Proceso para determinar tensiones

Nos interesan los esfuerzos en el plano correspondiente a los esfuerzos principales 𝜎1 y 𝜎3.

1. Por S1 se traza una paralela a d3 hasta cortar al círculo de Mohr en P, llamado Polo.
2. Por el polo P se traza una paralela a la dirección “d”, o sea paralelo al plano en que queremos determinar las tensiones (recta formada por S, P con el ángulo 𝜃).
3. Al cortar esta recta al círculo en D, se define el punto Q en la dirección d; las coordenadas son sus tensiones.
4. El ángulo que forma el radio en el punto D con el origen es 2𝜃.

Consolidación en suelos arcillosos

Un estrato de arcilla saturada, está confinado por un estrato superior de arena y sometido a un incremento instantáneo en el esfuerzo total Δσ, donde Δσ= Δσ` + Δu Siendo Δσ` incremento en el esfuerzo efectivo, Δu incremento de presión de poro de agua.

Como la arcilla tiene muy baja permeabilidad y el agua es incompresible, el esfuerzo incrementado total Δr será tomado por el agua Δσ= Δu. Ningún esfuerzo será tomado por el esqueleto del suelo (Δσ`=0)

A través de la aplicación de Δσ al estrato de arcilla, las aguas en los espacios vacíos empezarán a ser expulsados y se drenará en dirección vertical hacia el estrato de arena. Por medio de este proceso, el exceso de presión de polo de agua decrecerá gradualmente y el esfuerzo efectivo se incrementará (Para 0˂t˂∞).

SPT, describir el procedimiento

Tiene una doble función: recolectar muestras y medir la resistencia a la penetración. Se introduce un tubo llamado penetrómetro en el suelo por medio de golpes dados a través de un martillete de 63,5 kg que cae desde una altura de 76 cm. Se cuenta y se registra el número de golpes necesario para una penetración de 30 cm. En cada avance de 60 cm se debe retirar el penetrómetro, removiendo la muestra de suelo de su interior que será analizado en el laboratorio.

Citar y explicar todos los factores que influyen en la permeabilidad del suelo.

• Relación de vacíos: cuando un suelo es comprimido el volumen ocupado por sus elementos sólidos permanece invariable, mientras que el volumen de vacíos disminuye, por lo tanto la permeabilidad del suelo también disminuye.
• Temperatura del agua: de un análisis teórico surge que el valor del coeficiente de permeabilidad del suelo es proporcional a la viscosidad cinemática del agua.
• Estructura y estratificación.
• Agujeros y fisuras: heladas, ciclos alternados de humedecimiento y secado, efecto de vegetación y pequeños organismos que pueden cambiar las condiciones del suelo, provocando discontinuidades, fisuras, agujeros, etc. que hace que las características de permeabilidad de los suelos sean diferentes.
• Tamaño de las partículas: afecta a la permeabilidad del mismo.
• Aire encerrado y materiales extraños en los vacíos: los suelos en su condición natural contienen gas encerrado en pequeñas cantidades, ese gas encerrado aun cuando sea en pequeñas cantidades, tiene efecto sobre el coeficiente de permeabilidad.

Compacidad en arenas. Concepto y clasificación.

Es un término que describe el grado de compactación de los suelos no cohesivos. Está directamente relacionada con la resistencia y la deformabilidad.

Clasificación de arenas por su compacidad:

• Suelta (compacidad relativa 0 – 50%). Una varilla de ½” pulgada penetra fácilmente empujada con la mano.
• Firme (50 – 70%). La misma varilla penetra fácilmente hincada con un martillo de 2,3 kg.
• Densa (70 – 90%). La misma varilla penetra 30 cm hincada con un martillo de 2,3 kg.
• Muy densa (90 – 100%). La misma varilla penetra pocos centímetros con un martillo de 2,3 kg.

Descripción Ensayo Proctor Estándar o Normal

El ensayo Proctor estándar persigue determinar la densidad seca máxima de un suelo y la humedad óptima necesaria para alcanzar esta densidad. Utiliza un molde cilíndrico de 1 litro de capacidad que se rellena con 3 capas de material debidamente compactadas mediante una maza estandarizada de 2,5 kg que se deja caer libremente una altura de 305 mm. El material a ensayar previamente se ha desecado y tamizado y posteriormente humedecido con distintos valores de humedad

Descripción Ensayo Proctor Modificado

La prueba Proctor modificada es similar a la estándar, pero modificando tanto la capacidad del molde como la energía de compactación. En este caso se emplea un molde cilíndrico de 2.320 cm3 de capacidad y una maza de 4,535 kg que se deja caer desde una altura de 457 mm. En lugar de 3 capas, se compactan 5 capas de material dando 25 golpes por cada capa. Igualmente se realizan varias medidas de humedad y densidad del interior del molde con distintos grados de humedad para trazar la curva Proctor. Este ensayo recrea medios de compactación más potentes y enérgicos

Métodos para determinar el coeficiente de permeabilidad

Directos: Permeámetro de carga constante (para suelos granulares y relativamente permeables, donde K se obtiene midiéndose la cantidad de agua mantenida a nivel constante que atraviesa en un tubo que se somete a una carga hidráulica h en un determinado tiempo t

Indirectos: Cálculo a partir de la curva granulométrica, a partir de la prueba de consolidación, cálculo con la prueba horizontal de capilaridad.

Límites de Consistencia – Límites de Atterberg

Límite líquido: contenido de agua expresado en % del suelo seco, para el cual cuando el contenido de agua se reduce aparece un pequeño pero definido esfuerzo cortante. Determinación: Se realiza con el Aparato de Casagrande consistente en una copa de bronce que, con un sistema de rotación, cae libremente desde 10 mm sobre una base de goma normalizada.

Límite plástico: contenido de agua expresado en % del suelo seco, para el cual la masa de suelo deja de comportarse como plástico y se torna quebradizo.

Determinación: Se define por convención como el contenido de humedad para el cual un cilindro de 3 mm de diámetro comienza a desmoronarse.

Índice plástico: es la diferencia entre el límite líquido y el límite plástico. A mayor IP, más plástico es el suelo.

Límite de retracción: humedad a la que una reducción del contenido de agua no produce disminución de volumen del suelo.

Tipos de Muestras

• Indisturbada: el material conserva todas sus propiedades que gozaba en el yacimiento.
• Disturbada: algunas de las propiedades del material son modificadas durante el procedimiento de extracción de la muestra.
• De yacimiento o de depósito: material extraído de su lugar de origen.
• Representativa: muestra extraída que se ciñe a las normas y procedimientos estadísticos.
• De ensayo: aquella que se obtiene de la muestra representativa en la proporción indicada por las normas.