21/04/23

“Curso de capacitación LIEMSA, 2004”

En pruebas de: Vías terrestres, Geotécnia, concreto y acero.

Presentado por:

Ing. Alejandro Hernández Ramos.

Ing. Alejandro Picazo Medel.

Ing. D. Ixchel Romero Lombard.

21/04/23 Mecánica de Suelos

Descripción y clasificación de los suelos

Objetivo:Realizar a través de características cualitativas del material y mediante un procedimiento visual y manual (tacto) la descripción y clasificación de un suelo.

Equipo y material:• Suelo a describir y clasificar• Solución de ácido clorhídrico• Lupa• Espátula• Pipeta• Piseta

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Clasificación de los suelos según su tamaño

Término Límites de tamaño Ejemplo

Bloque Mayor a 300 mm Mayor pelota basquetbol

Canto rodado 75 a 300 mm Naranja a sandía

Grava gruesa 20 a 75 mm Uva a naranja

Grava fina 4.7 a 20 mm Chicharo a uva

Arena gruesa 2 a 4.7 mm Sal de cocina

Arena mediana 0.42 a 2 mm Azúcar

Arena fina 0.074 a 0.42 mm Azúcar en polvo

Finos Menores que 0.074 mm

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Descripción general de rocas y suelos según su dureza

Término Estimación de campo de la dureza

Roca muy duraRequiere más de un golpe de martillo para romper la muestra de mano

Roca dura La muestra se rompe con un simple golpe de martillo

Roca suave Se logran hacer hoyos de 5 mm con el pico del martillo

Roca moderadamente suave

Muy duro de romperse con la mano

Roca muy suave El material se desmorona bajo golpes de martillo

Roca muy débil o suelo duro

Quebradizo o tenaz, se rompe con la mano con dificultad

Muy duro Puede ser mellado con las uñas

Duro No puede ser remoldeado con los dedos

Firme Puede ser moldeado sólo por fuerte presión con los dedos

Suave Fácilmente moldeado con los dedos

Muy suaveEl suelo se escurre entre los dedos cuando se remueve en las manos

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Recomendaciones para la descripción e idetificación de suelos

Descripción e Identificación

del suelo

Nombreresultante de

la identificación Color e intensidad luminosa:•Blanco, negro, café amarillento

•Café, verde olivo•Color uniforme, moteado

•Color marmoleado, bandeodo

Tamaño y graduaciónDe las partículas:

•Tamaño máximo•Porcentaje de tamaños

•Presencia de conchas, micas,etc

Forma de partículas:•Bien redondeadas

•Redondeada, subredondeada•Subangular, angular o muy angular

Textura superficial:•Rugosa, arinosa

• Jabonosa o fibrosa

Plasticidad de finos:•Nula, ligera, baja

•Media, alta o muy alta

Estructura:•Estratificada, fisurada, con lentes de ...

•Con vetas de ..., con nódulos, con ductos•Con cavidades, con restos de raíces

•Estructura heterogénea u homogénea

Cementantes:•Tipo de cementante

•Grado de cementación(débil o fuerte)

•Mineralogía predominante•Compacidad relativa

•Nombre local•Clasificación SUCS

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Características de coloración

Color Descripción

Uniforme

ManchasUn color discordante, de tamaño apreciable sobre fondo uniforme

MoteadoManchas pequeñas (pecas) sobre un mismo fondo

MarmoleadoDos o más colores que ocurren con igual frecuencia. No hay predominio de color

Bandeado Colores distintos dispuestos en bandas

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Coloración de los suelos

Blanco

Caolín

Gris en diferentes tonos

Granos de calcita

Carbonatos

Vidrio volcánico

Materia orgánica

Cuarzo

Negro

Minerales ferromagnesianos (biotíta, hornoblenda, magnetrita, etc.)

Oxidos de fierro

Materia orgánica

Ceniza volcánica

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(Continuación)

Café amarillento

(ocre)limolita

Blanco Ocre claro

Negro Café olivo

Café obscuro (en general orgánico)

CaféÓxido de

hierro

hematita

Blanco Café claro

Café grisáceoNegro

Café obscuro

Rojo Café rojizo

RojoFeldespatos

hematita

blanco Rosa

NegroRojo obscuro

(materia orgánica)

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(Continuación)

Verde olivo

Reducción de óxidos de Fe por gases sulfúricos y materia orgánica

BlancoVerde olivo claro

Verde olivo grisáceo

Negro Verde olivo obscuro

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Tamaño y graduación de partículas

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Forma de partícula

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Redondez de las partículas de suelo grueso

Redondez Descripción

Bien redondeada Casi equidimensional o elipsoidal

RedondeadaTiende a quidimensional. No se diferencian esquinas o puntas al rolarlo con los dedos

SubredondeadaSe distingen perono se “sienten “ las aristas ni los bordes. Se aprecia que éstos han sido “redondeados”

SubangularSe distinguen bordes y aristas pero están despuntadas o ligeramente redondeadas.

AngularPresentan esquinas y bordes ásperos, lastiman, pero no son tan cortantes o afiladas sino de forma más bien prismáticas.

Muy angular Presentan bordes afilados o esqunas agudas

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Redondez de las partículas de suelo grueso

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Caracteristicas estructurales de muestras intactas

Estratificación Características

Estratificada Estratos alternados de diferentes materiales o color. Si el espesor de los estratos es menor de 0.60 cm (1/4”) se dice que la estructura es laminada

FisuradaPresencia de fracturas. Si la separación excede de 0.20 mm se considera agrietada. Si los planos de fractura muestan superficies prismáticas con apariencia pulida o lustrosa, se dice que la muestra presenta rompimiento prismático

Con lentes de... Pequeños bolsones con forma lenticular de material con diferente textura.generalmente orientados en dirección horizontal

Con vetas de... Bolsas de material extraño, generalmente más grueso, dispuestas en dirección normal al plano de estratificación.

Con nódulos de... Inclusiones con forma redondeada y pequeña (óxidos, carbonatos).

Con ductos de disolución, cavidades, o restos de raices.

Estructura heterogenea Mezcla desordenada de materiales

Estructura homogenea Sin características relevantes

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Cementantes

Cementante: Sustancia que une partículas de suelo proporcionándole ciertta cohesión

Grado decementación

Débil: Se disgrega el suelofácilmente con los dedos

Fuerte: no se disgrega con los dedos, aunque se puedan separar unas cuantaspartículas

Cementantes comunes:Limo, arcilla, sílice, sesquióxidos, alumina

compuestos orgánicos, carbonatos (Calcita, Ca;dolomita, Mg; siderita, Fe; ankerita, Ca, Mg, Fe))

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Reacción al ácido clorhídrico (HCl)

Reacción HCl

(20 HCl puro por 100 H2O% Aproximado de

carbonatos

Nula < 1

Débil pero permanente 1 a 2

Media pero no permanente 2 a 3

Fuerte y permanente

> 5

10 a 50 material calcareo

> 50 material carbonatado

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Textura (al tacto) de los suelos

Sensación al tacto

Caractéristicas de:

Rugosa Arena fina, arena limosa o limo arenoso

Harinosa Limos

Jabonosa Arcillas o turbas amorfas

Fibrosa Turba fibrosa o pseudofibrosa

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Consistencia Natural

Consistencia DescripciónResistencia

qu (kg/cm2)

Muy blanda Se escurre al apretarla < 0.25

BlandaEl pulgar se hunde fácilmente. Se puede moldear fácilmente con los dedos. 0.25 a 0.50

Media a semirígidaSe requiere algo de presión para que penetre el pulgar. Se requiere algo de presíón para moldear con los dedos

0.50 a 1.00

Firme

Se requiere mucha presión para que el plgar penetre o deje huella. Opone resistencia a la deformación. 1.00 a 2.00

Muy firmeEl pulgar no penetra. Opone mucha resistenca a la deformación. Se puede marcar con la uña

2.00 a 4.00

DuraLa uña penetra con dificultad, se puede rayar o marcar. Quebradiza.

> 4.00

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Resistencia en estado seco

Descripción Caractéristicas de:

Nula a muy baja

(se desmorona con los dedos)

Limo arenoso, o limo de muy baja plasticidad.

Baja a media

(Se requiere algo de presión para desmoronar)

Limo de plasticidad media, limo orgánico, o limo arcilloso de baja a media plasticidad.

Media a alta

(dificil de desmoronar con la sóla presión de los

dedos)

Arcilla limosa, arcilla de baja a media plasticidad, arcilla arenosa, o arcilla orgánica.

Alta a muy alta

(muy dificil de romper manualmente)

Arcilla de alta plasticidad, o arcillas inorgánicas.

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Plasticidad de suelso finos

Plasticidad

(denominación cualitativa)

Índice plástico, Ip

(aproximado)

Nula 0

Ligera < 5

Baja 5 a 10

Media 10 a 20

Alta 20 a 40

Muy alta > 40

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Tenacidad en el límite plástico

Tenacidad Caractéristicas de:

NulaSuelos con pocos finos plásticos. Materiales con plasticidad nula a baja: arenas limosas, limos arenosos, o limos de baja plasticidad.

LigeraSuelos con materia orgánica de baja plasticidad.

Ligera a mediaLimos inorgánicos de alta plasticidad. Suelos con materia orgánica de plasticidad media a alta

MediaSuelso de baja a media plasticidad: arcilla arenosa, arcilla limosa, limo arcilloso, o arcilla orgánica de alta plasticidad

Alta Arcillas inorgánicas de alta plasticidad

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Reacción al agitado

Dilatancia Caractéristicas de:

RápidaArena limosa, limo arenoso, o limo poco plástico

Rápida a lentaSuelos con pocos finos plásticos, o limos de baja a media plasticidad.

LentaSuelos orgánicos de baja a media plasticidad, o limos arcillosos de mediana plasticidad.

Muy lenta a nula

Arcillas arenosas, arcillas limosas, limos inorgánicos de alta plasticidad, arcilla de baja a media plasticidad, o suelos orgánicos altamente plásticos.

NulaArcillas de alta y muy alta plasticidad, o suelos arcillosos orgánicos de media a alta plasticidad.

Nota: Material menor de 0.40 mm (malla No. 40) con su contenido natural de agua.

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Ejemplo 1 de descripción y clasificación

Nombre: Se trata de una muestra alterada traída de Tlaxco, Tlaxcala. Se nota que se trata de material fino

Cementación: Es un material fino con grumos cementados, pero disgregables con los dedos. Grado de cementación débil. Sensación al tacto: La sensación fue jabonosa al añadírsele agua, lo que nos dice existe la posibilidad de que sea una arcilla o turbas amorfas. 

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(continuación)

Plasticidad de la parte fina:

Baja, lo que se relaciona con el índice plástico, que está entre 5 y 10

Tenacidad en el límite plástico:

Ligera. Lo que nos revela que se trata de suelos con pocos finos plásticos. Materiales con plasticidad de nula a baja. Limos de baja plasticidad.

 

Dilatancia:

Rápida a lenta. El agua apareció hasta algunos golpes después. Indica suelos con pocos finos plásticos.

Resistencia en estado seco:

Cuando se probó la resistencia que oponía la bolita seca, no se pudo romper con las manos.

Una resistencia alta nos dice que se trata de una arcilla de alta plasticidad o arcilla orgánica.

 

Clasificación: ML,

limo de baja plasticidad.

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Ejemplo 2 Descripción y clasificación

Nombre: Se trata de una arena marina (presencia de conchas). La muestra es de la zona del estado de Campeche.

Color:blanco, muy pocas partículas rosas y gris oscuro, algunas transparentes. Tamaño y graduación de partículas: el tamaño máximo de las partículas es de 2 mm. El porcentaje de finos representa < 5% de la muestra, por lo tanto es una arena fina, que por la uniformidad de sus granos, es mal graduada (SP). El porcentaje de conchas que encontramos fue aproximadamente 3% de la muestra. Mineralogía predominante: sílice, los carbonatos de calcio y el óxido de hierro.

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(Continuación)

 Forma de la partícula: Resultó difícil ver todos los granos, pero los que se pudieron observar se definían como subredondeados. Plasticidad de finos: nula. Indica un índice plástico e cero.

Cementante: no presenta cementantes. Reacción al ácido clorhídrico: La reacción fue fuerte y permanente, por lo tanto el porcentaje de carbonatos se encuentra entre un 10 y 50%. Clasificación:

SP, arena mal graduada.