propiedades volumetricas y gravimetricas

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Informe sobre exposicion de la materia de Geologia aplicada a la ingenieria civil, el tema es propiedades gravimetricas y volumetricas de los suelos, arenas, gravas y limos.

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1. Origen y Formacion De Los Suelos.-

Los suelos son producidos por el intemperismo y la erosin de las rocas, los cuales pueden ser residuales o transportados, los primeros, son aquellos que se localizan junto a la roca que le dio origen y los transportados, se consideran aquellos que son localizados lejos de las rocas que le dan origen, siendo el medio de transporte: el agua, el viento, los glaciares, los animales o la gravedad. Los suelos por consecuencia son agregados ptreos que tienen una composicin mineral idntica a la roca que le dio origen, con la diferencia de que los suelos son partculas con un tamao mximo de tres pulgadas (7.5 cm). Las partculas con tamao mayor se consideran fragmentos de roca como se identifica en la siguiente tabla:

TamaoDenominacion

Mayores de 2.0 mtsMacizo Rocoso

De 70.0 cm a 2.0 mtsFragmentos Grandes de Roca

De 20.0 cm a 70.0cmFragmentos Medianos de Roca

De 3 a 20.0 cmFragmentos Chicos de Roca

No. 4 a 3Suelos Gruesos (Grava)

No. 200 a No. 4Suelos Gruesos (Arenas)

Pasa la malla No. 200Suelos Finos

2. Factores geolgicos que influyen en las propiedades de los suelos.-

La corteza terrestre, es atacada principalmente por el aire y el agua, todos los mecanismos de ataque pueden incluirse en dos grupos ; desintegracin fsica y descomposicin qumica. La desintegracin mecnica, se refiere la intemperizacin de las rocas por agentes fsicos, tales como cambios peridicos de temperatura, accin de congelacin del agua en juntas y grietas de las rocas, efectos de organismos, plantas, etc. Por estos fenmenos, las rocas llegan a formar arenas, limos y solo en casos especiales arcillas. La descomposicin qumica, es la accin de agentes que atacan a las rocas modificando su composicin mineralgica o qumica. El agente mas importante, es desde luego el agua y los mecanismos de ataque mas importantes son: la oxidacin, la hidratacin, la carbonatacin y efectos qumicos de la vegetacin. Estos mecanismos generalmente producen arcillas como producto ltimo de descomposicin. Los suelos deben su origen a una variedad de causas que excede todo poder de descripcin detallada. El resultado de estas causas, es una inmensa diversidad de suelos resultantes. De acuerdo al lugar de origen de los suelos, estos se clasifican en suelos residuales y suelos transportados. Los suelos residuales, son aquellos que se localizan en el lugar directamente sobre la roca de la cual se derivan. Los suelos transportados, son removidos del lugar de formacin, por los mismos agentes geolgicos y redepositarlos en otra zona, existiendo en la naturaleza numerosos agentes de transporte, como los glaciares, el viento, los ros, corrientes de agua superficial, los mares y las fuerzas de gravedad. En general un suelo transportado, queda descrito por un perfil estratigrfico, que resalta la secuencia de su colocacin y el espesor de sus estratos.

3. Fases Del Suelo

4. Uso De Los Suelos En La Ingenieria Civil.-

A grandes rasgos, podemos definir 3 grandes usos de los suelos en la Ingenieria Civil: Como material de soporte(1), material de construccin(2) y elemento activo(3).

Elemento ActivoMaterial De ConstruccionMaterial De Soporte

5. Propiedades Volumetricas.-

Las propiedades volumtricas y gravimtricas pueden definir cuantitativamente las propiedades de un suelo, sus condiciones y su comportamiento tanto fsico como mecanico.

a. Relacion De Vacios

Donde:e: Relacion de vaciosVv: Volumen de vaciosVs: Volumen de solidosRango: 0 e Valores caracteristicos:Arenas muy compactas con finos: e=0.25Arcillas altamente compresibles: e=15b. Porosidad

Donde:n: Porosidad (%)Vv: Volumen de vaciosVt: Volumen totalRango: 0 n 100Valores caracteristicos:Arenas: n=25% a 50%Arcillas: n=30% a 90%

c. Grado de saturacion

Donde:Sr: Grado de saturacion (%)Vw: Volumen de aguaVv: Volumen de vaciosRango: 0% Sr 100%Valores Caracteristicos:Suelo seco: Sr=0%Suelo humedo: 0% Sr 100%Suelo Saturado: Sr=100%

6. Relaciones Gravimetricasa. Humedad

Donde:W: Humedad (%)Ww: Peso de aguaWs: Peso de solidosRango: 0% WValores Caracteristicos:Arenas: W=12% a 36%(Sr=100%)Arcillas: W=12% a 325%(Sr=100%)b. Peso Unitario Total Humedo

Donde:: Peso unitario totalWt: Peso totalVt: Volumen totalDepende de:Peso de los granos individualesCantidad total de particulas presentes (funcion de e)Cantidad de agua existente en los vacios (funcion de w)Caracteristicas:0% Sr 100%c. Peso Unitario Seco

Donde:: Peso unitario secoWs: Peso de solidosVt: Volumen totalCaracteristicas:Sr=0%Ww=0Vv=Vg

d. Gravedad Especifica de Los Fluidos

Donde:Gs: Gravedad especifica: Peso especifico de los solidos: Peso especifico del aguaValores caracteristicos:Arenas: Gs=2.65Arcillas: Gs= 2.7 a 2.9Suelos con materia organica Gs 2.65e. Peso Unitario Saturado

Donde:: Peso unitario saturadoWs: Peso de solidosWw: Peso del aguaVt: Volumen totalCaracteristicas:Sr=100%Vg=0Vv=Vwf. Peso Unitario SumergidoHaciendo una sumatoria de fuerzas verticales:Y=0Ps+Pa-Psat=0Ps=Psat-PaPs=*13-PaRecordar que:Pa=*h*A=12Por lo tantoPs=*13-*13El peso especifico sumergido sera = Ps/Vol

g. Densidad Relativa

Donde:Dr: Densidad relativa (%): Relacion de vacios maxima: Relacion de vacios minima: Relacion de vacios naturalCaracteristicas:Si = Dr=0%Si = Dr=100%Valores CaracteristicosDr(%)Suelos Granulares

0 15Arena muy suelta

15 35Arena suelta

35 65Arena media

65 85Arena compacta

85-100Arena muy compacta

7. Qu Es la Arcilla y Cual Es Su Uso En La Ingenieria Civil?

La arcilla es el producto del desgaste qumico de feldespato, uno de los minerales ms comunes en la corteza de la tierra. Las molculas de la arcilla son planas, como platos. As, cuando se adhieren entre s, forman copos ms largos (aunque an microscpicos). Tambin combinan con el agua.

La arcilla tiende a ser maleable cuando est mojada, y dura y quebradiza cuando est seca. Hay muchas clases de arcilla, cada una con caractersticas ligeramente variadas. Algunas combinan con xidos minerales y pueden adquirir un arco iris de colores. Para la construccin su caracterstica ms interesante es la adherencia. Es el pegamento de la mezcla.

La tierra arcillosa (sin cocer) ha sido utilizada para construir en todos los continentes y en todas las edades de la humanidad, desde que los hombres primitivos decidieron juntarse en asentamientos permanentes. Lo que quiere decir que tiene unos 10.000 aos de historia! En la edad moderna, se ha estimado que entre un tercio y la mitad de la poblacin del mundo vive en casas hechas de tierra.

En el Yemen (frica), hoy en da sigue habiendo edificios de ms de 12 pisos de altura, hechos de arcilla no-cocida. En Taos, New Mexico (EEUU) hay edificaciones de ms de 900 aos que an se estn utilizando. La Alambra de Granada est construida con tierra.

La arcilla (mezclada con arena, paja u otros ingredientes) se puede usar en muchos aspectos de la construccin: revocos o enlucidos, hacer particiones interiores (con paja), suelos de adobe vertido, ladrillos de adobe, cob, pis (Francia), ladrillos comprimidos de tierra, tapial se pueden hacer desde muros de carga hasta relieves esculturales y pinturas.

8. Qu Es la Arena y Cual Es Su Uso En La Ingenieria Civil?

La arena es un conjunto de partculas de rocas disgregadas. En geologa se denomina arena al material compuesto de partculas cuyo tamao vara entre 0,063 y 2 milmetros (mm). Una partcula individual dentro de este rango es llamada grano de arena. Una roca consolidada y compuesta por estas partculas se denomina arenisca (o psamita). Las partculas por debajo de los 0,063 mm y hasta 0,004 mm se denominan limo, y por arriba de la medida del grano de arena y hasta los 64 mm se denominan grava.

La arena es uno de los materiales para construccion ms utilizados en el mundo. Se le emplea como componente para el hormign y el cemento, as como para rellenar espacios, como huecos en las paredes o en los entrepisos. Su extraccin presenta pocas dificultades y se le puede hallar en abundancia. Una de las caractersticas principales de la arena es que puede comprimirse fcilmente, por lo que resulta ideal para reforzar muros y para cimentar ciertos tipos de suelos. En el mismo sentido, tiene la desventaja de que es muy pesado; por esta razn no se le utiliza con tanta frecuencia para este propsito. El uso ms conocido de la arena en la industria de la construccin es, como mencionbamos, para preparar la mezcla que produce el cemento de mortero u hormign. Muchas veces, la calidad del cemento depende en gran medida del tipo de arena que se agregue a la mezcla. La arena con demasiadas impurezas tiene un impacto negativo en el resultado del hormign, provocando que ste tenga menos dureza o que afecte el tiempo de secado. Las minas de arena son muy abundantes y se pueden explotar para obtener miles de toneladas de arena. Esta clase de minas se encuentran a cielo abierto y es comn verlas cuando se viaja por carretera. Contrariamente a lo que se podra llegar a pensar, stas minas no se encuentran cerca de las playas sino tierra adentro, donde el terreno no tenga un fondo rocoso sino ms bien blando. Tambin se puede obtener arena de moler cierta clase de rocas porosas. La arena de playa no funciona bien como elemento de construccion, pues contiene muchas impurezas que son muy difciles, cuando no imposibles de limpiar. Cuando se extrae arena de playa tambin se extraen restos de muchos tipos de roca, as como fragmentos de conchas, corales, sal y otros minerales que son arrojados a las costas por el mar. Por esta razn, no se recomienda su uso ms que para construir castillos durante las vacaciones. Un material que se suele ocupar como sustituto de la arena es el tepetate. Se trata de un tipo de gravilla de origen volcnico que suple perfectamente a la arena en los agregados para el cemento. La desventaja del tepetate es que slo se le encuentra en las zonas volcnicas y que su extraccin es ms difcil que la de la arena convencional, lo cual lo vuelve un producto ms caro.

9. Qu Es El Limo y Cual Es Su Uso En La Ingenieria Civil?

Los limos son suelos de granos finos con poca o ninguna plasticidad, pudiendo ser limo inorgnico como el producido en canteras, o limo orgnico como el que suele encontrarse en los ros, siendo en este ltimo caso de caractersticas plsticas. El dimetro de las partculas de los limos esta comprendido entre 0.05 mm y 0.005 mm. Los limos sueltos y saturados son completamente inadecuados para soportar cargas por medio de zapatas. Su color vara desde gris claro a muy oscuro. La permeabilidad de los limos orgnicos es muy baja y su compresibilidad muy alta. Los limos, de no encontrarse en estado denso, a menudo son considerados como suelos pobres para cimentar.[Escriba aqu][Escriba aqu][Escriba aqu]