introduccion a la mecanica de suelos

1. Abril, 2016
Mecánica de Suelos
En ingeniería, la mecánica de suelos es la aplicación de las leyes de la
física y las ciencias naturales a los problemas que involucran las cargas
impuestas a la capa superficial de la corteza terrestre. Esta ciencia fue fundada
por Karl von Terzaghi, a partir de 1925.Todas las obras de ingeniería civil se
apoyan sobre el suelo de una u otra forma, y muchas de ellas, además, utilizan
la tierra como elemento de construcción para terraplenes, diques y rellenos en
general; por lo que, en consecuencia, su estabilidad y comportamiento
funcional y estético estarán determinados, entre otros factores, por el
desempeño del material de asiento situado dentro de las profundidades de
influencia de los esfuerzos que se generan, o por el del suelo utilizado para
conformar los rellenos.

2. Así pues, si se sobrepasan los límites de la capacidad resistente del
suelo o si, aún sin llegar a ellos, las deformaciones son considerables, se
pueden producir esfuerzos secundarios en los miembros estructurales, quizás
no tomados en consideración en el diseño, productores a su vez de
deformaciones importantes, fisuras, grietas, alabeo o desplomos que pueden
producir, en casos extremos, el colapso de la obra o su inutilización y
abandono.
Objetivos de la Mecánica de Suelos
La mecánica de suelos tiene como principal objetivo resolver los
problemas relacionados con cargas aplicadas a los suelos, de igual manera,
se distinguen los siguientes objetivos:
 conocer las propiedades físicas y mecánicas del terreno de desplante
de una estructura, que te servirá para determinar el tipo de cimentación
a usar, ya sea somera, semi profunda o profunda.
 Estudiar la 2compactación de la tierras en capas, determinando de esta
manera si es apta o no para la 2compactación o un trabajo es
especifico, en el estudio compacto se ve la 2compactación,
2compactación2 y 2compactación de los materiales
 El objetivo principal de la Mecánica de Suelos es estudiar el
comportamiento del suelo para ser usado como material de
construcción o como base de sustentación de las obras de ingeniería.
 La Mecánica de Suelos se interesa por la estabilidad del suelo, por su
deformación y por el flujo de agua, hacia su interior, hacia el exterior y
a través de su masa, tomando en cuenta que resulte económicamente
factible usarlo como material de construcción.

3. Problemática Relativa a la Mecánica de Suelos
Se pueden considerar tres grandes problemas a los que él comúnmente se
enfrentar como son:
1) los estados límite de falla (que trata sobre la estabilidad de las estructuras)
2) los estados límite de servicio (que se refiere a los hundimientos totales y
diferenciales que sufrirá la cimentación y la superestructura)
3) el flujo de agua a través de los suelos que influye en el comportamiento de
los mismos. Para analizar estos problemas se emplean modelos que se
alimentan de los parámetros obtenidos ya sea de pruebas de campo o ensayes
de laboratorio de permeabilidad, resistencia y propiedades dinámicas, en
muestras lo menos alteradas posible, o al menos tratando de reproducir en el
laboratorio su grado de compacidad en estado natural. Permeabilidad del
suelo La permeabilidad de un suelo se refiere a su capacidad para permitir el
paso de una corriente de agua a través de su masa. Cuando el ingeniero
geotecnista prevea que se presentará un flujo de agua dentro de la masa del
suelo de su obra, es conveniente que garantice que el agua fluya bajo el
régimen laminar a velocidades relativamente pequeñas, de lo contrario se
presentará el fenómeno conocido como régimen turbulento caracterizado por
la generación de vórtices que se presentan por la fricción entre las moléculas
del agua cuando éstas rebasan cierta velocidad de desplazamiento; este
comportamiento puede generar, entre otros riesgos, el arrastre de granos de
suelo que tiene como consecuencia la formación de tubos dentro de la masa
de suelo, efecto conocido como turificación.
Diferencia entre Propiedades Índices y Mecánicas de los Suelos

4. Propiedades Índice Propiedades Mecánicas
Contenido natural de agua, ω
Peso volumétrico natural, γ grado de
saturación, Gw
Densidad de los sólidos, Ss
Granulometría
Plasticidad o Límites de Atterberg,
Relación de vacíos u oquedad, e
Porosidad
Contracción lineal
Compresión
Resistencia al esfuerzo cortante
Baja resistencia a la tracción
Deformidad y menor resistencia en
presencia constante del agua
Ciclo de las Rocas
Las rocas son agregados naturales (sistemas homogéneos) que se
presentan en nuestro planeta en masas de grandes dimensiones. Están
formadas por uno o más minerales o mineraloides. El ciclo de las rocas nos
ayuda a entender el origen de las rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas,
y ver que cada tipo está vinculado a los otros por los procesos que actúan
dentro y fuera del planeta. El denominado Ciclo de las Rocas (Figura en el
recuadro arriba), es una serie de procesos geológicos por los cuales uno de
los tres grandes grupos de rocas se forma a partir de los otros dos.
Este ciclo podría empezar con la generación de magma en el interior de
la Tierra, donde las temperaturas y presiones son lo suficientemente altas

5. como para fundir las rocas preexistentes. Esta actividad interna de la Tierra se
la denomina el episodio plutónico (esto deriva de Plutón, el dios romano de las
profundidades). El episodio plutónico significa que las rocas preexistentes son
fundidas; los minerales, destruidos, y su composición química es uniformada,
dando como resultado un líquido caliente denominado magma. Este, al ser de
menor densidad tenderá a ascender, enfriarse y cristalizar, formando una roca
ígnea plutónica. Esta última puede convertirse en roca metamórfica o ser
destruida por la erosión, en cuyo caso puede llegar a constituir más tarde una
roca sedimentaria.
Una roca en particular no tiene por qué recorrer inevitablemente este
ciclo. No es necesario de que toda roca ígnea sea levantada de su lugar de
formación y expuesta en superficie para que los agentes erosivos la ataquen
y degraden, puede que una roca ígnea nunca llegue a la superficie, todo
depende de la evolución geológica de la región.
El ciclo de las rocas nunca se acaba, siempre está operando de forma
lenta y continua. Es aquí donde mejor se materializan los conceptos de
gradualismo - actualismo de los fenómenos geológicos. Las rocas que
alcanzaron la superficie son recicladas continuamente pero nosotros solo
podemos ver la parte superior del ciclo y debemos deducir los de la parte
profunda a partir de evidencias indirectas.

6. Tipos de Rocas:
Los diferentes tipos de rocas se pueden dividir, según su origen, en tres
grandes grupos:
 Ígneas: formadas a partir del enfriamiento de rocas fundidas (magmas).
Los magmas pueden enfriar de manera rápida en la superficie de la
Tierra mediante la actividad volcánica o cristalizar lentamente en el
interior, originando grandes masas de rocas llamadas plutónicas.
Cuando cristalizan en grietas de la corteza forman las rocas ígneas
filonianas.
 Metamórficas: formadas a partir de otras rocas que, sin llegar a
fundirse, han estado sometidas a grandes presiones y temperaturas y
se han transformado.
 Sedimentarias: formadas en zonas superficiales de la corteza terrestre
a partir de materiales que se depositan formando capas o estratos. Son
detríticas si se originan a partir de trozos de otras rocas. Químicas y
orgánicas si se forman a partir de precipitación de compuestos
químicos o acumulación de restos de seres vivos.

7. Agentes Generadores de un Suelo
La corteza terrestre es atacada principalmente por aire y las aguas,
siendo los medios de acción de estas sustancias sumamente variados. Sin
embargo, en último análisis todos los mecanismos de ataque pueden incluirse
en dos grupos: desintegración mecánica y descomposición química. El término
desintegración mecánica se refiere a la intemperización de las rocas por
agentes físicos, tales como cambios periódicos de temperatura, acción de la
congelación del agua en las juntas y grietas de las rocas, efectos de
organismos, platas, etc. Por estos fenómenos las rocas llegan a formar arenas

8. o, cuando mucho, limos y solo en casos especiales arcillas. Por
descomposición química se entiende la acción de agentes atacan las rocas
modificando su constitución mineralógica o química. El principal agente es,
desde luego el agua y lo mecanismos de ataque más importantes son la
oxidación, la hidratación y la carbonatación. Los efectos químicos de la
vegetación juegan un papel no despreciable. Estos mecanismos generalmente
producen arcilla como último producto de descomposición.
Todos los efectos anteriores suelen acentuarse con los cambios de
temperatura, por lo cual es frecuente encontrar formaciones arcillosas de
importancia en zonas húmedas y cálidas, mientras que típicas de zonas más
frías formaciones arenosas o limosas, más gruesas, En los desiertos cálidos,
la falta de agua hace que los fenómenos de descomposiciónno se desarrollen,
por lo cual la arena predomina en esas zonas; allí los efectos de ciclos de
tensiones y compresiones continuados de temperatura, son los mecanismos
de ataque determinantes. No debe creerse, sin embargo, que las reglas
anteriores sean inmutables; la naturaleza suele actuar con una complejidad
que desafía cualquier regulación. Por ejemplo, en países freíos o secos
pueden existir formaciones arcillosas de importancia, cuando el aporte de
corrientes de agua quede en condiciones favorables para constituir un
depósito. Los suelos deben, pues, su origen a una tal variedad de causas que
excede todo poder de descripción detallada. El resultado de ese concurso de
causas, es una inmensa diversidad de tipos de suelo resultantes. También
debe notarse que su formación ha ocurrido a través de las eras geológicas, tal
como sigue ocurriendo hoy; en consecuencia, el hombre es completamente
ajeno a la génesis del suelo: solo le toca manejarlo, tal como la naturaleza se
lo presenta.
Los suelos se forman debidoa que diversos medios atacan ala corteza terrestre,
estos mecanismos de ataque se pueden clasificar en dos grupos: Desintegración
mecánica debidaala intemperización de las rocas poragentes físicos, yDescomposición

9. química causada por agentes que modifican la constitución mineralógica o química delas
rocas.
Suelos Residuales y Transportados
Suelos residuales
Los suelos residuales se originan cuando los productos de la
meteorización no son transportados como sedimentos, sino que se acumulan
en el sitio en que se van formando. Si la velocidad de descomposición de la
roca supera a la de arrastre de los productos de la descomposiciónse produce
una acumulación de suelo residual. Entre los factores que influyen en la
velocidad de alteración de la naturaleza de los productos de la meteorización
están el clima (Temperatura y lluvia), la naturaleza de la roca original, el
drenaje y la actividad bacteriana.
El perfil de un suelo residual puede dividirse en tres zonas: a) la zona
superior, en la que existe un elevado grado de meteorización, pero también
cierto arrastre de materiales; b) la zona intermedia en cuya parte superior
existe una cierta meteorización, pero también cierto grado de deposiciónhacia
la parte inferior de la misma; y, c) la zona parcialmente meteorizada que sirve
de transición del suelo residual a la roca original inalterada. La temperatura y
otros factores han favorecido el desarrollo de espesores importantes de suelos
residuales en muchas partes del mundo.
horizontes del perfil de meteorización
Los suelos residuales están conformados por un conjunto de niveles llamados
horizontes de meteorización, lo cuales tienen características físicas, químicas
y mecánicas diferentes. La composición varía según el horizonte y
Suelos Transportados
La desintegración y descomposición de las rocas forma un manto

10. suelto e consolidado llamado por algunos regolito. Los productos de este
manto son transportados por el agua, el viento o el hielo, para formar suelos
transportados
Coluviones: Los fragmentos de rocas angulares o sub angulares de
diversos tamaños caen sobre una ladera por gravedad formando suelo.
Aluviales: Es material detrítico transportado y depositado transitoria o
permanentemente por una corriente de agua, que puede ser repentina y
provocar inundaciones.
Factores de Clasificación en el Campo y en el Laboratorio
Campaña de campo.
Se trata de la elaboración de un inventario morfológico de los suelos.
Para ello se describen los suelos en los puntos prefijados en las fotos aéreas
(cortes de carreteras, ferrocarril, cortes naturales, sondeos con barrena), se
clasifican con carácter provisional a los suelos, se eligen los puntos más
representativos de la tipología presente en cada unidad, se levantan los
perfiles de suelos necesarios y se procede a su descripción y muestreo. Para
la cartografía de suelos se elegirán preferentemente aquellas propiedades
directamente observables y medibles en el campo y que sean relevantes para
la clasificación...
Análisis de laboratorio.
Se realizan los análisis físicos, químicos, fisicoquímicos, mineralógicos
y micro morfológicos de los suelos representativos.
Interpretación de resultados.
Con los resultados de campo y laboratorio se procede a clasificar
definitivamente los suelos. Se elaboran conclusiones acerca de las

11. propiedades, relaciones del suelo y factores formadores. Se definen las
relaciones entre los suelos y se analizan las normas de distribución de los
suelos en el paisaje. Con toda esta información se desarrolla una nueva
campaña de campo para contrastar todas estas conclusiones.
Elaboración documento final.
Finalmente se remodela la cartografía inicial. Así se completan y se
precisan los límites geográficos de las distintas unidades. Se confirman unas
unidades, otras se subdividen y para otras será conveniente reagruparlas. En
definitiva se definen las distintas unidades cartográficas presentes que quedan
definidas por las áreas geográficas que ocupan y por los suelos que las
constituyen. Se reajusta la escala del documento final a partir de los
borradores de campo (fotos aéreas) que tendrán escalas más grandes y se
delinea el mapa de suelos final. Se elabora la leyenda del mapa (listado de las
unidades con la clave de su tramado en el mapa) y se resume toda la
información elaborada en la correspondiente memoria, en donde se describen.
Bibliografía
Páginas web:
 https://prezi.com/bemhtykfsar6/suelos-residuales-y-transportados-
perfil-de-meteorizacion/
 http://www.profesorenlinea.cl/geografiagral/rocas_ciclo.html
 http://www.arqhys.com/construccion/propiedades-mecanicas-
suelo.html
 http://www.quiminet.com/articulos/la-mecanica-de-suelos-20602.htm
 http://es.slideshare.net/wlopezalmarza/matetiriales-y-ensayos-
propiedades-indices-de-suelos-y-relaciones-volumetricas

12.  http://www.profesorenlinea.cl/geografiagral/rocas_ciclo.html
 http://pendientedemigracion.ucm.es/info/diciex/programas/las-
rocas/tiposderocas/principal1.html
 https://es.scribd.com/doc/101025242/agentes-generadores-de-suelos
 https://books.google.co.ve/books?id=3opoadhqc8wc&pg=pa34&lpg=p
a34&dq=agentes+generadores+de+un+suelo&source=bl&ots=e610pn
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