados Unidos.

Para definir la Mecanica de Suelos, no se ocurre nada mejor que rccurrir a1 mismo Terzaghi, quien en su lib,o Theoretical Soil A-fecha.Hies di.ce: "La. Mecdnica de SuelO! n la lIpli,acioll de [as l~yt'S de !a Muam'clI y itl HidrauliCtl tl 10J prob{emtlJ de ingenierftl que trattlrl con

1"'Muccion "

MdimmttH y olraf acumulo.ciones ItO consolidadas de particulas JolidaJ, producidas por la: desintegracion rneoinica 0 descomposicion quimica de las rocas, in dependietuemerue de que tel/gart 0 110 contenido de materia

,

orglinira.") La Mecanica de Suelos incluyc : a) teorias sobre 1'1 comportamiento

de 105 suelos sujetas a cargas, basadas en simplificaciones necesarias dado I pi actual estado de [a tccnica; bJ luvesugaclon de las propiedades {lsi

cas de los suclos renles, y c) aplicaci6n del conoomiento te6rico y em

pirico a los problemas practicos.

r Sin duda cl gra..rl merno de Terzaghi como iniciador y orientador

de la Mecanica de Suelos, consiste en su continuado y sistematico esluer. zo por darle a esta una fundamentaei6n emplrica, que haga coneordan

I,

tes los conccimicrrtos adquirldos con la realidad de las obras. Es en gran parte por su influcneia por 10 que los metodos de invesrigacion de Iabora

I rorio Iiguran en la rutina de Mecaniea de Suelos quiui en mayor proper

cion que en ninguna otra pane de la Ingenieria Civil. Semejante criterio debe verse como decisive, pues en los suelos se tienen no 5610 Ios p-oole

mas soslayados para acero y concreto) y exagerados por la mayor eomplejidad del material, slr;o owes emanantes de su tremenda variabilidad yI del hecho de que los procesos naturales que produren los 5UelOS estan tctalmente Iuera del control del ingenfero, a diierencla, relativamente, de 10' prccesos industriales que producen 105 restantes materiales de construcci6n.

La anterior no debe de interpretal1ie como una censura 0 menos pl"O!>Cripci6n de los mctodos de investigaeian te6rica en Mecanica de Sue_ los. La c1ucubraei6n tiene su lugat en csta nueva ciencia como en cualquier otra, pero canalizada y sin perder de vista 1m fines de Ia tecnica. Pero cs ohvio que euanto mayor sea el aeervo teorico elisponible en la Metodologia de la Mecanica de Suelos, mayores seran las posibilidades de adquirir conocimicn:o fundamental al respecto. La cucsli6n no f>.~, ni rnnchu menos, de prohibici6n de teoria pura, sino de criterio de aplicaci6n de tal teo ria. Lo anterior esta lntimamentc ligado con la cuesti6n del factor de seguridad a elegir en una obra. concrcta.

Pur resumir brevemente poelria decirse qlle en Meeanica de Sudos, segun la tendencia actual dcbida sobre todo a Terzaghi, la teoria va dcspues y no antes que 1a jllve~tigaci6n dc !as propiedades reales

"

" lnlro_M~"icQ, 1956.Theorclicp! S

I Suelo$' Origen !I tormac/on: minerale$ con$titutiuo$

1-1. Coo81irucion interne del gtobo teerestee

En un esquema simplista, cl globe terrestre esta constituido, primeramentc, por un nucleo forrnado predorrnnantemente por compuestos de hierro y nlquel, Sc considers, al peesente, que la densidad media de este ncclec es considerablamenta superior a 101 de capas mas superlicialea; tambien puede deducirse, del estudio de transrnisidn de ondas sismicas a ~u tr aves, que el nucleo carecc de rigidca y esta caracteristica ha indu, cido ala mayorla de los invcsugadores a juaqarlc Guido; existe Ia opinion, empero no subciemememe comprobadu, de qllP~ \IDa zona en tomo al Centro del Planeta {sobre UDOS J300 km contra 3,400 kin de radio de todo cl nucieo] posee aJt~ rigidcz, por 10 que debera scr cousidcrada solida, en vel UC flulda. Un manto fluido (magma) rodea aI nucleo.

'Envolvicndo al manto mcncionado sc cncueurra la cIJTleza terrrstre, capa de densidnd dccrecicntr- hacia [a superficie, formada sobrc todo por silicates, Esta capa, de cspcsor media 30-40 km en las platafomJlls (O)l\inmtales, esta constituida por gmndcs rnasas hcterogdneas cou dcpresiones ocupadas por los mares } occanos. Tada esra c:mtna se encuentra aproximadamcnte en estado de balance isostatico, flotalldo sobre la magma rcrrestre, mas dense. La separacion entre la parte fluida )" la corteza que la envuelve sude considcrarse abruprc, antes que gradual (dlscominui, dad de Mohorovicic).

Suprayacicndo a Ia corteza rcrresere prcpiamente dicha, existe una pequcfia capa, lcrmada por la disgrcgaclon y descomposicion de StU .~Itl~:mos niveles , esta pequefia palinOl del Planeta, es el ruelo, del cual ~. V

.i

" Moc""ICG d. Suel

[2. Suelo Es comun creencia Ia de que el s.rclo es un agregado de particulas

organicas e Inorganicas, no sujetas a ninguna organizacion. Pero en realidad se trata de un conjuntc con crganlzacion definida y propiedades que varian "vectorialrnente". En la direccion vertical generalrnente sus propiedades cambian mucho mas rapidamentc que en la horizontal. El suelo tiene frerfil, y este es un heche del que Sf haee abundante aplicaci6n.

"Suelo" es un termino del que hacen uso diferenres profesantes. La interpretacion varia de acuerdo con sus respectivos intereses. Para el Agronomo, por ejemplo, la palabra se aplica a Ia parte superficial de la corteza capaz de sustentar vida vegetal, siendo esta interpretacion demasiado restringida pam el Ingeniero. Para el Ge610g0 es todo material intemperizado en el lugar en que ahora se encuentra y con contenido de materia orgsnice cerca de la superficie ; esta definicion peca de pareial en Ingenleria, iJ. no tomar en cuenta los rnateriales transportados no intemperizados posteriormente a su transporte.

Para los fines de esta obra, [a palabra ~nta todo~ .!!Iaterial terroso, ~sde un reltenQ de dl:seerdicio, .h~!iLMnhcas"'parcial; _~nte c~~as~itas suaves,;,. Quedan excluidas de la definicion las rocas sanas, igneas 0 metam6rficas y los depositos sedimentarios altamonte cementados, que no se ablanden 0 desintegren rapidamente por acci6n de Ja intemperie. EI agua eontenida juega un papel tan fundamental en el comportarniento mecanico del suelo, qne debe conslderarse como parte integral del mismo.

1-3. Agenlt8 generadoTee. de melos \ ! La corteza terre.stre es atacada principalmente por e1 aire y las aguas,

siendo los medim de acd6n de eslas sustancias sumamente variados. Sin embargo, en ultimo analisis, todos los mecanismos de ataque pueden incluirse en dos gropos: desintegraci6n mecanica y descomposci6n quimica.

EI termino desintegraci6n mecanica s~~[iere a l.!l jnte!!!-p!,-ri~,,-i9J1 si.e~~~"p"or ~~;tei]sfcos;-tafescomo cambios peri6dicos de ""temperatura, acci6n de la congelaci6n del agua en las juntas y grietas de las rocas, efectos de organismos, plantas, etc. Por eslos fen6meno! las rocas llegan a fonnar arenas 0, cuando mucho, limos y s610 en casos especiales

aITilla~. Par de~~9mpo~ici6!l....-.9.-~i~3~ ~':.~tJ.efJge_Ja".~cci6n de agentes" que

atacan las rocas -modificando su constituci6n m.inera16gica 0 quimica. El -principal "agente es, deSd~ luego;ei-agua y los mecanismos de ataque mas

, -" importantes son la oxidaci6n, la hidrataci6n y la carbonatacion. Los efectos quimicos de la vegetacion juegan un pape! no despreciable_ Estos mecanis ,

c, mos g-eneralmente producen arcilla como ullimo producto de descomposi !,ci6n. Todos los efectos anteriores suelen acentuarse con los cam bios de Itemperatura, por 10 cual es 'recuentc encontrar fonnaciones arcillosasI,' . I de importanda en zonas humeda! 't d.lidas, mienlras que 30n tipicas de

/I\tll.""I .. (0111111,,11"01 "

zonas mas Iriae fonnaciones arenosas 0 lirnosas, mas gruesas. En los de~iertos calidos, la [alta de agua hace que los fen6menos de descomposici6n no se desarrollen, par 10 cual Ia arena predomina en esas zonas; am los efectos de dclos de terisicnes y compresiones sobre las rocas, productdos por elevaciones y descernos peri6dicos y continuados de temperatura, son los mecanismos de ataque determinantes.

No debe creerse, sin embargo, que las reglas anteriores sean inmutables; la naturaleza suele acruar con una complejidad que desafia cualquler regulacion. Por ejemplo, en palses fries 0 secos pueden existir formaciones ardllosas de impcrtancia, cuando el aporte de corrientes de agua quede en condiciones favorables para constiruir un deposito.

Los euelos deben, pues, eu origen a una tal variedad de causas que excede todo poder de descripci6n detallada. EI resultado de ese concurso de causas, es una inmensa diversidad de tipos de suelo resultantes. Tambien debe notarse que su Iormacidn ha ocurrido a traves de las Eras Geelogicas, tal como sigue ocurriendo hoy; en eonsecuencia, el hombre es completamenle ajeno a la genesis del suelo: solo Ie toea manejarlo, tal como Ia naturaleaa se 10 presenta .

14. Sueloe reeldualee y reanspoetedee Los prcdcctcs del ataque de los agentes de intemperismo pueden

quedar en e11ugar, directamente sobre Ia roca de la cual se derivan, dando as! origen a suelos llamados Tesid'U~I~!~ Pero esos productoa pueden ser removidos del lugar de fonnacion, por los mismos agentes geol6gicos y redepositados en otra zona. Asi se gene ran 91elOS que sobreyacen sobre otros estralos sin relaci6n directa can ellos; a t:5tos suelos se les denomina ~

Existen en la naturaleza numerosos .eg~ dc los cuales pueden citarse como prineipaJes los .E~~sJ el vieE~?, los !~~ y .~r.i~s_~a;g!:,vy.P~ los ~~.! 't las fl:l~:=....~_~:.g~~~~~; estos factores actu~n a menudo combinandose.

La combiilaeion del es~ri;;JentO'cie agu;u en las laderas de colinas y montes y de las fuerzas del campo gravitacional, lonna los dep6sitos de talud, en las faldas de las elevaciones; estos dep6sitos suelen ser hetcrogeneos, sueltos 't predominantemente {annados por materiales gruesos.

EI escurrimiento de torrentes produce arraslre de materiales de gran tamanQ (mayor a velocidades crecientes en el agua), que .'Ie depositan en fonna graduacla a 10 largo de su eurso, correspondiendo los materiaJes mas linos a las zonas planas de los valles.

Los rios acarrean malerialrs cle muy divcrsas graduaciones, deposibndolos a 10 largo de su perfil, segun varie la velocidad de su curso; al ir disminuyendo esta, la capacidad de acarreo de la corriente se hace menor, depositandosc los maleriales mas gruesos. De esta manera el rio trans porta y deplita suelos segl.in sus tamanos decrecientes, correspondimdo las particulas mas finas (limos y arcillas) a dep6sitos pr6ximos a su desembocadura.

__

" M.c6n;tCl d. S".lol

Min.ral.. de suelo dehen su formaci6n al arrastre del viento : el ~ y ~s. Ei Ioess puede definirse Como u~ :?t~, ronsrieuide por una mC do, cancer"" ~ primera est:.i formada por un atomo de silicio, rodeado de euatroJ de oxigeno, disponiendose el conjunlo en fonna de letraedro, tal como ~e muestra en la Fig. I-La. Estos tetraedros se agrupan en unidades hexagonales, sirviendo tin atomo de ox.lgeno de nexo entre cada dos telraedr05.

3B M.canlca Il. Su,lo, Mlouoral.. (on,tllull".. ..

Un esquema de una unidad hexagonal ap::lleu' en la Fig. Lt.b. Las un iclades hexagonales repiriendosc indefinidamcntc, constituyen una reticula laminar.

Las laminas alurnlnicas estan Iormadas per reticulas de octaedros. dispuestos con un atomo de aluminio al centro y seis de oxigeno alrcdc

.. I 5,1,"4 \.,......,/,',

." ,.::.:~,

Mec6.nlca d" 5",.10>

Principles of Enllill~fTinll c,%gy (l"d GtOluhni,s-D. P. Krynine y W. R. Judd -McGraw-Hill Book Co.-195i.

Soil M"ltances, Foundations, and Earth Struclu/f,-G. P. Tschebotariolf-McGrawHill BQ& Co.-1957.

MrcJnica dt! Slillo-A. limene..: SaIM_Ed. Dossat, S. A.-1951. Traill d, MUlmiqllt dts Sols-A. CaqLiQl Y j. Kerise-c-Gauthieec-Villars Editor

1956.

J

/I Fisico-Quimica de las arcillas

~', 111. Geneealldedee

En los granos gruesos de los snelos, las fuerzas de gravitacion prcdominan fuertcmente sobre cuaiesqulcra otras Iucrzas ; por ella, todas las partlculas gruesas ticncn un comportarnlento similar. El comportarnicnto mccanico c hldraulico de tales suelos esL'J. definido por caracterlsticas circunstanciales, tales como In r ompacidad del deposito y la oricntarion de sus particulas individuales.

En los suelos de grano mny fino, sin embargo, Iucrzas de otros upos cjercen accion importantisima ; cllo es ricbido a que eu estes granos, la relaciou de area it volumen alcanza valores de ccnsidcracion y Iuerzas clcctromegnericas dcsarrolladas r n In supcrfieie de los compuestos minerales cobran signilicncion. En general, S(~ estima que esta actividad en la superficie de la particu1a individual cs fundamental parn tamaiios me no

r~~t~!:lic!:~_.(Q~~2 mm}. -----.,---Una de las- teorias masconlUnes basta ahora desarrollndas para cxpii

car Ia estructura interna de los arcillas cs lu que 51.' prcscrnc a continuacion. La superficie de cada partlcnla de SlIelo posee carga clcctrica nega

riva, segt'm se desprende de la estructura ionica arriba drscrita (Scccicn 1.6). La intensidad de Ia earp. depende dr la cstructuracion y COmpoI sici6n de la arcilla. As; la particula atrae a los iones posirivos del agua (H+) ya canones de diferentes elementos quimicos, tales COIllO Na-, K', Ca-', 1-18""""'", Ai....., Fe-t-, etc. Lo anterior conduce, en primer Iognr, al heche de que cada parrleula individual de arcilla se vc rodeada de una. eapa de moleculas de agua orientadas en forma dclinida y ligadas a. su estructura (agua edsorbida ) .

Las moieculas de agua son polarizadas, es decir, en elias no coinciden 105 centres de gravedad de sus cargas negativas y positivas, sino que

" M.. ,II"I

f"l

flllco-OullftlcCI d. los C1n:JIIC10.. " MH6nita d. 5".1o,

lI-a.2. Ne"os secuUdilrio,. Como se ha mdicado.. se conocen por este numbre M]uc110S nexos

que sc cstnblocen entre 185 moleculas y a ellos co-respondcn nivcles de energi en e1 ca'O que a\ agua sc Ie ai'iadieSl' un e\cclrolito; el aumento de iones libres reduce la tendl'nciil de tales iunes a difundirse en el flllido y tiene e] efecto final de rcducir el espesor de la almosfera de adsorci61l. EI csp(>l;or de ciicha atmOsfera se ha estimado en OJ a I mierones en soluciones muy dilnidas y se considera mucho mas pequeno en soluciones concentradas. Se admite que el espesor de la doble

.. Mecd"ltCJ d. Suelo.

Fi.lto-Qul.... ca d. lat Q,lIUQ' ..

capa varia mversaruenn- (on /a raiz cuadrada de la concentraclOn derationes en la solucion y es inversamentc proporcional a la valenciade dichos rationes.

Cuando dos r ristalcs de arcilla queclan suficicntcmente proxlmos uno del otro, sus rcspcctivas atmosfcras de adsorcion se interacciOnan de rna

nera que entre elias aparecc una Iuerza neta de repulsion. Los calculos dcmuestran que la cnergia librr de los sistemas de doble capa numenta

aDeLE CAPA

,,

-" ,::1 ,.'+ , rATIONES , ,, , ,, , .

, ', ,

FLUleD HUlDa .::1 + + ,, ,

,

.., ,, ,

,:: + + + - + .. .j.r+ T' , , ::: ~ + +

= + + o8

" g~",w ..",WW

..-.""

,

-.

Mecolo..lta d. 5...10150

Blbliografla

Soil M"hllni", Foundation. and Ea,11t SUlalllfts-G. P. T~ch~bolarioff-McGrawHill Book Co.-1957.

PrincipiI. of Engineering G,ology and Gfoltd"'lic.--D. P. Krynine y W. R. Judd, McGraw-Hill Book Co.-1957.

A SlI.ld, 01 Chl1.tlg,s in Physical Properlittl of Pulnam $Qil IndllHd by /onj~ SubsliIYlion-H. F. Winterkorn, L. D. Baver y B. B. Moonnan-Proc., H. R. B. Vol. 21-1941.

l I

"' Re/aclones uOlumetrlcas III grauimetricas en los sue/os

1,

1 I Iff-L Feses del suelc. Simbolos y deflnjeieaee ,,,

En un suelo se distinguen tres Iases ccnstituyentea: la s6lida., la liquida y la gaseosa. La rase s6lida esta Iormada por las particulas mineralea del suelo (incluyendo la capa s61ida adsorbida); la llquida por cl agua

" (Iibre, especificamcnte), aunque en los suelos pueden exlstir ceres liquidos de menor significaci6n; la Iase gaseosa comprende sobre todo el eire, si bien pueden estar presentes otros gases (vapores sulfurosos, anhidrido carbonico, etc.). La capa viscose del agua adsorbida que presenta Prepiedades Intermedias entre la rase solida y Ja liquida, suele incluirse en esta ultima, pues r., susceptible de desapa recer cuando el suelc es sometido a una fuerte evaporacion (secadoJ.

Las fascs liquida }' gaseosa del suelo suelen comprenderse en el Valu ml!7J de Vaclos, mientras que la Iase s61ida constituye el Valumen de las Solidos.

Se dice que un suelo es lotalmentl saturado cuando todos Sin vacioe estan ocupados por agua. Un suelo en tal circunstancia consta, como caso particular, de 5610 dos rases, la salida y la liquida, Muchas suclos yacientee bajo el nivel freatico son total mente saturados.

Algunos suelos ccntienen, adem.is, materia organica en diversas formas y cantidades; cn las turbas, estas materias predominan y consisten en residuos vegetales parcialmcnte descompuestcs.

Aunque el cOnlenido de materia organics y las capas adsorbidas son muy importantes desde el punto de vista de las propiedades mecanicas del suelo, no es precise ccnsiderarlos en la medicion de pesos y vohrmenes relatives de las tres lases principales ; su influencia se tcma en cuenta mas Iacilmente en el.apas posteriores del estudio de ciertas propledades de los suelos.

"_--"--'1 _

---

M.ec6"lcQ de. Suelo. 1.la

Mocanle" d. Suel'""

ANEXO III-g

Problemas ilUSlrllliVOB ",_r ~,o;

1. Dados el contenido de agua de uu suelo saturado y au peso -especifico relatlvo de solidos, encuentre el peso especilico de la masa y el

eso es cHico mmer ida esc suelo. Uti lice un esquema en que figuren sOlo las canu a cs conocidas. '., )2. Dados n y w, encontrar s,ipara un suelo sarurado.i Utilicc un,

esquema en que figuren s6!0 Ius cantidade, conocidas.~'J<

Solucion: / Por definicion

'"'"\. W.. ,' w=W

, " ' Si se hace I,j

W. = J w= W'" ademris :

W, V. ~ --lli ~ I. = V. Yo 1')'0

y v _ w...- v.. = !!!.y. y.

Con las cxpresiones anteriores se justifies, el esquema de La Fig. III-g.l.

Voh.tm'fttt PUot "

'l,,", to .'

,, I I /i';'i';

Figura III-If.1. , \,),\ 1"

,~\ , Per definicion

...OClo.... "'.Iu........c". 'f' g.avl..,4Irl, ...

"

= t-,y I +w' Y... " 0

l+\ws." l+w (r.-l)-YD

/". = 1m - )'0 -= IfYo 1+WJ. -)'o=~~

Soluci6n: / J";, Por definicion

n = V. )~) ,( siV.. -=l n = V. --: " " V ' .~ j . por 10 tanto },~I" ~, ' I J V. = 1 - n. / /

EI peso del agua sera " c /::::: '- ~ -) Woo = Vto)'o = n10

--.-- ~--~ j _,OJ .. y el peso de los s6lidos sera 'h -'

, \' . '>J",'r 'J- __"'~

.r ~ '\"J:0 ~ j,~oo nr~\ W -g_~Y" ...... _..:';w'" , w w.' ,

_ \1-.fJ' '~ -,. .}).,... - ,,}),~..J). ::.

\I .....V'~.-- I \JJ ' ~ Volumenes P~IOS7, ~ J,/ \J ++ 1"=-0=-=-=", J,~-----U..J I.J ~ .... t " ).

,~) " . ) 'J) In~o , ../ J' j "' . . 1"" / ..JJIY', r[

I-nl i" '0

Fipra 111-s-2.

Aplicaado la defiJici6n para J" sc lendr;l (Fig. III-g.2) : \ I,: __ U () V.J - -w. r ( 1,\" n

1m V", JJ'" ' -yo) uw. w n,),'-, --en el esquema: V," '.--

, V,10 (l-n)yo w([-n) " ;I+w" , \' y. (w

./En un suelo "/;, 1 c) securado se conocen el peso especffico humedo,'~+_'_ y... = 2050 kg/rna yI )'0 1_1'0 su eontenido de agua, w = 23%. Encontrar el s. de dicho sue 10.

, ) I\;_ ... _. - "

Mlc6nlco d. SUI1

-- --- --- --

--- ----

.. M.'~ni(a d. lu.lo. Rel...

.. Mec6niC

-------

---

-------

, ,

lie/ada"", volU""'",a' Y g

(

180.6-lV. = O.13li. W, w~

W. = 159g

Mec'"!., d. 5....1...

w = :'" = 0.136; cs un data del problema.

W.+ W",= IBO.6g

Se tiene:

"

Date que puede poncrsc en et esquema.

Por 10 que:

I

r ! "

,

"Relodonu volum4";tClI y g'Clv;mel'ltoo

"">V '\ En un suclo parciulrucutc saturado e = 1.2; u: = 30~-c; J. = 2.66;

culculc r-l " ... Y cl "yd de dicho suclo

Rcspucsta.

r,n = 1570 kg/rn'. "yd - 12IOkg/rn'.

"l~--- Una mucstra de suclo pl'sa 122 g Y tiene un peso espeelfieo relarive s'" = 1.82. El peso cspccifico rolativo

I

Mec6";,a d. 5" ..101 "

/8. En un suelo parcialmentc saturarlo c = 1.0; w = 32% y J. 2.70.Cakulc -y"" G"" S"", 'Yd, / .. y 11.

H..cspoesta :

.J)'", = 1.78 tn!m~. j c; = 86,5%,.

S", = 1.78. 'Yd = 1.35 tn/m', 'Y:~ = 0.78 tn/m~.

\I II = 50%. ~. Ell un suelo saturado- Wm = 200~; V ~ =60 nn); YS," :UO. Daleu-Ie; W, e Y v-.

Respucsra.

ur = 23.40/

" Mec6nlca de Suela.

Pa"Jcula. rnlnerale, rr

En los suclos Iinos, a causa de su genesis especial, la lo-rna de las P

M.t4r!lca d. Su,lo,

" segon la axpresion (3-4). Por 10 tanto:

WI.'O - W,., = W.

de donde (}I;;\

w. -r--, s,

r

s, " ,'" ~(4-1)/\O~ \~,~',W".,y,y., WI..J

que cs una f6rmula en la que todas las magnitudes son mensurables en laboratorio. El peso del frasco lIeno de agua hasta el enrase es funci6n de la temperatura de prueba ; ello es debido al cambio de vclumen del matraz por la dilatacicn del vidrio y a la variacion del peso espeellicc del agua. No resulta peactico ejecutar le prueba a una misrna temperatura, por 10 que es ccnveniente medir el peso del matraz Ilene de agua (WI") para varias temperatures y trazar una grafica de la variaci6n de esos pesos. De esta curva de calibraci6n pucde obtenere WI'" en cada case especifico.

E1 peso sccc de los solidos (W.) debe determinarse antes de la prueba en materiales gruesos y despues de ella, en sucios finos plastieos. La razon es, que en estes ultimos suelos, el secado previa Iorma grurnos de los que cs difJdl desalojar al aire atrapado. En el anexo IV-a de este capitulo se da una descripcion detallada del procedimiento de prueba en el laboratorio.

IV.3. ESlruciuracion de los 8uelos

j Se estudian'in ahora las disposiciones que adoptan las particulas minerales para dar lugar al conjunto Hamado sudo. Ante tooo conviene

II imistir en una afirrnaci6n ya asentada (1-2); un suelo nunca es un mero

agregado despro\'isto de organizaeion; antes al contrario, sus parliculas se disponen siemprc en forma organizada, siguiendo algonas leyes fij[Js y seglill la accion de fuerzas naturales suseeptibles de analisi~.

En los melos forrnados por particulas relnlivamente grandes (gravas y arcn::Js) las fuef7.as que intervienen para formar la estruclura son b[Jstante bien conocidas y sus efeelos son relativamcnte simples dl,; califij car; po!' ello, practieamente no hay discusion respeclo al mecanismo de

:J estrueturaei6n que, por olra parte, es vcririrable a simple vista. Por el contrario, en los sudos fOOllados por particulas muy pequeiias (limos y nrcillas), las fuerzas que intervienen en los procesos de estructuraci6n son de un caracter mucho mas complejo :- las estmcturas resultantes son solo parcialmente verificables par metodos indirectos, relalivamenle complicados y aUIl en plena etapa de de~arrollo. Todo dlo hace que los mccanismos de estructuraei6n y aun las mismas estrueturas resultantes span, de estos sudos, materia de hipotesis.

___________--'J__

Particula. ,"Inlral..I" i Tradicionalmente se han consideradc las estructuras simple, pana

loide )' floculenta como las basieas en los suelos reales. En epa cas mas mcdernas se ha tratado de superar aquel cuadrc tradicional introdu, ciendo modificaeiones en las ideas anteriores, a la luz de algunos resultados obienidos en experimentos realizados con teenicas mas modernas. Asi, no 5610 estan variando las ideas de mucbos investlgadores accrca de los mecanlsmos de estructuracidn de los suelos, sino que, inc lusive, han aparecldo estructures que, como la dispersa, no estaban inc\uidas en el cuadro tradicional.

En 10 que sigue se presenta, en primer lugar, el conjunto de estructuras y mecanismos de Iormacio rradicionales y, en segundo lugar, algunas de las ideas de mayor aceptacion actual.

I I oj Estructura IJimple. Es aquella prcducida cuando las Iuerzas deI bidas al campo gravitacional terrestre son c1aramentc predominantes en

la disposici6n de las particulas ; es, por 10 tanto, tipica de suelos de grano grueso (graves y arenas Jimpias) de masa comparativamente imponante. Las partlculas se disponen apoyandose directamente unas en) otras y cada partkula posec varies puntas dc apoyo.

Desde un punto de vista ingenieril, el comportamiento mecanico e hidraulico de un suelo de estructura simple, qucde definido principalmente por des caracterlsticas: [a compaeidad del manto y la orientaci6n de sus partlculas.

El terminc compacidad se refiere ul grade de acomcdc akanzado por las parriculas del suelc, dejandc mas 0 menos vacios entre ellas. En uu suelo muy compacto, las particulas s6lidas que 10 constituyen tienen un alto grade de acomodo y la capacidad de dcformacion bajo earga del conjunto sera pequeiia. En suelcs poco compactos el grade de aeomodo es menor ; en elias el volumen de vadas y, por cnde la capacidad de deformacion, seran mayores. Una base de comp21racion pilra tener unil idea de la compacidad abmzablc par una estludura .simple, se tiene estudiando la disp05iei6n de un conjunto de esferas iguales. En la fig. IV2 se muestran cn frente, perfil 0 planta, los estados mas sueHo

~ -101

[liada me' .utlta

Figu~a IV-2. CDmp3ddad de un

y mas compacto posible de tal

'" ["ada ",d. ca"'~ac'o

conjunto de e,feras iguales.

conjunlo. Lo, valores de 11 y e correspondientes a ambos casos pueden calcularse ficilmente y son:

Estado mas compacto: 11 = 26 0/0; e = 0.35 . Estado mas sueho: 11 = 47.60/0; e = 0.91

Li

eo M"

" M. coloidalcs pucdcn, sin embargo. ncntralizarse bajo la influcncia de la adici6n de ioncs de carga posit. va opuesla; un elcctrolito, [Jor cjr-mplo, nn dcido tal como cl r-lorhidrico, sr disocia en agua en ioncs l)(~,ilivos y negntivos (Cl- y H'); por el declo de los iones H' cn solucion, IllS r-oloides ncutralizan sus r.argas y chocan entre sl, quedando lJnidos 1101' las fuerzas de adhcrcllcia dcsarrolladas. ~ Dc esta mallcra pm'drn !."1l1[1('/:lr a formane los floculos de mayor masa. que ya tienden a drposi!rll,r. lEn las aguas dt:: mar, bs saks eonlcnidas ~lcl{lan como elcctr6lilo, lhacicndo posibJe la gcnn:wi6n del meeanismo antes descl'ito; en otras

'Iaguas nalurales la disociaci6n nomlal de algunas rnolcculas (II', OH-) que siempre sc prooucl\ 1.1 presencia de sales, etc., logra e1 mismo efeeto.

Los f16culos se unen entre ~i para fermar panalcs, que se depositan conjuntamenLe, formando al toear fondo nue ....os panales y dando lugar

Por1lcul ... ,"Ineral.. ..

a una forma extraordirlaIiarnente difusa de estruetura Iloculenta, en la que el volumcn sdlido puede no reprcsentar mas de un 5-J 0%. La Iigura IV-4 muestra nn esquema de tal estructura.

Cenfonne aumenta c1 peso debido a la sedirnentaei6n continua, las capas inferiores expulsan ag-ua y se consolidan mas. Durante este proeeso, las particulas y grurnos se acercan entre sl y es posible que esta

Figura IV-4. E5quema de ellructura floculenta.

estrucluraci6n tan poco Iirme en principio, alcance resistencias de importancia.

d) E,'rudur(U compul','m. Se considera que las estructuras anteriores rara vez se presentan puras en la naturaleza, pues 1.1 sedimentacion comprende partjculas de todos los tamai'ios y tiP05, para las que rigell las leyes de la naturaleaa de modo diferente. SegUn las ideas hasta aqui expuestas sobre estructuracion, 10 comdn seria encontrar reales estrtucturas tales como Ia qut: ilustra la Fig. IV-5. maciones se define un esqueletc constituido poc los granos masas coloidales de 06eulos que proporcionan ncxo entre

en los suelos En enas forgruesos y por ellos.

-'.) """'"' d......"",,, ,""''''~"';""d'

.",11.c;> (}""t'

.. Mec6nlca de S".leo,

La estructura que aparece en la Fig. IV-5 Sf ha Ionnado en condi, cioncs que penni ten 121 sedimentacidn de parriculas gruesas y finas si, multaneamente ; csto ocurre Irecuentemente en agua de mar 0 lagos, COil conteaido de sales apreciable, donde el efecto flocuJantc de las sales coexiste con el arrastre de vientos, corrientes de agua, etc. :>1

El proceso de aruinulacion de sedimentos arriba de un eierto nivel, hace que las capas inferiores se consolidcn bajo el peso de las supraya~ 'I ~ cientcs ; las particulas mas gnlMas ae aproximan ocasionando que la arcl1121 Iloculada entre elias disminuya de ...'olumen ; Ja compresi6n resultante cit: 121 arcilla es mayor en las zonas donde sc encucntre mis confinada, esto es, en las regtoncs de aproximaci6n entre los granos mas gruesos, siempre y cuando no haya f1ujo lateral de la masa en esas regicoes. Si el incremento de carga cs rapido, existira el flujc lateral y, consecucntemente, la masa coloidal sulrira un dccremcnto en volumen mas uniforme; pero en la naturaleza la carga creee muy Icntamente, por 10 que el Ilujo lateral tiendc a producirse en mucho menor medida y las propledades tixotropicas de la materia coloidal pueden ayudar eficazmente a impedirlo cast por completo (Anexo IV-b). As! sc prcduee en las re

,' gionee de aproximaeion entre 10'5 granos gruesos una liga arcillosa coloidal !I altarnente ccosolidada, que define Iundamentalmentc 1

" M.e6nlca d. ~".ltn

Debe notarse que, segun esta hipotesis de estructuracion, tambien 11 corresponde al suelo un irnportante volumcn de vacios y que las reftexiones anteriores sobre consolidacion de zonas bajas por el peso de las .{ suprayacientes conservan su validez. ,I,

f) E.'rudura dllJpena. Algunas investigaciones modemas han indi"

cado que una hipotesis estructural del tipo de "castillo de naipes", en la cual lao; particulas tienen contactos mutuos, si bien puede aceptarse como real en muchos cases, quiza no es la mas estable en la que pudiera pemarse. Cualquier pcrturbacidn que pueda existir, como deforrnacion por esfucrzo cortante, ncnde en general a disminuir los angulos entre las diferentes laminas de material. Confonne esto sueede acraan entre las partlculas presioncs csmcocas inversamente proporcionalcs a1 espaciamiento entre elias. Las presiones osmeucas tienden a hacer que las particulas se separen y adopten una posicion tal como la que esqucmaticamente se muestra en la Fig. IV-7. Aunque a primera vista no 10 parezca, algunos

,j" ""'d'~ ,Ip'es,6n ...",6Ilcl , I

'.J j,I Ptui6n 01..611

Mec6111ca d. SUIlol Partl

sc Moc6niu. d. 5uorol

,

OIRA :~;-;~~~=:.=:.=:.=========LOC.I,LIUC10": 101ll0EO II': ((I [.CIIID[N~IA! HeM ... :

OPUAOOR.

_

PESO ESPECIFICO C"'LCUlln... RELATIVO IIU[STRA .II. : PIIlOl'. ;

-

OUCRIPClllN

P,u.b. "

... " .. " .

WI I~' 1 l ...p".'." I'CI ".

Ig'\ Cop,.I. .. ..po,."o.

.'

"' ,opull + ",u..f,. 10'0 l~) 1'...

-- -- ---

9

M..6"itCl d_ S~.I"1sa

Una medica de la tixolroplil pu('ck tenerse dcterminando una vr.;! cI limite liquido de una arcilla inmccliatamente tras el remoldco y otra dcjando pasae \lOOS minutes clcspues de estc : si la arcilla es tixotropica, cl valor obrcnidc en cl segundo rasa ser!\ mayor qlle c! prirnerarncnte obtcnido.

TCl7..1ghi Illiclj6 la tixntropia a traves de la scnsibilidad de las arcillas, 0 sea de Ja relacion entre Ia sesirtencia a la comprcsi6n simple corrcspondicnle a los r-stados .naltcrado y remoldeado. Seg{1n TerzJgll:, el valor norma! de la scnsibilirlacl l:e las arcillas osrila entre 2 y 4, nt'g~ndu a 80 11lh en cases en qUI' la nropicdad se manif.cstn lnertcmcutc

(valorr.~ ccrrnnos a 100 sc han llcgado a medir en arcillas cXII':lsemitivas).

ANEXO IVooe

Problemas i1U~lrativm;: ...,./ I. Una arena sabre el nivel lrearico ticne w = 15% y 1500 kg/m'.

Su J. = 2.67. Ell cl laborntoriu se via que (",h, = 1.20 Y "'mIn, = 0.60 Catccle 0; y Ia ccmpacidad reletiva, C..

SQlucion: Ha de c::dcularse [a rela.ci6n vacios natural

IV. w=~.

Si sc harc IV. = l,selll"lW W",= 1l' =O.l).P.'i~. IV-e,l)

I1'J 1 _ = 0.1"/ em',I', ~ --- - 2":"67 .l.y"

w'" = 0.15 em',J'",=--;"

IV", 1.1) 1.6 =Yin = r,-~.F;;

y ,) I I I

1.15 =').7'2n,,'r., 1---:6 .

elm 105 datos ;\lltn'I(Jf(:s S{' funna r-l r-squt-rua de I." l'ig. IV.c.!.

"articulol mlll....r.' "

"mit. - e I. 20-0 ~H 0,26C = -~-,- = --_._- ~ 0.43 c, = 43 f; { , . r r ..".. _",,,;, \.20 0.60 1l.60

r:", = O.IJ

= 01-3" f'~ 0,:\5

om'

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0.12(15'

}" FiIfUI'~ IV_(,l.

./ ~ 2. tina mucsna de arvna

G", 439;-

IJrs.

~.r:;ro,:-:~~;;~ __' -...=-c_. ~- --- ~---

_Fa ,(qui\iCl ,J>

St !(llllU de un deposito namml usando un -nucsrrcador ciliudrico, can los SigtljCl~t('S datos;

Voh.mcu cilll1drn 382 cm~. Peso mucsua natum. , 707 g\ IPeso ruucsua sera 661 g Volume uurcsu'a CO:llp,lClad~l '~31- ern". VO!l\Il\ClI 11I1.\('~h:1 ~\\1 11:\ ,\93 cm'.(III ,r. = 2,62

C,dc\\lc 1;\ r: Ilalllld dt' 1..\ ;'U"jla y b cOlnparidao n-lativn del manto.

Sol:/(ioll: '1(I) C:tlnolo de l' ll:-(\llal

Si W. ~ 66l g, pucdr- jloIlCI,r; 11'. (,6l " ,I =. - =, -"J = 2,)3nil .

I,S,y" 2.b~

Juuonces : ",. = 1'1 - V. = :m2 - 251 = 129cml. Er tonccs :

v. C.35 ) -t' 129 -,--_.~=~, ... = O.~t " -.~ = 0.51.

V, 037 r:, 253 =

J

-- ---

.. Me."'";.CI d_ Suelol

b) Calcuto de e min. V. C5 al mismo gut en el cuso anterior. Solo cambia el volumen tom I, [pH' ahara es 334 ern'.

_ 81 V,. = VI - V. = TH - 253 Bl em' 1"",1", - 253' = 0.32. c) Cilenlo de I"moI.:J.

VI = 493 em".

240 = 0.95. em" = 253

' enLh. - e 0.95-0.51 = 0,+4 = 070 G,

emu. - Fml n. 0.95 0.32 0 63

C, = 70~;'o.

J 3. Una arena rieue ""mh. = 0.97 Y f",ln = 0.45; tiene una C, = 40'/'0. Su s. = 2.68.

0) Calcule el r ... [sarnrado ) Y Yd para esa arena, tal como sc encucntra. b) Si uh ewalo de In arena en cuesti6n de 3 m de e5pesor inicial

51" compacta haste llegar a una C, = 65% (eua] sed. el cspesol" final a l que Begue?

c) i CU

M.: Salas-Ed. Dossal-1954. Principle, of J,'nli""U,nl: Gw/agy alld Geotuh"ic5-D. P, Krynine y W. R. Judd

-McGraw.Hill, Co.-19S7. Labora/oTY Ttsling in Soil Engilluring-T. N. W. Akroyd-G. T. Fonlis and Co.

-1957. S;l Telli,,/: for E"gineerJ--T. W. Lambe-John Wiley and Son.-195B. D,m', Sllil,. /'nginee,i"g-D, K. Hough-Ronald Pre".) Co.-1957. !'1.,.,,cQ.choilicl1l properli~< 0/ SOIIJ: S(';/ u.ater sy,lerrlJ -I. T, RO' dr- 10 rcfcrente a las propicdadcs [iSi(";lS del lliatcl'ial; en ((("C(O, l.i rxpi-rir-ru-ia indica qlH' los suclos g-nWS(l.q hicn lil"ilduiUlo.>, II ~,001 con aniplia g;llll;\ do Lllllili"ios, nr-nr-n ("olllllnn"IIll("lllO ill,lienicl'il IlL'\' [;\\'01.01),1,: , 1'1) /" 'I'IC al:liit, J algunc-, [Jmpit'cbdes import.mtes,

------- - ----

------------------

--------

.. Moc4nlcG S_I

con un metoda tal que respetara la estructuracion inallerada del material; este metoda, sin embargo, hasta hoy no se ha encontrado y todo parcce indicar que no se podra desarrollar jamas.

En suelos finoa en estado Inalterado, las propicdadcs mecanicas e hidraulicas dependen en tal grade de su estrucluraci6n e historia gcol6gica, que eI conocimiento de su granulometria, resulta totalrnente inutil. Sin embargo, eI ingeniero intercsado en sue los debe estar suficicntcmcntc familiarizado con 105 criterios tecnicos basados en la distribuci6n granule f-,-~: metrica y con los metodos mas importantes para su determinacion, pw:s \4.

>,\estes temas ocupan 31m un espacio apreciable dcntro de la literaturu tee

nica y se haec necesario al ingeniero modcrno estar mas inlormado sobre ,ii csta materia que aquellos que, sin la convenlente meditacic de sus idees, aplican normae simplistas, eonducentes a conclusiones inaceptablcs.

\'.2.

Los ofrecen

:':" .~. Sistemas de d88iCicadon de eueloe besedce en crilerios de ~igranutomelrl8

-,!J limites de tamafio de las particulas que constituyen un suclo, :'~_\ un eriterio ohvio para una clasificaci6n descriptiva del mismo. :;

Tal criterio Iuc usado en Mecaoica de Suelos dcsdc un principio e in ;\1elmo antes de Ia etapa rnoderna de esta cicncia. Originalmente, el suelo s-" se dividia unicarnente en tres 0 cuatro Iraccicnes debido a 10 engorroso de los procedirnientcs disponibles de separaci6n pOl" tamafics. Postcriormenre, con el advenimiento de la tecnica del cribado, Iuc posible cfcctuar el trazo de curvas granulometricas. contando con agrupaciones de las parttculas del suelo en mayor munero de tamafios diferentes. Aerualmcnte sc pueden amphar notablcmente las curves ell los tamafios Iinos, gracias a la aplicacion de t~cnieas de analisis de suspcnsioncs.

Algunas clasificaciones granulcmctricas de los suelos segun S\l~ tao mafios, son las siguientes:

a) Cllisi/icacion. lrlIeTrlar:ional. Basnda r-n otra desarrollada en Suecia.

Tamai'io en mm

2.0 0.2 OO~ 0.0()~ 0.0002

l-Ullro.A .s:Arena A'tna Limo ArciUo gruna /i"a I (,,"oides)II

Gr""ulD.-l.i" "

Tamai'io en mm

2.0 0.6 0.2 0.06 002 0.006 0.002 0,0006 0.0002

CrUtlO I Medlo I Fino GrUtlO 1~~d'O Fino ICrutse IMtdio I FinoI (coloidtl) ARENA LIMO ARCILLAI

---- ---_._--

c) La siguiente clasificaciou, udlizada a partir de 1936 en Alemania, esta basad a en una proposicion original de Kopecky.

-_._-

MATERIAL _ ..

-

Piedra -

Grava.

Arena

- _._--- ---_._-

Pol"o

Limo

Arcilla

Uhru.Arcitla

Abnjo de O.(J0002 ruru dcras Y }"3 no se dcposiran.

Con [rccur-ncia sc han

TABLA 5-1

CARACTE T:\MARO rrtmRISTICA

-- M ayor d~ 70 mm

----

Orcesa 30 a. 70

.Media 51130

- --

Fin,>

Gruesa

2.' 1.2

---

-

-

-

_'Iedia

Fma

Uroesc

Fmc

0.2 a I

0.1 II 0.2

0.05aO.1

0.02 aO.05

Lruesc 0.006 a 0.02 ,I

.}-ino Gru~sa

Tina

O.OOO():!:l U.UUU!

las parriculas constituyen disolncioncs verda

usndo orros tipos de clasificacion, destacando el mctodo grafieo del Public Roads Administration de los Estados Unidcs,

b) Clo.sificaci6n. M.l.T. pcro su intcrcs cs hoy mellor r-ada vez, por 10 cual se considera gue las Massaehusetts~ clasificarioncs sci'ialad

".

100 M\ ! siro natural de harina de roca de la misrna graduaeion, tendria que clasi

Iicarse como 10070 de arc ilia, a pcsar de que el conjunto no preserua ninguna de las propiedades que definen el comportamiento de ese material. Por otra parte, un 5UelO de comportamiento tipicamente arcilloso, ~ dentro de limites apropiados de humedad, posiblernente no contenga mas ! de un 20% de arcilla, scgun el criterjo granulometrico. En 10 sucesivo, los I, termincs limo y arcilla se emplearan unicame nte para designer tipos de suslo, recurriendo a la menci6n eepeclfica de uri tamafio de pa rrieulu

cuando se requicra designar cierta fraccion granulometrica. ~ ,. V3. Repre!lenlst':ion de In dislribucion srannlomelrica "

Sicmpre que sc cuente con 5ufiriente numero de puntos, la represcntacion grMica de la distribuc:ion granulometrica dehe cstimarse prelcrible a la numerica en tabla~.

10,,

)1III.m~ 0

,

1 III

..

, ".,,III;:; 0; < , ',.L, met-icc del suelo ; un suelo consrituido por partlculas de un solo tamafio, 7 t estara represeraado por una llne~ vertical (pue~ el 100% de sus partfcu- t- ~~- II: las, en peso, es de menor tarnafto que cualquiera mayor que e1 que en) c"1' '--' suelo posea una curva muy tend ida indica gran variedad en tamanos (suetc bier

,~raduado). En Ia fig. V-I se muestran algunas curvas gmnulometricas reales. Como una medida simple de la uniformidad de un soelc, Allen

Hazen propwo el coeficiente de uniformidad.

D~I, CII -- - (5-1 ) D 10

En donde :

D eo ; Tarnafio tal, que e1 60%, en peso, del suelo, sea igual 0 menor. D IO : Llamado por Hazen diametro efectivo; es e1 tamano tal que

sea igual 0 mayor que el 10%, en peso, del suelo.

En realidad, la re1aci6n (5---1) es un eoeficiente de riO 1J1Iijormidad, pues su valor numerico decrccc cuando Ja unifonnidad aumenta. Los sudos con Cu < 3 se consideran muy unifonnes; aun las arenas naturales muy uniformes ram vez presentan C1J < 2.

Como dato complementario, necesario para dennir Ja graduacion, se de nne d coeficiente de curvatunl del suelo con la expresi6n:

(D aol2c, (5-2)DooX D I O

D~o se define analogamente que los D10 y D eo anteriorcs. Esta relaci6.n li",w un valor etltrc L y 3 en suclos bien graduados, con amplio margen de tamafws de p

,

Gronulomelrla'"

"".,&"ICG d" Su.ro. '"

Y NQ 200 (0,074 mm) suele rcquenr agua pOlTa ayudar el paso de la

".'~""I:0 ~; 50 ~o,.

~~",

t"~

muestra (procedimicnto de lavado}, Los ramafios menores del suelo esigeo una investigacion Iundada en

otros principios. El metodo del hidrometro [denslmetro ) rs hoy, gUlla, c1 de usc mas cxtcndidc 'I cl unico que se vera can cierto grado de detalle. Como todos 105 de este grupo, 1'1 metcdo se hasa en 1'1 hecho de que la velocidad de scdimcntacion de particulaa en un Hquido cs Inneion de su tamaiio. EI metodo lue propuesto independicmemente par

'," h""~o 0,"" mil' (E".I.lo~"llmlC.i

o.r ," Goldschmidt (1927).

rn Noruega (t926) Y por BOUyOllCOS en los Estados Unidos

FillJW". V-2. Hi'los,ama de un suelo D. Debido a 10 importante de los errores que afeetaban las pruehas originales, eI metodo no satisfizo a muchas especialietas, Per 10 que, I'll epccas posteriorI'S, el Public Road Administrarioo, de los Estadcs Unidos,

i I !

mica, suele denominarse e! histcgrama del suelo y representa Ia frecuencia con que se presentan en ese sualo partfculas entre ctertos tamanos. EI area bajo el histograma cs 100, por representar la Iotalidad de las partfculas del suelo. En la fig. V-2 aparecc un hJslograma de un suelo en el que predominan partfculas de tamano proximo a 110m.

Los valores m5.3 altos del histograrna eorresponden a zonas muy vertic ales de 13 curva acumulativa primeramentc vista y los valcree mas bejos a 'Zonas con tendencia a la horizontalidad. Aetualmcntc el USa de histcgramas no cst:! muy cxtendido en los laboratories

Tambien se han rcpresentado las curvas granulometricas en escala dcblemente lcgaritruica, con la vcntaja, para algunos usos, de que en este case la Iorma de las cur-vas sc aecrca notablcmente a una linea recta, en muchos suelos naturales.

j

enccmendo al doctor A. Casagrande la investigation de tales errnres, pam su eliminaei6n y necesaria correccion. Como resultado de sus estudies, Casagrande propu50 1'\ jiidrcmctrc aerodinarnico, calibrado en pesos espcclficos rclativos (en luger de su primitive calibracicn en gramos de un suelo estandarizado, por litro) y algunos eambios radieales en 1'1 proeedimiento de la prueba, can el cbjeto de eliminar los errores principales ; obtuvo tambien Iormulas para las corrccciones necesarias en eiertas Jla..~os, cuyos errores no pudieron eliminarse .11 cambia r eI proeedimiento.

La ley fundamental de que sr haec usc en el procedimiento del hidromctro cs dcbida a Stokes y proporciona una relacion entre la '111'10cidad de scdimcntacion de las particulas del suelo en un fluido y el ramafio de esas partlculas. Esta -elacion pucde establecerse emplricao.ente, haciendo cbservacioncs con microscopic 0 bien par procedimientos teo. rices. Siguicndo estes ultimos G. G. Stokes, en 1850, obtuvo una retacion aplicable a una esfera que caiga en un fluido homog eneo de exkmi6n

V-4. Amm>li~ mecanieo infinita. Aun con csta limitaei6n importante (pues las particulas reales de suelo se apartan muchisirno de ]a [Ollila esfcriea) ]a ley de Stokes es

Bajo esc titulo gcncr.li se comprenden too05 los metodos para la preferiblc a las ob~crvaeiones cmpiricas. Ap1ic~ndo esa ley se oblienc el separacion de un sudo en diferelltc5 rracciones, 5CglJn sus lamar.os. Dc clio.mel'o r'luivaleTlIt: de 1.1 partlcula, que es rl diametro de una esfera, tales metodos existcn clos que nterecen alencion especial; e1 eribado por del mismo s. gue cl suclo, gue se ~('dimenta con la mism~ velocidad (jue mallas y el anal isis de ulla sll_~pel1Sion de! sudo con hirhometro (densi b. panicllia real; en particuIas equidirnellSiollales, estc di5.metro es aproximetro) . maelalncnte igual al medio di.Jmdro Tcal, p("ro en partkulas laminares

EI primcm se usa par" obteller las fracciones eorrcspondientes a los cl diametro rcnl pucde sel" hasta euadmple drJ equiv~lell\(;; cabr nol;)r tamailm mayorcs del s\I\lo; gC!lcf;llmenle 5C llcga a:;i llasta cl tamai'll' co Cjuc en partlcllhs muy fiI1a~, e~ta fonn:. e~ la llIaS hruwrlll'. E'la cs tina rrcspondien\e a la malia 1','Q 200 (0.074 mm). La lllucstra de sucla se lilzon mils p

I' \

fJMUG!"'" d. Suel ...""

{ i'~

u = Velocidad de scdirueruacion de Ia cetera, en clO/~cg. 1. = Peso espcclfico de la esfcra, en g/cm", Y$ = Peso espccirico Jd fluida, 'I = Viscosidad del Iluido, en

tura) . D = Diimetro de la esfcra, en

De Ia Idrmulu ann-rior, si n K

en pJcm1 (varia con Ja tr-rnpr-ratura}. g'scg/cm~ (varia cou la tempera

em.

expre.~J. en mm, rcsuhn

1-1 800'lU J) = ,I~_'1"7

La ley de Stokes aplicada a panlculas de suelo real, que en agua, es valida solamentc ('0 t amafios menores de 0.2

(5--4)

sc sedimcntrn nun, aproxi

madamente (en mayores tamafios, las turbulencias provocadas pOl' cl movimicnto de la particula alteran apreciablemente In Icy de sedirnentacion}, pew mayorcs que 0.2 mlcras, mas 0 mcnos {abajo de estc limite In parrlcula ~e afec ta por cl movimicnto brownianc y no se sedi, menta). N6lese que por cl analisis de tamiccs pucde llcgarsc a tamaiios

'\;1.,de 0.074 mm, que COlen dentrc del campo de aplicabilidad de la ley de

Stokee , este hecho afortunado perrrritr- oht~nn dates inintcnwnpida. mente.

El metodo del hidrometro estti, en su origc, afcctado per las si guientes hipotesis:

a) La ley de Stokes es 0 cspcclfirn "reblivo dr- una ~\l\rensi(m de suclo, a una misma profunrlidnd, en distintos tiCIIlp05, pucde nbtenc rse cualquicr nurnero cit p\lnI0~ jK.ra la rurva granll1olllc1r;ca: ijS\l:Llmente, puedl'n obtcncrse ('505 puntos midicndo, al mismo licmpo, el peso cspc cilico rr-ln, liva de la m'l'cmion :\ dirn\"lt~5 pr{lru)1did:!de~. La distrihucion de los pesos cspccjficos n-lativos representa, en forma implicita, Ia distribucion granulomturica. Pucde ck-terminnrsc- csa distribucion. tarnbien, midicndo los lX'so~ espl'Clfieos rciativos a difercmes uempos y a disti ntas profundidadcs y eslc cs cl proccdimiento en que !C' basa la prucbu del hidrometro,

pue~ en la practice cl bulbo alr anza nivclr-s mas bnjos en cada lecture, ya que !a cono-ntrar-ion de la suspemiein a una cier la profundidad dismi-. nuye con el tiempc.

La tcorta detallada de la prucba del hidrometro y el modo de efectuarla, nparccen ell el nncxo V-a y V-b.

ANEXO V-a

Tcoria de la pr-uebn del hidromclro

V-a.], TO:-l.ria de III flrlldlll I,a II1:1.yor parl(O de los hid]'[Jmelro.s (t!lf!.\lmrtros\ e5tan ealibr;ldos

para mediI 1:1 rcbciol\ til'! pl:SO \'sj){'dfico de un liquido 1'('~PCl:IO ;]1 del ag-ua, a una eiena tl'lIJI'~ral\lra \k c:J!ibr.lrifll1. !jllf' ~uele ~cr 20C. Para dctenninar el lic~(1 {'specifieo rdali\"o dod liCJllido (~[l rebci6n con ('I aKua 11 .1-C), Sf' ddx~ Illullipli,ar b lectul"a del hidr6melro pOl' cl peso ('~pedfico rclali\"n dd aglla a la temperatura de ealibl';\:ion; si Sf.. es el peso

~sprdfi('o l'ebti',"" tit' la suspcMi,'m, r" Ja I,uur;). del hidr6metro a ]a teIllperafura de ralilWl(:iol1. y So d peso e~peeifil:O rdati,'o del agua a 1

'" MutinieD d. ~".Io.

ratura de la ~uspenslOn sea igual a la de cnlibr arion. Para Cines practices, cs suficicntc suponer que la lecture del hidromctro varia en forma directamcote proporcional al cambia vclumerricc del bulbo, dr-speccinndo su cuello 0 vastago. Si 5C denota POT:

a. = corficicnLe de dilatacion termica del vidrio T = temperatura de ]0 suspension T. = tempera lura de r-alibracion del hidr6rnetro V = volumcn del [urlho a T.oec rr = lectura tid hidr6mctro a TcC.

La variacion en In !cetura, concspondicnte c cualquier temperatura, e,la rxprc5;lda por la ccuaci6n:

r v, 1 Tel = 1 - a"(T-1'c) (5-a.2)[I + av('J'-Tc)JVc I + txv(T

"

La simplifir-acinn anterior cs valida pOl"que av(1'-1'.) es pequefia, en comparacicn con 1. Entonccs, usando el desarrollo conoeido:

I __ = 1 - ;'} + A2 - A3 + ... + (- 1) "-I A,,-l + ... I +a

se vc que la simplificacion realizatla, cquivale a dcspreciar las potenting de l'I"(1'-T..) a partir del r-uotlrado.

Si los do, rnir-mhros clc (:i-a.2) se multipliran por 11 se tiene:

t c = T1 ~ 1Tl'Io(T - T e)

pero T1 cs ruuy apro:-.:illlaclamcJltc igu;d a 1, por 10 qut: puedc cscribusc:

To = T1 - rr,(7'-1'e) (5':1.3)

\';\101' que llcvado a (:1-;1.1) produce:

,'/.., T,S, f)-I+,(,,-n,,(1'-1',,) (5-a.4)

Por lLipIJ1L'sis, ell r-l \i"Jllj'o t y ;1 I:t profulldidad II, la, pnnlculas J1Jayo("("'; de la su'>lllllsion SOil Iii di.inu-u-o cqoivalcntc J) y, a CS,I profundidad, todas las partirulns ltWII"n's que D csr.in a la conrr-ntracinn original. Scan:

v = VOIUlllCIl WL;t! de h ~'j"j!(,Jl~ioll. lVD = Peso de todas l.is p.crtirulus menorr-s qvc D.

J'f = Peso cspccifico rcl.uivo (It-I Iluido usado en la ~mpcmi(JJl. El peso total de partlr-ulas por unidad de volunn-n, a la profundidad H es W VD Y d peso esptdfico relativo de b suspension en rl licmpo t y a b

pl'oftmdidad Il, I'sla dado pOl':

Gran~I.."'.tda '0'

Sfu =. ":v + (r - :v~-)" (5-'.5)J)'o ls.ro

EI primer termino de Ia Iormula antcpor sc reflcre a Ia parte solida de b. suspr-nsion ; cl segundo tcrmino al agua cornenida en la misma. Lo anterior puede cscribiesr :

~(S'-Yf) +SJ (5-a.(J ) Sf., - Vs.)'o Igualando (5-a.6) y (5-a.4), se obtiene :

,w, Vy.--'-'[(Tr-lj + (So-,ll -"'v(1'-Tc) ] (5-a. 7)

J. 5, Para V = 1,000 ern', como cs usual, la ccuacion anterior se transforma :

, . Wn = -'-)'0 [[T1-1) lQ-1 + (Se-Sf) HP-

1 '"

M.,6ni,,, d. l.uel".

de l'"rlicubs nlcnlndo s (::1n (5-a.10), debe obtclltlSC COil la aplicacio de in. lev J\~ SIO~:l'~, va vist a ; a fin de reducir estos c;l.kulos al rninimo ;\.' Cnsngrandc propuso cl uso del nomcgratna que aparccc en d Anc:....o V-II d(O cstc cnpltulo ; en cstc norrlOgrama, Ja escala para R JI

.

o o r II III =

r'~o "

d' oE " l.' " .0 ~ , ~ " \':ll

:F-. z ' ."~: , ~'~ ~

o

,-"t. ." :l' .,.

c , ... 010=~ ~g

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~ ~';; ~~ "'7~0 ~ " ~8~ ..

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~l9 _ Z.O -a c0;" " o~0' ,~! o 0 ,\I ... ,~-e o~ o 0 'i]E _oB .~ , ~ZB .",

~~e0< 0" o'o. D. o

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0-

0' oI.~ t--."i ",21E~ "0 o ~80;~ ;~ ~ ;: 80 ,.,. ~;;

o. l=-.Z eo roeo ;;: '0 -'~.----./

'-"-- ..------~ o < lo ' l1~iW!1

Fi..-ura V_ll.l. Grafi"" d~ (orp'('"i{>n por temperatura pat-a hldrol:lclm\ calibra

ri 'I I I

M.d.nl:.::illlaci:'11 }' eOo g de cap;\Cid.ld. 3. Un balidor Illl'(:;"l1ico. 4. Ulla probeta Jl' 1,000 elll' .

GroMulome.rlo '"

Adernis, de la dcscripcion de la prucba se desp-cnderj la ncccsidad de usar ciertns sustancias qulmir as, tales como, por ejcmplo, d-Ilcculanres, etc. Tambicn sc prceisilr.in cicrtcs elementos de cxistcncia obligada en rodo laboratorio, como homo, {'spalulas, agua destilada, rcloj, etc.

Vbo2. Clllihrneion del hidromctro

EI hidromerro 51' hum!e en una suspension hastu que su peso sc equilibre COil r-l peso dC' la ~lJ_,pen'ii6n dl:spbz:\dn par Cl; cl hidrometro midc, asi, cI peso cspccilico relativo promcdio de la suspension desplaaada. Se!:,'lJII y:l 51' dijo, sin embargo, la distancia de [a superficie libre de la suspension 31 centro del bulbo, indicada por la lectura del hidrometro, debe corregirsc. La calibraci6n de un hidrornetro consiste precisamenn- en la determinacion. para un aparato dado, de iii verdadera altura de caida (H) en Iuncicn de las lccturas realizados. La calibrar.ion romprrride los sigutcures p.ivos:

1. Determincse cl volumcn del bulbo del hidromctro 1""11, par cualquiera de 10, dos prccc dimienrcs que oguc :

a) !\fjdienJo cl volumen de agua dcsplazada [Jar dicho bulbo; para 1'110 uscso una probetu graduada de 1,000 em' con agua dcsriladn hasta un eierlO nivel, sumdrjnsc cI hidrometro y lease el nuevo nivcl; la difer(Oneia dc Jas dos leeturas es eI volumen dr:1 bulbu, si se despreeia. COlllO eS usual, rl efeclo del vastago.

b) A partir del peso dl'! hidroJHctro, pesando lostc can aproximacion de 0.01 g (Ia balaillil lwcesaria deber;]. aiiadirse a 101 !isla de !X)uipo, si sc usa eSle procedillliento). SueIe eonsiderarsc quC d peso espcdfico drl )Iidroml'lro es unilat'io, pOl' 10 que cJ peso ell gl,IIllOS ('5 directanH'I1II' d volulllen en em'. Talllbicn rtl CSIC ("::ISO S(' dl',pIlTia cI declo ,h,I v:l5lago.

2. DUt'rJlllm'sl' cl ;ll"r:a (i\) dl: la probl'ta de J ,000 Clll"' LJue se \";J,ya a usar en la pn;.dla; para dlo ll1;.das(" ]a distalll'iJ. (,lltre dos graduaeio

ne~. EI area 51"1:1 igllaI ,d VolllllH'1l illdic;Hlo cnll"

I

In Met/mica d. Suel0'

7. Dibujr-sc e-n una c.urva la relation H - a~. Esrn curva scrvirf para dibujn r la esc,,]a R" a la dcrccha cle 1'1 If, cn cl nomogruma para solution de la Icy de Stokes (Fig-. V-b.l).

Vb.3. Correeeion Por memseo

5l' lcalil'.arfl como siguc: 1. Sumcrj.tsc ct hidromctro ell agua dcsrilndn, limpia. 2. I Iagasc dos

horde del mcnisco C",; para toner la lavcsc previarncnrc

lccturas cuidudosns, una en la base Y otra ell cl (olJllado; su difcrencia ('5 la con-cccion por mcnisco, seguridad de que el mcnisco eSla bicn dcsarrolladc, el vastago con solucion jabonosa 0 alcohol.

V-b.4. Procedimienlo de prueha en suelos arcilfosos

1. Pcscsc una cantidad de sunlo con su conrcnido rrnturul de agua, que equivalga a 30 6 40 Ji de snclo seco.

2. Afiadasc 0.5 rill" de solucion de silicate de sodio a 40 Baume a ::'00 cm J de agua (lr:~tibda y mczclcsc nna parte con cl suctn, de modo gue, trabajado con espatula, alr ance estc la consistcncia de una pasta suave, A vcccs sera ncccsario user orra conccntracicn de silicato de sodio u otro agentc dispcrsor ; para d('[crminar cl ripe npropiado de solucion deflocnlantc, dcbcran aiiacllrse diferentes eantidades de cstos productos a val'ias lIlue,tl'a> ek 5u>pension de surlo; tras reposar van.

4. ])eknnine,i( la concui(!I\ )lOI' d ran,IJio ("IlIa dl'IlS'li;]d (Jr.l

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En la tabla siguicntc 5C rnuestt an las mnllas Tyler cst.indar y U.S. Bureau Dr Stanrlards con 5US oorrcspondicntr alcncras.

TABLA 5-e.l

IT,'!n Iltanda' Cos. E~'eau of Standards

Me":'"k,, d. Sueh,. -;J'"

1. EI usa de. una caruidad 0 un tiro no adecuadn, de ddJocutantc; la selcccion convcnicntc no responde a rcgJa.s Iijas y vcrla para difcrcntes tipos de suclo.

2. La Insuficiente agitacion previa de la probcta Si [a suspension sc sedirncnta parcialmentc antes del agitado, pucdc SCI' prcciso efcctuar cste durante mucho msls que uu minute.

3. La Ialea de r oidado en la iruroduecion y cxtraccidn cit! hidrometro, cl no rctirar estc tras una lcctura, dcspucs de los primeros 2 minutes

4. EI que el vastago no eslc limpio, 10 cuul haec que r-I racnisco no se desarrollo pOl' completo.

5. La no uniformidad de [a temperatura de la suspcusion durante la prueba

6. La perdida de suclc, al trunsfcrir la suspension al rccipicnte eva. porador

7. Cantidad insulicicnte 0 excesiva de suelo. 8. En sue-los arcillosos, el obttner el peso scco antes de Ja prucba,

en lugar de dcspuCs de ella. 9. Una variacion cxccstva de la temperatura durante la prueba.

Vb.7. Nomogrllnlll Los calculos parJ. la aplicacirin de la ley de Stokes pucdcn realizarse 1

con el nomagrama de la Fig. Vcb.I. -::\,\.~

ANEXO v-e

Pr-ocedinrienjo de pr-ncbu pura un amilisis nle'Cauico comhiuado Cuanda un suelo eontiene a 1.:1 vez su[iciente material grueso y fino

como para amcritar un allalisi~ par mcdio de Illa\jas y otro por hidrd., metro, sc haec nccesario clllpkar un prcccdimicnto de analisis mccanico combinado. Si prcdoruinan en el suclo los tamanos Iinos, pucde cfccrucrsc Ia prucba riel hklrometro con la muestra total, tras 10 eual, la suspcnsi{l/l dcbera cribarsc :\ traves del tamiz NQ JOO (0,119 mm) 6 140 (0.105 nan), sccandc el material retcuidr, antes de somotcrto a! ;lJl;i.lisis por mnllas. Cuando la fraccion prcdominantc (TI cl suelo sea la grucsa, cs rccomcndnble cjceutar la ~('paracjoJ\ de las Iraccioncs grue,a y (ina antes del arralisis por hidrornctro, 10 cual pucdc lograrsc oibando la muestra, ayudando su paso con ag:ua (IavadD), a rravcs de la malla Nq 200 0 P' dccantacionrx succsivas.

Un procedimicnto apropiado para cjccutar un anidisis CDmbinado se iudica en 10 que siguc.

Y~.l. Equipo ncceBliriu EI mislIlo mcnclDnado (~n V-b.! para la prueba del hidr6rnctro mas

un juCgD de mallas.

"

I--Aberlufa I Abtrl'HaI N"muomm I mm

I 76.2 4" i 0 1.6 50.8 ,". 50.8I26.67 I'" 25.4 18.85 3/1-' 19.1 13.33 112' 12.7

.r 9.423 3/8"" 9.52 \

I6.680 \ 14' 6.35 4.699 4 4.76 3.327' f, 3.36 2.36'.l 6 2.3B

1.981 10 2.00 1.651 12 1.68 1.168 16 . -1.19 0.833 20 0.84

mm) nl~S una cn nridad 5uficicllll.; de material maj-or. Los finos dcbernn scpararse por dccantacion scgtln sc indicar;i en 10, p.ir-afos siguiemcs.

2. Llencw lin;) pvobeta, c-on "gu.\ rkstilal;;\ .\ 1;1. rempcrauwa ambicnle, hasta un poco abajo c1~ b marc" (]( 1,000 em", i\ csta agtl:l sc Ie afiadiia el deflocuiantc nrc-rsnrio, lllc".d:indolo bien.

M*uflCi('f\te dr; los UUIl

I.Mec6nlca d. Suel". Grcnulometrlo'" '"II

00,. Lo>o,lO.'" D[P(IOO[NCiA""",... ' Eo,..,. ..- ANEXO V ..d ......t..." P,o' ANALISIS GRANULOMETRICO o... "pc.o. .....

1,;f '"

M"nico dB 5.... 14. \""

3. En tina prucba de granulornctria sulrndos.

Peso bruto del material: 32.nllJ kg.

so han tc nido los siguicntes rc 1 I , VI

MALLA N~ RETBNmo, EN KG !Yo' I" ",

" y,"

0997 e.seo LH5 1759

I Plasticidad -JIg" 1.520 ;-4" L6-jj

No .. Pa~aro!l 22.680 .kg.

Dr: la Iracclon que paso la mall a N~ 4 5C tomaron 200 g y se someticron a atl:llj~i5 mcctinlco, con los siguicntcs reSllltaclos:

MALL.". N~ RTENIDO, EN GRAMOS 10 33. 1 20 25.3

" 23.9

60 20. t 100 HI.S 200

Pas,", mall" N9 2UO 15.6/50.5 V(.l. Genernlidades y definieiont'.~

Dlbuje la curva g-ra/lulornctrica del material y calculc su D I O, C" y C~ Existcn

,lgua si C5 sue los que 81 SeT neccsario, adoptan

rcmoldc arlos, c8mbiando su contcnido de \lIla tomi"lcnria caractcrisuca, que desde

Rcspursta: D I o = 0,006 rum.

I, CPOC;\

r (.)

Iij Me,o,,;

1

'20 Me,6nico de 5",,10' \1

de varinrinn de los rslucrzos no rlisminuya e-n ('I pnnta de flncncia de \ termon y no aumcntc en d puuto de Ilucncia de r omprcsion. Por cjcrr.

, :1 plo, el punto C (Fig. VI-l) puedc lIl'pklJIllt:ldt: Il,lliz;H\O~ y ]'UCI,I' dc.-il~[~ (jill' ll\ucbo faha por hacl'r ell esle e::unpo.

Result,l llllly luil, l']) l'.lW,'l(()~ did" sVsllir lll'-'llcjanclo ell l\.1~e:mj('a dc S\lelOS Ull conceplo ~ijlJJ!k tie pbsliridad, bnsa(]o en ideas con un scntido fisico inlllCdi:lIO, iliu>IJ,or.llldo LIS rl>ndlJ"iol1l's aplic::t.b\e.1l lit; b Teoda de ]a Plasticidad ell [onn:t gr:tclnal, Cil rlap:-rs m[rs avanzadas tid ('studio )' ~i(,Jl1JHC COil 1111 crjle>,'lo ']ue pl"rmil.l .Hlojl\;ll- pilr.\OS de vista tcoricos c!aralllcnle cOllfilllla(lo, por !.l cxpl'(illlt~nlaci6n y cl Iaboratono.

Al trat.u de dciinir "n ,,,,1"";11(" Silllpk5 la pli\sticidac1 de Ull suclo, \ j no n'sllhJ sufieientc dccir fJIll' lin sul'io I'Listi1'.p pllecle ddommfse y

l'elllOldearsc sin

, .:: plo.'lddoG '29

Moton;," d. 5uelo.". '"

.1. Estado scmisolido, en cl

'" M.can;ca d. Su.lol PlolIl.. llolI .~ '"

-y'. '" ' I

F;gura \'1-4. Det"ITo:, cl~ I" LOp" de Casagrande. Figura vr.{i. Conjunto de Ill. copa de Casagrande con nnurador laminar.

de elaaorat- un mcrodo de prueba para la determinacion del limite Ii En poco ticinpo se adquiere Ia soltura nccesa-ia para hacer unaquido estandanzando todas sus etapas, de modo que ope-adores diferen

ranura apropiada, can una sola pasada suave del railurad or, en unatC5 en laboratories cJisLintos obtuviesc n los mismos valo-cs. a.rcilla bien mczclada, sin particular gruesas. En mezclas no uniforrnesComo rcsulrado de tal investigacion nacio la tccnica basad a en el o COil p

I Mec6nl(o ... Suelo. Ph>1Il~lcl.. d

'" f '" A partir tie cxtcnsas iJlve:;tigaciolles sabre los resultados obtcnidos mar nl sllelo, como cs cl caso de los suelos plisticos; pero en e1 caso de'Ipor AUerberg can su metoda original ya desctito Y usando den-rrninacio los suclos no pldsticos [arenosos}, de mayor pcrmeebilldad qul' las ar

lies efectuadas por dilcrentcs oprradorcs ell vanns iaboratorios, sc cstablccic que el limite llquido obtclliclo pDf media de la copa de CasagrolDde correspond- nl de Aucrbcrg, si S(' define como cl contenido de ague del suelo para cl que la runura so ci,ona a 10 largo de 1.27 em (~/~"), con 25 golpes en la copa. Esta [(IrrebL:i6n permitio incotporar a la expericncia actual toda la adquirida prcvi;llllcntc ::J1 usa de la [Opa.

D,: hceho, cl Ilmilc liquido sc clctCrlllin:l conocicndo 3 f, :j. contentdDS de agua rlifcrcntcs en HI vcciudad, con los corrt-spondicntes n{nn('ro~ de golpes y traz.ando la curvn Contcnido de agua-Nllm. de golpcs. La ordenada de esa cu rva corrcspondicntc a la abscisa de 25 golpes es el contenido de agua correspondicruc al limite liquido Sc cncontro cxperlmentalmentc (A, Casagrande] que usando papel semilogaritmico (con los contenidos de agua en escala aritmctica y cl numero de golpes en escala logaritmica ) , Ia eur-'a anterior, llamada de Iluidez, es una recta cerca del limire liquielo. En la Fig. VI-7 apareee csa curva y el modo de dctermiunr cl limite liquido

La ccuccion de la curva de Itjo cs :

u: -F'ologN+C, (6-2)

w = Conlenielo ele agua, como porcentaje del peso seco, FlO = Indire ele {luide7., pendientl' de la c\lrva (Ie fltlidez, igual a la

vanaci6n del contenido de agua conespondll'llte a un cicio de la eSC ala logarilillica.

N = N(lmero de g-olpes. Si N es mrnOf (\,: 10, aproxll11cse a meelia g"Olpc; pOI' eje'lliplo, si ell d 6" Ijolpt~ se cerro la rarWfJ 0,63 cm (~4"J y ('11 ('I 7'" St' crrr6 1.9 rIO (~r'), rcpOrtense 6.5 golpcs,

c Constanle que r('pn'~W11!a Ja onll'n;Hl.a CIlia abscis;l de 1 golpc; se c:lku!:r jJ rolllll,,-: :ll\llo ('1 tram Ik' Ia cUl'va de (luiell~z.

Para. construir la rUn:a ele fluide;. sin salirsl: del inter"alo en lJill~ pIled!: eonsidcrar,r rect;l, A. (:;I~a.L;r'lllck l"l'("'llli('IHla n'gi,tl':l.!" vJ],-,res rntn.: los 6 }' los :\5 golpcs, (1cItllnill:Jndo Ii pUlllos, If'" l'ntrl' (; y 15 goII)CS y Il"~ entre 23 y :12, Pal.1 cl)l\sistcl\cias eorn'S!'Cllldil'l1lCS .l lliCliOS de 6 golp"~ se haec ya tllU}' difkij cli~("nlii[" d 11lOllwnto (kl cient~ de b l'anura y si esta St: elena '1/ llds (k 35 g-olpcs, h ~r;tn d\lrar:ilin de b prueba causa exeesiv;\ 1'\':l.pol-,\('i6n, En plw'has de rutinil basta COil e!

n. M..6n;,a ". S....I". Plal'ldd"dII '" 110505 en eJ limite pldstic o no es constante, sino que puede variar ampliamcntc. En ];)S aruillas muy plasnccs, la tcnacidad ell el limite plas., tico es alta, debiendose aplicar con las rnanos considerable pn:si6n pena formal' los rollitos: pOl' e] contrario, las nrcillas de baja plaslicidad son poco tenaces en r-l limite phisrico.

Algunos suelos fines y arenosos pucdr-n, en aparicncia, ser similares a las arcillas, pero al tratar de determinae su limite plastico se nota la irnposibilidad de formal' los rnllitos, rcvelandose ilsi la Ialta de plasticidad del material ; en estes SUCI05 e! limite liquido resulta pracricarnente igual .11 plasrico y auu mcnor, rcsultando cnronccs un indice plastico llCgiltivo; las determinaciones de plasticidad no condue-en a ningun resultado de intcres y los lirnitcs liquido y plistico carecen de scntido fisico.

Cuando dos suelos pldsticcs ticnen 105 rnismos Iimites de plasticidad 0 el misrno Indic- plasuco, pero diferentes curvas de flujo, el suelo cuya curve sea mas tendida, es dccir, e] de mellor Indkc de Iluidez; tcndra mayor rcsistencia en el limite plristico ; la rcsisteucia al esfucrzo nortante de una arcilla en el limite pldstico es una medida de 5U tenncidad, por 10 cual pucde decirse que [a tenacidad de las arcillaa de igual lndir-c plastico crece a menor Indica dc fluidez. En efecto, ~ean:

LL = limite liquido. LP = limite plastico. f p = fndice phistico (LL - LP). F", = indice de fJuidcz. J, = 25 gjcm", Jcsistencia al esfuer:w cOl'lante de los SllelOS

plasHeo.., en eI limite liquido. J; = r~sistencia al esfuerLO cortante

plastico, euro valor pnede marse de un.1. an:illa.

Segull (6-1), poniendo en lugar de N reprcscllla la rrlaei6n entre cl numcro de

lr~islencia, puede escril.lil's.c:

LL= -FwlogCs, + C' I.P = -F", log Cr. + C'

H.c~talldo (a) y (b), ~e obtlene;

lp = LL - LP = FlO (log CJI

SIJ

corrt"spondientc al limite para medir la tenacidad

cquivalenlc Cs, dOnlk C golpes y la corrc~pondienll:

(a i (b)

- log [:'.1')

1 = 1"",101,;-." ~ ,I I De donde:

1, ~- log--.Too " (6-3]l '

'" '.

->t,

'i\1,

,j"

j,

" I

I

Para rencr una mcdida rclativa de la tenacidacl basta dcfinir aT", eomo india de tenocida d cvirando resolver en cada case Ia ccuaci6n (&-2) para cakular h.

El indicc de tcnacidad, conjnntamentc con c! de fluidez, es util pJra ('stableeer una dilereuriaciou adicional en Jo que se rcflere a las caracterlslic;\s de plasticidad de 1,15 arcillas. EI indicc de temlCidad generalmente varia entre I y 3 y lara Yl~Z alcnnva valores de 5 0 menorcs qul' 1; un alto valor de T", no impljt-a que los limitcs cl,~ plasticidad scan altos.

Lntn- los drvcrsos metooo- posibles ['ara represcntar y c..ornpJr.,r las propicdadcs de plastieidad de los suelos, cs prercnblc uno debido a A. Ca':tgranl!c, cu cl que sc dibujan corno abscisas los limitcs Ilquidos y como ordcnad.is los indices phlslieos. En la Fig_ VI-B, aparece una ;epresentaeion de varies suclos tipicos.

Cada linea grucsa repn-scnta los datos obrcnidos pOl' A, Casagrande en una scne de mucstras de la misma localidad y de la misma formacion geologica; los puntos aislados se determinaron con Ull solo material. Los puntos conectados con linea discontinua son datos obtenidos de una soja nrucstra ; los puntas superiores son pruebas hcchas al suelo en e~tado nalur:ll y los inferiores SOil resullados rcferentes a esa muestra secada :ll Itorno. l:.n la gr;i.fica rcsahan Cierlas caracteristicas generales. 1'or ejelliplo, se eneontr6 que euanto mas :lltos estan los puntos de la gr,"dica, lanto m:ls tenaees son bs arcillas. En /::Is arcil\as inorgtmicas qul' 110 SCJn de origen vold,nieo, es poco frecuenle un limite liquido lllZlY(lf' rJ( J00; sin emDaq.;o, en arcillas \'olcinicas u olg;\nicas SOil rela

tiV.IJlU:Olt'~ fnTu('lltes v.lIol('S sabre cse nlJmelO; las bcntonita.s, por ('j"lllplo, alr'llllan ,-"dares In';!:1 de 600, siendo signifieativo que su ,o1\tcnic!o ell' jJ,lrlicula~ blilillarcs colojcbles s.ca de 70~b aproxirnada][\('111", Illil'111r;IS (lu(' el ck las arcill;ls OI'dinarj;"ts de alta pbSlicidild l'S II ;ilrcdnlnr tip :10~;': 1.0.\ (him obtenidos Cll un;] r1..perillll'lllilci6n sis II!ll'-',tic,1 n'ali/;lda por ,1 III;SJlIO .\. Cm;lgrallcle originalmelllr, sabre JllO'II'Li~ ell' an'lLl )' an:ilh. qlll'r!all sl'n:\lados en la gT'lfica par IJneas Ply;t [('lldtll' ia gCIlL'rat coincide ,'(lll IJS linea, gnleSJ~ de ]a Fig_ VI-8; "~l" '.Jldil':t \1\1(' ('II la JIl;\\oria de los ea~o~. I.t'i TlllJl'Slra~ de ]a misma :O'lla r 11.-1 Illi'lllf) OI;.!.;"11 r-;,'"Il'gieo difllTl'n ,'sl'lKi;dlllente ('n 51! cont(lIido d(' IJ,\1\;'lIl.ls gJllf~:lS. IlJicllll;iS !jul" \1 ("al;iclcT lIe lil frilcc:'ln ("0Illid;t1 1'('ll1lal"( (. ("('llcialllwllle illl';lll,lhk,

I Ie, 1J\111l0.\ (01l1"!1011dicllll'S :II (';}plill Y ;, poln" (Ie mila indican qlli' 1;11", '_\wl,l', v oln', ]1o!vo' ar(if;cia! Cll cOlilpamci6n lOJI las p,lillcuhs ("j"idJ!c, tit- LIS al'Cill.J" pLi5lilas, po,cen mf:llOr pl;l5licid.1l1 (plO' I." ;lI'cijJa~ onliIWli:1S: pOIlu l;mto, 1111 Ilul',ce pbstieo bajo no illdira 1[{"(TS;lli.llllelltl" 1I11 eonlellido de 1ll;\lcri:l \,n:;;'1l1ir",

EI s{,[:ldo, sq;lln Sl' tkspn'ndc de los cxperiml'lltos anteriores produn' c;\ll\bios :rre\'er~jblcs I'll ];15 cuancristicas de la fraccion coloidal oq:;{lI\i(';\ ell' un sudo; a faha ele Olf{):; medioo;, se podr1an diferencbr II'S suelos Dfg';'lIlleo~ de los inorg:lnicos de ba.io lndicl" plaslieo, repitiendo

------- ------ --- -

Meco..lco de Suelol". Plo.licidad '",

'" ...".,. lit Los [imites de algunas arcillns so afr-c-tan tarnbicll por 13 intensidad ~ del mezc.lado ; d limite phistico varia normalmenoe en la misma direc. . _. . ";:::,:"'"100 ."".,.",~ ,- ''''''n,' ,._...>T.,,, cion del llquido, pero sus variacicncs suelen scr solo del oi den de un,

100 :tW;_~~"~ valores de- los limitcs de plastic]

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o

Filll\r" VI..II. Gr:1fin ltlO'lr3ndo la retaclon ~nlrc d hmite lfquidc v d indire pm'tico_ ~ (Fon,lada por la Unj".rlidad de Harvard). ~ ,,,roo

'" "" J Figur.. VI-9. Influencia de! secado I'll 10_1 limite. liquid" y pltl.tico de una atlas dcn-rmlnacioncs de los lirnitvv con cl materia] sccado al homo; rste cilla del valle de Mexico.

s('cado causa invariabkmentc una aJlfl'cirtblc di,tninuci6n de 105 liruitcs del 5Uc!O nrg';'lniro {vcansc ID' sur-los de Cambridge, New London 0 Turqula, en la Flg. VI-Ill. los limitcs dc los 5lH'los inorg.udcos l1'\Illbicn

dnd, han obtcnido Marsal y Mazari.> St:gt'ln estes invcstigadorcs, Iii inso afcCt;lll por el sccudo a l horne, pero en mucho mcnor !'0 los Iiinircs pucdcn 1'\U1l1Ctll:11' 0 dismiuuir, dcpcnclicndo

dd suclo. , importante srw'H1 mur-stra ln Fig. VI9. E5t1'\ g-r,lfic.l prexr-nta las varia, CiOIlI'S en 10., lilllites liquido Y pl.istico pOI" 5(:C;l.lO ~radu1'\] ell cl racdio TABLA 6-1 ambir-nu-. (;('1110 sc obscrV;I, la dcshidrruacion no ah-ctn [11 v;\I(1\' de los

limiu:s, cu.ulo cl contcnido de 1'\gu:t can qU

I

Es import:lIlw que bs 1ll111'Slras ~('l

, aluviales, ctc.: estes cat tas scparadas debcr.in publicar

sr, junto con los resultados de prucbas mas claboradas cjccuradas en muestra s inalreradas del suclo, COIl !(Js perfiles completes ell' dir-lu, suelo y, cuando sea posiblc, COil la 11i,toria (om plctn de I" c.x]J('ri('r!