INDICE DE FIGURAS

Figura 1. Sistema de Clasificación USCS .................................................................... 272

Figura 2. Características de la Clasificación USCS ...................................................... 273

Figura 3. Carta de plasticidad de Casa Grande ........................................................... 274

Figura 4. Características y uso de los suelos (http.www.galeon.com 2011) ................ 274

Figura 5. Sistema de Clasificación AASHTO................................................................ 276

Figura 6. Carta de Plasticidad AASHTO ...................................................................... 277

Figura 7. Características de suelos –según la AASHTO– (http.www.galeon.com 2011) ..................................................................................................................................... 277

Figura 8. Fases de un suelo ......................................................................................... 281

Figura 9. Límites de Atterberg y estados de consistencia de un suelo (Márquez, 2006) ..................................................................................................................................... 285

Figura 10. Estados de consistencia de un suelo. (http://www.monografias.com, 2010) ..................................................................................................................................... 285

Figura 11. Curva típica de compactación. .................................................................... 289

Figura 12. Efecto de la energía de compactación en la curva Proctor. (Márquez, 2006) ..................................................................................................................................... 290

Figura 13. Tensiones en el interior de una masa de suelo sometida a su peso propio (Márquez, 2006) ........................................................................................................... 294

Figura 14. Estado de tensiones de un elemento diferencial en un plano cualquiera. (Márquez, 2006) ........................................................................................................... 295

Figura 15. Círculo de Mohr. (Márquez, 2006)............................................................... 296

Figura 16. Envolvente de Mohr-Coulomb. (Márquez, 2006) ......................................... 297

Figura 17. Esquema del ensayo de corte directo. (www.unalmed.edu.co, Marzo, 2011) ..................................................................................................................................... 300

Figura 18. Recta intrínseca. (www.icc.ucv.cl , Noviembre 2010) .................................. 301

Figura 19. Teoría de consolidación. (www.icc.ucv.cl , Noviembre 2010) .................... 303

INDICE DE TABLAS

Tabla 1. Denominación y abertura de tamices para gradaciones................................ 279

Tabla 2. Valores típicos de Gravedad Específica de varios suelos (Djoenaidi (1985) en el libro de Bardet, 1997) ............................................................................................... 282

Tabla 3. Valores orientativos de los límites de Atterberg (humedad gravimétrica) para diferentes suelos (Márquez, 2006) ............................................................................... 287

Tabla 4. Valores orientativos de humedad óptima y densidad seca máxima de distintos suelos. (Márquez, 2006) ............................................................................................... 289

Tabla 5. Clasificación típica de valores de CBR (Acosta y Argueta, 2005) ................. 292

INDICE DE FOTOS

Foto 1. Equipos para realizar gradaciones: Tamices, Horno, bandejas, balanzas ....... 280

Foto 2. Equipos para realizar Límites de consistencia. ............................................... 286

Foto 3. Equipo para realizar ensayo de Proctor. ......................................................... 291

Foto 4. Equipo para realizar ensayo de CBR. ............................................................. 293

Foto 5. Equipo para el ensayo triaxial y compresión simple. ....................................... 299

Foto 6. Equipo para el ensayo de corte directo. ........................................................... 302

Foto 7. Equipo para el ensayo de consolidación. ........................................................ 306

TABLA DE CONTENIDO 1. MARCO TEÓRICO ................................................................................................ 270

1.1. Métodos de clasificación de los suelos ........................................................... 270

1.1.1 USCS – Unified Soil Classification System ................................................... 270

1.1.2 AASHTO – American Association of State Highway and Transportation Officials .................................................................................................................. 275

1.1.3 Comparación entre el sistema AASHTO y el USCS ..................................... 278

1.2. Ensayos de caracterización – Propiedades elementales de los suelos .......... 278

1.2.1 Granulometría ............................................................................................... 278

1.2.2 Porosidad e Índice de vacíos ........................................................................ 281

1.2.3 Humedad, peso específico y grado de saturación ........................................ 282

1.2.4 Plasticidad (Límites de Atterberg). ................................................................ 284

1.2.5 Compactación de Suelos. ............................................................................. 287

1.2.6 Compactación CBR ...................................................................................... 292

1.2.7 Resistencia a Esfuerzo Cortante de un Suelo .............................................. 293

1.2.8 Ensayo edométrico o de consolidación. ........................................................ 302

270

1. MARCO TEÓRICO

1.1. Métodos de clasificación de los suelos

1.1.1 USCS – Unified Soil Classification System

El Sistema de Clasificación Unificado de los Suelos, presentado por Arthur Casagrande en la década de los 40 posee como parámetros para determinar la clasificación de los suelos la composición granulométrica y los límites de Atterberg (Límite Líquido (LL) e Índice Plástico (IP)), además de la presencia de materia orgánica. (Modificado del texto Mecánica de suelos de Gonzalo Duque Escobar 2002 y del Manual de Carreteras de Luis Bañón Blázquez de 1999)

En esta clasificación se dividen los suelos en tres grandes grupos:

- Suelos de Granulometría Gruesa - Suelos de Granulometría Fina - Suelos altamente orgánicos

Los suelos granulares se designan con estos símbolos

Prefijos

- G: Grava, El 50% o más es retenido en el Tamiz No. 4 - S: Arena, Sí más del 50% pasa el Tamiz No. 4

Sufijos

- W: bien gradado. P: mal gradado, Depende del Cu y Cc - M: Limoso. C: Arcilloso, Depende de WL y el IP

Si menos del 5% pasa el Tamiz No. 200, los sufijos son W o P, según los valores de Cu y Cc. Si más del 12% pasa el Tamiz No. 200, los sufijos son M o C, dependiendo de WL e IP. Si el porcentaje de finos está entre el 5% y el 12%, se utilizan sufijos dobles (clase intermedia).

Los suelos finos se designan con estos símbolos.

Prefijos

- M: Limo - C: Arcilla - O: Orgánico

271

Sufijos

- L: Baja plasticidad (WL < 50%) - H: Alta plasticidad (WL > 50%)

En la carta de plasticidad separados por la línea B. (Ver Figura 3)

De acuerdo a lo anterior, se generan el siguiente tipo de grupos para clasificación:

- GW : Grava bien gradada, mezclas gravosas, poco o ningún fino. - GP : Grava mal gradada, mezclas grava – arena, poco o ningún fino. - GM : Grava limosa, mezclas grava, arena, limo. - GC : Grava arcillosa, mezclas gravo – arena arcillosas. - SW : Arena bien gradada. - SP : Arena mal gradada, arenas gravosas, poco o ningún fino. - SM : Arenas limosas, mezclas arena – limo. - SC : Arenas arcillosas, mezclas arena – arcilla. - ML : Limos inorgánicos y arenas muy finas, polvo de roca, limo arcilloso,

poco plástico, arenas finas limosas, arenas finas arcillosas. - CL : Arcillas inorgánicas de plasticidad baja a media, arcillas gravosas,

arcillas arenosas, arcillas limosas, arcillas magras (pulpa) - OL : Limos orgánicos, arcillas limosas orgánicas de baja plasticidad. - MH : Limos inorgánicos, suelos limosos o arenosos finos micáceos o

diatomáceos (ambiente marino, naturaleza orgánica silíceo), suelos elásticos.

- CH : Arcillas inorgánicas de alta plasticidad, arcillas gruesas. - OH : Arcillas orgánicas de plasticidad media a alta, limos orgánicos. - Pt : Turba (carbón en formación) y otros suelos altamente orgánicos

En las Figuras 1, 2, 3 y 4 se puede apreciar el procedimiento de clasificación de los suelos por medio del sistema USCS y las características de los grupos de esta clasificación.

272

Figura 1. Sistema de Clasificación USCS

273

Figura 2. Características de la Clasificación USCS

274

Figura 3. Carta de plasticidad de Casa Grande

Figura 4. Características y uso de los suelos (http .www.galeon.com 2011)

275

1.1.2 AASHTO – American Association of State Highwa y and Transportation Officials

Este es el sistema del Departamento de Caminos de U.S.A. (HRB – Highway Research Board), introducido en 1929 y adoptado por la “American Association of State Highway Officials” entre otras. Es de uso especial para la construcción de vías, en especial para manejo de subrasantes y terraplenes. (Modificado del texto Mecánica de suelos de Gonzalo Duque Escobar 2002 y del Manual de Carreteras de Luis Bañón Blázquez de 1999)

Los grupos de suelos son 7, subdivididos en otros más (para llegar a 12)

a) Grueso granulares: 35% o menos pasa el Tamiz No. 200 comprende

- A-1, si menos del 20% pasa el Tamiz No. 200 y menos del 50% pasa el Tamiz No. 40, pero en el pasa Tamiz No. 40 el IP<6%.

- A-2, si menos del 35% pasa el Tamiz No. 200, (limoso o arcilloso), y el material no cumple con A-1 ni A-3.

- A-3, si menos del 10% pasa el Tamiz No. 200 y 51% o más pasa el Tamiz No. 40, pero si el pasa Tamiz No. 40 no es plástico.

b) Suelos fino granulares (grupo limo arcilla): más del 35% pasa el Tamiz No. 200

- A-4 si IP ≤ 10 (limo) y LL ≤ 40% - A-5 si IP ≤ 10 (limo) y LL ≥ 41% - A-6 si IP ≥ 11 (arcilla) y LL ≤ 40% - A-7 si IP ≥ 11 (arcilla) y LL ≥ 41%

En consecuencia: A-1 = cascajo y arena; A-3 = arena fina; A-2 = cascajos y arenas limosas o arcillosas; A-4 y A-5 suelos limosos, y A-6 y A-7 suelos arcillosos.

En la Figura 5 se puede apreciar el procedimiento de clasificación de los suelos por medio del sistema AASHTO, en la Figura 6 se puede observar la carta de plasticidad de este sistema y en la Figura 7 las características de los grupos.

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Figura 5. Sistema de Clasificación AASHTO

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Figura 6. Carta de Plasticidad AASHTO

Figura 7. Características de suelos –según la AASH TO– (http.www.galeon.com 2011)