1. El documento describe las propiedades estructurales y minerales de los suelos. Explica seis tipos de estructuras que pueden presentar los suelos como la estructura simple, panaloide, floculenta, compuesta, de castillo de naipes y dispersa. También describe las propiedades de tres tipos comunes de arcillas.

2. 

Aplicar los conocimientos sobre las propiedades
índice, hidráulicas y mecánicas de los suelos
para comprender su comportamiento y
utilizarlos adecuadamente en los proyectos de
Ingeniería Civil.
Tomar decisiones, con base en los elementos
teóricos adquiridos, que permitan el mejor
empleo de los suelos en la construcción de obras
civiles.

3. 1. 1 Origen y formación de los suelos.
1. 2 Factores Geológicos que influyen en las propiedades de los
suelos.
1. 3 Características y estructuración de los suelos.
1.3.1 Tipos de estructuras

Simple

Panaloide

Floculenta

Compuesta

Castillo de naipes

Dispersa
1. 4 Clasificación de las arcillas en base a su estabilidad.
1.4.1 Arcillas caolinitas ( estables )
1.4.2 Arcillas illitas (colapsables )
1.4.3 Arcillas montmorillonitas (expansivas )

4. 


Definición de Ingeniería de suelos. Es la aplicación
de los principios de la mecánica de suelos a
problemas prácticos.
Definición de Ingeniería Geotécnica. Es la ciencia y
practica de aquella parte de la ingeniería civil que
involucra materiales naturales encontrados cerca
de la superficie de la tierra.
Definición de mecánica de suelos. Es la rama de la
ciencia que trata el estudio de sus propiedades
físicas y el comportamiento de masas de suelos
sometidas a varios tipos de fuerzas.

5. 
Definición de suelo. Agregado no cementado
de granos minerales y materia orgánica
descompuesta ( partículas sólidas) junto con
el liquido y gas que ocupan los espacios
vacíos entre las partículas sólidas.

6. 

El primer registro de uso de suelos como
material de construcción se perdió en la
antigüedad y durante mucho tiempo el arte
de la ingeniería fue empírico.
La mecánica de suelos surgió como ciencia
en 1925 cuando el ingeniero Kart Terzaghi
publico su obra “Erdbaumechanik” .

7. Costra liquidó viscosa
CAMBIOS
AMBIENTALES LOS
SOMETEN A
METEORIZACION
ROCAS
IGNEAS
B
NUEVOS SUELOS
RESIDUALES
PROCESOS DE
EROSION Y
TRANSPORTE
A
METEORIZACION
,PLEGAMIENTOS,
AGRIETAMIENTOS
DELA CORTEZA
NUEVOS SUELOS
DEPOSITADOS
ENTERRADOS DEBAJO DE
SEDIMENTOS QUE SE HAN
ACUMULADO
SUELOS RESIDUALES
TRANSPORTADOS
POR GRAVEDAD
MINERALES SON SOMETIDOS
A CALOR+PRESION+FUERZA
CORTANTE SE ALTERAN Y SE
DISTORSIONAN
TRANSPORTADOS POR
VIENTO, ,AGUA, O NIEVE
ROCAS METAMORFICAS
SUELOS
DEPOSITADOS
NUEVAS
FORMACIONES
A
RETRANSPORTADOS
Y DEPOSITADOS
METEORIZACION
ENDURECEN POR
CONSOLIDACION Y
CEMENTACION
ROCAS
SEDIMENTARIAS
CALOR
+PRESION+ADICION
DE NUEVOS
MINERALES
PROVENIENTES DE
MASAS FUNDIDAS
INTERIORES
ROCAS IGNEAS
METEORIZACION
AL QUEDAR
EXPUESTAS
SUELOS
RESIDUALES
B

8. Ataque de
aire y agua
Desintegración
mecánica
Intemperización de la roca
por agentes físicos, como
cambios en la temperatura,
acción de la
descongelación del agua,
etc.
Arenas ,
limos y
solo en
casos
especiales
arcillas
Corteza terrestre
oxidación
Descomposición
química
Acción de agentes
químicos que atacan
las rocas modificando
su constitución
mineralógica o química
hidratación
carbonatacion
Agente principal
agua

9. Mismo
sitio
Suelos
residuales
Productos de
Ataque del
Intemperismo
Removidos por
Agentes geológicos
Agua, viento, ríos, corrientes de
agua superficial, gravedad, mares
, glaciares
Suelos
transportados

10. 




Agua
Viento
Glaciares
Gravedad y escurrimiento de laderas
Corrientes de ríos, lagos y mares

11. 
Tipos de Depósitos que forman los agentes de
transporte
Escurrimiento de laderas y
colinas combinados con la
fuerza de gravedad
Corrientes de Ríos
Corrientes de mares
Corrientes de lagos
Fuerzas y presiones de
glaciares
Viento
Depósitos de
talud
Depósitos aluviales
Depósitos marinos
Depósitos lacustre
Depósitos glaciares
Depósitos eolicos
Loees y medanos
Materiales gruesos
Arenas, Limos, arcillas
Suelos estratificados
Suelos finos
Suelos heterogéneos
Limos hasta arena gruesa

15. 





1. La estructura granular o simple es propia de los suelos gruesos
como las arenas y gravas, estando regida mayormente por las
fuerzas de gravitación, sin que existan fuerzas de adherencia entre
las partículas. Las partículas se disponen apoyándose directamente
unas sobre otras y cada partícula posee varios puntos de apoyo.
Desde el punto de vista ingenieril el comportamiento mecánico e
hidráulico de un suelos de estructura simple queda definido
principalmente por dos características : La compacidad del manto y
la orientación de sus partículas
Compacidad es el grado de acomodo alcanzado por las partículas
del suelo dejando menos o mas vacíos entre ellas.
Las estructuras simples pueden ser sueltas y compactas según sea el
grado de acomodo de sus partículas.
Los suelos sueltos tienen mayor capacidad de deformación que los
suelos de estructura simple compacta.
La orientación de las partículas produce en los suelos distintas
permeabilidades según que el flujo del agua sea normal o paralelo a
la dirección de la orientación.

16. ESTRUCTURA
SIMPLE
SUELTA
ESTRUCTURA
SIMPLE
COMPACTA

17. 

2. La estructura apanalada o panaloide es típica de las
partículas de grano pequeño (0.002 mm o algo menores ) que
se sedimentan en un medio continuo que normalmente es
agua y en ocasiones aire; recuerda los panales de miel .
En estas partículas las fuerzas de gravedad ejercen un efecto
que hace que tiendan a sedimentarse , pero como tienen una
masa pequeña en su camino antes de llegar al fondo toca a
otra partícula ya depositada y se desarrolla entre ellas una
fuerza de adherencia que neutraliza el peso haciendo que la
partícula quede detenida antes de concluir su camino ; otra
partícula se le puede añadir antes de completar su carrera y
el conjunto de ellas forma una celda con una cantidad
importante de vacíos a modo de un panal.

19. 

3. La estructura floculenta es observada en suelos
menores de 0.02 mm, donde las partículas al
tocarse se adhieren con fuerza y se sedimentan
juntas, en su proceso de sedimentación otras
partículas se unen al grupo y forman un grumo,
con estructura similar a un panal .
Cuando los grumos llegan al fondo forman a su vez
un panal cuyas bóvedas no están formadas por
partículas individuales sino por grumos y este
mecanismo produce una estructura blanda y suelta
con un gran volumen de vacíos llamada estructura
floculenta o panaloide de orden superior .

20. Floculos

21. 

4. Castillo de naipes. Esta estructura es típica de
suelos finos ( arcillas) . Las partículas finas que
constituyen los suelos tienen forma laminar, donde
la longitud y su ancho son de la misma magnitud
pero su espesor es mucho menor ; además la
partícula tiene carga negativa en un extremo y
positiva en el otro lo que ocasiona que se atraiga o
repele con otras partículas vecinas.
Tomando en cuenta lo anterior las partículas de
arcilla al sedimentarse por la acción eléctrica entre
ellas se disponen en una forma denominada
castillo de naipes o floculada.

23. 


5. Estructura Dispersa. Estructura de suelos finos
como las arcillas , que algunos veces al
sedimentarse tienden a formar una estructura de
castillo de naipes, pero que tienen puntos de
contacto mutuos y no llegan a formar los castillos
porque se deforman y sus ángulos entre laminillas
cambian .
En los puntos de contacto existen presiones
llamadas osmóticas generadas por las
deformaciones que son inversamente
proporcionales a su espaciamiento.
Las presiones osmóticas hacen que las partículas
se separen y adopten una posición como la de la
figura.

25. 


6. Estructura compuesta. En la naturaleza las
estructuras anteriores se encuentran rara vez en forma
pura, pues al sedimentarse las partículas estas pueden
ser de varios tamaños y tipos , para las que las leyes de
la naturaleza rigen de modo diferente.
Este tipo de estructuración es el mas común y se define
como un esqueleto mineral constituido por granos
gruesos y por masas pequeñas llamadas coloides
(0.0002 mm) de floculos que se unen entre ellos.
En este tipo de estructura las partículas gruesas y finas
se sedimentan de manera simultanea y puede ser en
agua de mar o lagos con contenido de sales apreciable ,
donde el efecto floculante de las sales coexiste con el
arrastre de los vientos , corrientes de agua , etc.

27. 



Los minerales que poseen los suelos son
sustancias inorgánicas y naturales que tienen una
estructura interna que se caracteriza por cierto
arreglo de átomos o iones.
La composición química y sus propiedades físicas
pueden ser fijas o variar dentro de ciertos limites.
Las propiedades físicas son : color , lustre, la
tonalidad de sus raspaduras , la forma de su
cristalización, la dureza, la tenacidad, densidad, ,
etc.
La estructura atómico molecular del mineral es el
factor mas importante para condicionar sus
propiedades físicas.

28. Suelos Gruesos.
Silicatos

Feldespatos de
potasio, sodio calcio,
micas, olivinos,
serpentina.
Suelos Finos

Óxidos



Cuarzo, limonita,
magnetita
Carbonatos

Calcita, dolomita,
sulfatos como la
anhidrita y el yeso


Los suelos finos tienen
minerales (silicatos)
que se encuentran en
las rocas ígneas y
metamórficas.
Silicatos de aluminio
Silicatos de Magnesio
Estructura cristalina
cuyos átomos se
disponen en laminas
Las laminas pueden ser
de silicio o de
aluminio.

29. 

Lamina de silicio. Un átomo de silicio entre
cuatro de oxigeno.( tetraedro).
Lamina de aluminio . Un átomo de aluminio
entre seis de 0xigeno.(Octaedros)
oxigeno
silicio
oxigeno
oxigeno
aluminio

30. 
Lamina de silicio
O

O
O
O
O
Al
Si
O
Lamina de aluminio
O
O
O
O

31. 1.4.1 Arcillas caolinitas ( estables ).Tipo de arcillas formadas por
una lamina de silicio y una de aluminio que se superponen
indefinidamente. La unión de estas arcillas es lo suficientemente
fuerte y no permite la penetración de moléculas de agua entre
ellas , por lo que es una arcilla estable en presencia del agua.
Lamina de
aluminio
Lamina
de silicio

32. 1.4.2 Arcillas illitas . Arcilla formada por una lamina de
aluminio entre dos de silicio que se superponen
indefinidamente pero su constitución interna forma grumos de
materia que reducen el área expuesta al agua por unidad de
volumen y es por ello que son menos expansivas que las
montmorillonitas y su comportamiento es mas favorable para el
ingeniero civil.
1.4.3 Arcillas montmorillonitas (expansivas ). Arcilla formada
por una lamina de aluminio entre dos de silicio que se superponen
indefinidamente, su unión es débil por lo que las moléculas de
agua
pueden introducirse en la estructura con facilidad a
causa de las fuerzas eléctricas y produce un aumento de volumen
de los cristales
,lo que se traduce en una expansión; por lo
que la presencia del agua
hace que estas arcillas sean inestables
en presencia del agua y
pueden producir problemas en las
construcciones que se cimientan
en este tipo de arcillas. Un
ejemplo de estas arcillas es la bentonita
que
tiene
origen
volcánico.

33. Silicio
Aluminio
Silicio

34. Aluminio
Silicio
Al
Si
Al
Al
Si
Al
Al
Si
Al
Al
Aluminio
Silicio
Caolinita
Illita
Si
Al
Montmorilonita