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 DOCENTE: Ing. Cesar Urteaga  GRUPO DE EXPOSICION: #06  INTEGRANTES: Milagros Alave Huanca Milagros Laguna Chite Carlos Tarqui Cabana  CICLO: V ciclo  GRUPO: “B”  FECHA DE ENTREGA: 06/12/2014

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MECÁNICA DE SUELOS

CONTENIDO INTRODUCCIÓN ................................................................................................................... 2 SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN .................................................................. 3 PRINCIPIOS DE CLASIFICACION DE LOS SUELOS ............................................................ 3 CLASIFICACION DE LOS SUELOS CON FINES URBANOS................................................. 4 SEGÚN LA GRANULOMETRÍA Y TEXTURA ..................................................................... 4 SEGÚN EL PESO ESPECÍFICO. ....................................................................................... 5 Según el grado de consolidación o compactación ................................................ 5 Según el grado de saturación de agua .................................................................... 6 Según el nivel freático superficial ............................................................................... 6 Según la plasticidad, expansibilidad y dispersibilidad.............................................. 6 Suelos colapsables. ...................................................................................................... 8 Suelos con material orgánico ..................................................................................... 8 IMPORTANCIA DEL SUELO EN LA INGENIERIA CIVIL ....................................................... 8 CICLO DE LAS ROCAS ......................................................................................................... 9 ETAPA 1: FORMACIÓN DE ROCA ÍGNEA ........................................................................ 9 ETAPA 2: FORMACIÓN DE ROCA SEDIMENTARIA .......................................................... 9 ETAPA 3: FORMACIÓN DE ROCA METAMÓRFICA ......................................................... 9 ETAPA 4: FIN DEL CICLO................................................................................................. 10 TIPO DE ROCAS .............................................................................................................. 11 ROCAS SEDIMENTARIAS ............................................................................................. 11 ROCAS ÍGNEAS ........................................................................................................... 14 ROCAS METAMÓRFICAS ............................................................................................ 16 BIBLIOGRAFIA ..................................................................................................................... 18

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INTRODUCCIÓN El suelo es el material de construcción más abundante del mundo y en muchas zonas constituye, de hecho, el único material disponible localmente. Desde el período neolítico, la tierra se ha utilizado para la construcción de monumentos, tumbas, viviendas, vías de comunicación y estructuras para retención de agua. En este apartado se describen tres estructuras construidas con tierra. Cuando el ingeniero emplea el suelo como material de construcción debe seleccionar el tipo adecuado de suelo, así como el método de colocación y, luego, controlar su colocación en la obra. Una masa de suelo colocada por el hombre constituye un relleno y el proceso se suele denominar rellenado. Uno de los problemas más habituales en este tipo de construcción se debe a la gran diversidad de los puntos de extracción, denominados zonas de préstamo. Una parte esencial de la tarea del ingeniero es cerciorarse que las propiedades del material colocado correspondan a las supuestas en el proyecto, o modificar el proyecto durante la construcción, teniendo en cuenta cualquier diferencia entre las propiedades de la obra construida y las que se consideraron en el proyecto.

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SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN El suelo es el material de construcción más abundante y en muchas zonas constituye el único material disponible, incluso puede ser considerado uno de los más económicos. Habitualmente se emplea en la construcción de caminos, terraplenes y presas, entre otras obras civiles, las cuales deben tener un estricto control de calidad En caso de no será sí, los problemas pueden ser variados: asentamientos, subsidencias, licuefacción, disminución de la resistencia al corte y de la permeabilidad, entre otros. Dentro de las actividades que se deben considerar en una obra en la cual se emplee el suelo como material de construcción, están la selección adecuada del tipo de suelo y su método de colocación, además del control de su correcta ejecución en terreno. Otra actividad importante que se debe tener presente, es la verificación de las propiedades del material colocados en terreno con respecto a las supuestas en el proyecto durante su construcción

PRINCIPIOS DE CLASIFICACION DE LOS SUELOS Para describir las diferentes materiales que aparecen en las exploraciones es necesario contar con una clasificación convencional de los tipos de suelos. El sistema a adoptar debe ser lo suficiente detallado para que incluya todos los depósitos naturales excepto los mas raros y aun asi, debe ser razonable, sistemático y conciso. Para que resulte adecuado para este propósito básico, cualquier sistema de clasificación debe satisfacer las siguientes condiciones: a) Debe incorporar en forma descriptiva términos breves pero ilustros para usuarios b) Las clases y subclases deben quedar definidas por parámetros razonables cuya medición c) Las clases y subclases deben permitir agrupar los suelos características que impliquen propiedades de ingeniería similares. La mayor parte de las clasificaciones divide a los suelos en tres grupos principales: gruesos, finos y orgánicos. Las principales diferencias entre las características de estos son:

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CLASIFICACION DE LOS SUELOS CON FINES URBANOS SEGÚN LA GRANULOMETRÍA Y TEXTURA Los Suelos son BUENOS (tienen mayor capacidad de carga) cuando la mayoría de sus componentes son gruesos como las rocas, gravas, grava arenosa y grava limosa, grava arenosa arcillosa y arenas gravosas. Son MALOS (tienen menor capacidad de carga, se deforman) cuando don finos. En esta calificación se encuentran los suelos arenosos, suelos limosos y suelos arcillosos.

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SEGÚN EL PESO ESPECÍFICO. El peso especifico se refiere a cuánto pesa una porción de un tipo de suelo. Nos indica cuanto vacío tiene en su interior; será más pesado mientras menos espacios vacíos tenga. Esto también influye en su estabilidad. Entre mayor sea el peso unitario de un suelo, mejor es la calidad de éste. Si la mayoría d los componentes del suelo son homogéneos; entonces, el suelo es malo, porque tienen muchos vacíos y poco peso unitario. Si el suelo tiene variedad de tamaños; o sea es heterogéneo, el suelo es bueno.

SEGÚN EL GRADO DE CONSOLIDACIÓN O COMPACTACIÓN Los suelos con el tiempo y la exposición a los fenómenos naturales cambian su grado de consolidación haciéndose más compactos (suelos firmes o compactos) o más sueltos (suelos sueltos o blandos), según el proceso que los afecte. Los suelos firmes, compactos, consolidados y de buena calidad para la edificación son duros y difíciles de excavar. Son suelos blandos (no consolidados) y de baja calidad para la edificación, aquellos que son sueltos y fáciles de excavar. Estos suelos no son buenos. También son suelos no aptos para la construcción aquellos suelos que hayan sido arrastrados por el viento o la lluvia; a éstos se le conoce como material de relleno natural. Lo mismo sucede con los suelos sobre rellenos no controlados, es decir cuando el hombre ha cortado con maquinaria pesada un cerro o ladera y los materiales de corte son acumulados al lado sin alcanzar un adecuado grado de compactación.

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SEGÚN EL GRADO DE SATURACIÓN DE AGUA La presencia de agua en el suelo influye en su estabilidad y puede cambiar su capacidad de carga y su comportamiento frente a sismos. La calidad de éste disminuye en función de la cantidad de agua que contiene y del tipo de componentes que predominan. Los suelos gruesos son más estables que los suelos finos ante la presencia de agua. El grado de saturación está influenciado por el nivel de la napa freática.

SEGÚN EL NIVEL FREÁTICO SUPERFICIAL La napa freática es la capa de agua subterránea y su nivel puede cariar desde lo superficial a lo profundo. Cuando el nivel freático es superficial (a menos de 2 metros de profundidad) en relación a la superficie del suelo, este suelo es malo; pero si es muy profundo, entonces el suelo puede ser más estable y bueno.

SEGÚN LA PLASTICIDAD, EXPANSIBILIDAD Y DISPERSIBILIDAD Son propiedades des suelo que se refieren a la facilidad de cambiar su volumen con la presencia de agua. La mayoría de suelos finos como: limos, arcillas y sus combinaciones, se alteran en contacto con el agua, convirtiéndose en suelos problemáticos o especiales, no aptos para la construcción. Así tenemos:

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 LA PLASTICIDAD (SUELOS PLÁSTICOS)

Es la propiedad por la cual el suelo al humedecerse, disminuye su cohesión, se deforma fácilmente y pierde totalmente su resistencia mecánica o capacidad de carga. Reconocer estos suelos malos para la construcción es muy simple: solo tenemos que humedecerlo y ver si se forma un barro que nos permite hacer trabajos cerámicos, entonces éste es un suelo plástico.

 EXPANSIBILIDAD DE SUELOS (SUELOS EXPANSIVOS) Esta propiedad consiste en el aumento considerable de su volumen a consecuencia de cambios de humedad, así como por la disminución de la carga al extraer suelo por excavación, secado del suelo por incremento de la temperatura. Este fenómeno es propio de los suelos con presencia de arcillas expansivas.

 DISPERSIBILIDAD DE SUELOS (SUELOS DISPERSIVOS) Esta propiedad caracteriza a los suelos con contenidos de sales solubles. Consiste en la separación de todos los componentes del suelo a consecuencia de la humedad. El agua es el agente que produce este fenómeno al disolver las sales y forma escamas de suelo que se dispersan lámina tras lámina. Al final el suelo se diluye originando espacios vacíos provocando el hundimiento de la superficie.

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SUELOS COLAPSABLES. Se les llama así cuando los suelos pierden su estructura y cohesión y sufren una disminución notoria de su volumen como consecuencia de haber recibido una cantidad de agua adicional.

SUELOS CON MATERIAL ORGÁNICO Son aquellos que contienen raíces, carbón, guano u otros materiales de origen orgánico. Son suelos de mala calidad para edificación que deben ser retirados en su totalidad: si se corta el terreno y se les sigue encontrando, entonces no se podrá construir.

IMPORTANCIA DEL SUELO EN LA INGENIERIA CIVIL En el campo de trabajo, el ingeniero civil constantemente se enfrenta a diversos problemas surgidos por el tipo de suelo con el cual tratará, el suelo es lo que soportará el peso de una estructura, y si este no cumple con ese objetivo, la estructura sufrirá problemas de agrietamiento, hundimientos y otros que también dañaran la obra realizada. Pero el suelo no sólo es utilizado como base para soportar las cargas, si no también en taludes, como material para construcción de viviendas, y como el enunciado de esta investigación lo dice como impermeabilizante para rellenos sanitarios; la diversidad de usos que ahora en día se le da al suelo es el resultado de mucho tiempo de investigación.

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CICLO DE LAS ROCAS Es la forma de ver los procesos que conectan los tres tipos principales de rocas de la Tierra ígneas, sedimentarias y metamórficas- y las relaciones que hay entre ellas. Lo desarrolló James Hutton a finales del siglo XVIII.

ETAPA 1: FORMACIÓN DE ROCA ÍGNEA La primera etapa del ciclo es la formación de roca ígnea. Esto tiene lugar cuando el material fundido llamado magma se enfría y solidifica en forma de cristales entrelazados. Las rocas ígneas pueden formarse como materiales intrusivos (véase Intrusiones ígneas), que penetran en otras rocas más antiguas a través de grietas profundas bajo la superficie terrestre antes de enfriarse; o como materiales extrusivos (formados después de las erupciones volcánicas) que se depositan en la superficie después de haber sido expulsados en erupciones y fisuras volcánicas. Los materiales intrusivos comprenden rocas cristalinas, como el granito, mientras que los extrusivos agrupan las lavas.

ETAPA 2: FORMACIÓN DE ROCA SEDIMENTARIA La segunda etapa del ciclo tiene lugar cuando las rocas ígneas quedan expuestas a diversos procesos en la superficie terrestre, como meteorización, erosión, transporte y sedimentación. Estos fenómenos disgregan el material de las rocas en diminutas partículas que son transportadas y se acumulan como sedimentos en los océanos y las cuencas lacustres. Estos depósitos sedimentarios quedan compactados por el peso de las sucesivas capas de material y también pueden quedar cementados por la acción del agua que llena los poros. Como consecuencia, los depósitos se transforman en roca en un proceso llamado litificación. Son rocas sedimentarias las areniscas y calizas.

ETAPA 3: FORMACIÓN DE ROCA METAMÓRFICA La tercera etapa del ciclo tiene lugar cuando las rocas sedimentarias quedan enterradas a gran profundidad o se ven afectadas por la formación de montañas (orogénesis), que se asocia con movimientos de las placas de la corteza terrestre. Quedan de esta forma expuestas a distintos grados de presión y calor y así se transforman en rocas metamórficas. Por ejemplo, la arcilla se convierte en pizarra, y el granito puede transformarse en gneis; una forma de caliza se convierte en mármol cuando se ve sometida a fenómenos metamórficos.

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ETAPA 4: FIN DEL CICLO El ciclo se cierra en la cuarta etapa, cuando las rocas metamórficas quedan sometidas a niveles de calor y presión aún mayores y se transforman en ígneas. Variaciones del ciclo de las rocas. El orden de este ciclo no es rígido. Una roca ígnea, por ejemplo, puede transformarse en metamórfica por efecto del calor y la presión sin pasar por la fase sedimentaria. Asimismo, las rocas sedimentarias y metamórficas pueden convertirse en material que forma nuevas rocas sedimentarias. El ciclo clásico de las rocas que se acaba de describir se ha puesto recientemente en relación con la tectónica de placas. El ciclo comienza con la erosión de un continente. El material del continente se acumula en sus bordes y se puede compactar por litificación y transformarse en roca sedimentaria. Con el tiempo, el borde continental se transforma en borde de placa convergente (es decir, empujada contra otra placa). En esta línea, las rocas sedimentarias pueden transformarse por efecto de las altas presiones en cinturones de rocas metamórficas. Pero poco a poco los sedimentos que no han formado montañas se ven arrastrados por subducción hacia el fondo de la corteza. Allí sufren un metamorfismo aún mayor, hasta alcanzar grados de presión y temperatura tan elevados que se funden y se convierten en magma. Éste a su vez se convierte en roca ígnea que puede volver a la superficie terrestre, bien en forma extrusiva, a través de un volcán, bien por exposición de la roca ígnea intrusiva a consecuencia de la erosión. La meteorización y la erosión atacan las rocas ígneas, las transportan hasta el borde continental y el ciclo comienza de nuevo.

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TIPO DE ROCAS ROCAS SEDIMENTARIAS Rocas originadas por el trasporte y deposición de materiales como consecuencia de la acción del viento, el agua, el hielo o depositadas químicamente a partir de un fluido acuoso. También se incluyen en esta definición la acumulación de materiales inorgánicos como caparazones secretados por organismos. Las rocas sedimentarias se dividen a su vez en detríticas y no detríticas.

 ROCAS SEDIMENTARIAS DETRÍTICAS

Son las formadas a partir de la sedimentación de fragmentos de otras rocas después de una fase de transporte. La clasificación de estas rocas se basa en los tamaños y la forma de los fragmentos que las componen. Así las rocas con fragmentos grandes (mayores de 2mm) y redondeados son los conglomerados, mientras que si son angulosos se llaman brechas. Cuando los fragmentos están sueltos son sedimentos que se denominan gravas. Las areniscas poseen granos de tamaño intermedio (entre 0.06 y 2 mm) visibles a simple vista o con microscopio óptico y los limos y arcillas presentan un tamaño de grano muy pequeño (inferiores a 0.06 mm), sólo visibles con microscopios electrónicos. Las gravas son utilizadas como áridos en construcción, principalmente para la fabricación del hormigón. Los conglomerados y, sobre todo, las areniscas pueden ser utilizados, si sus características de durabilidad son buenas, como piedra de construcción.

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Las arcillas son utilizadas en muchas facetas de la vida cotidiana. Tienen uso medicinal y en cosmética. Se utilizan como material de construcción para fabricar ladrillos y cerámicas. También se utilizan como materia prima para la construcción de muros de tapiales y adobes y para la fabricación de piezas de alfarería tradicional, de loza y de porcelana. Por sus propiedades impermeabilizantes se usan para la absorción de productos contaminantes, para el filtrado en la industria, etc.

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 ROCAS SEDIMENTARÍAS NO DETRÍTICAS

Son formadas a partir de la precipitación de determinados compuestos químicos en soluciones acuosas o bien por acumulación de substancias de origen orgánico. Un tipo muy común es la roca caliza, formada en su mayor parte por la precipitación de carbonato cálcico o por la acumulación de fragmentos esqueléticos (corales, gasterópodos, ostrácodos, etc.). En estas rocas es frecuente observar la presencia de estos restos que constituyen los fósiles. Una variedad de caliza es la toba calcárea, muy porosa y con abundantes restos vegetales que se origina en los ríos cuando el carbonato de calcio precipita sobre la vegetación. Las dolomías es otro tipo de roca que se diferencia de la anterior por tener en su composición química, además de carbonato y calcio, un porcentaje alto de magnesio. Las calizas son un material utilizado para la fabricación de cemento y la cal usada en construcción. Igualmente es un material que se utiliza para la construcción de las fachadas y revestimiento de suelos de los edificios. El yeso se utiliza para el revestimiento de paramentos y la fabricación de escayolas.

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Los carbones y petróleos son rocas sedimentarias no detríticas llamadas organógenas ya que se originan a partir de la acumulación de restos de materia orgánica. Los carbones proceden de restos vegetales y el petróleo procede del plancton marino. Poseen un enorme interés económico dado su poder calorífico y de creación de energía por su combustión.

ROCAS ÍGNEAS Son rocas generadas por el enfriamiento de una masa líquida de composición silicatada que procede del interior de la Tierra. Esta masa fundida se encuentra a altas temperaturas. Cuando se enfría y solidifica durante su ascenso hacia la superficie de la Tierra, en zonas cercanas a la superficie (corteza terrestre) da lugar a las rocas plutónicas, mientras que cuando se enfría y solidifica en la superficie da lugar a las rocas volcánicas.

 ROCAS PLUTÓNICAS Las rocas plutónicas se originan bajo la superficie terrestre y por tanto, al estar sometidas a grandes presiones, sus minerales crecen muy unidos, formando rocas densas no porosas. Su enfriamiento es muy lento por lo que los cristales de los minerales que las forman pueden ser relativamente grandes. En algunas ocasiones se pueden apreciar a simple vista. Los granitos son las rocas plutónicas más comunes. Están compuestos por una mezcla de los minerales cuarzo, feldespato y mica.

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El gabro es otra roca plutónica común, se reconoce por la ausencia de cuarzo y sus tonos oscuros. Las rocas plutónicas y principalmente las graníticas tienen una importante producción en España para la construcción. Dado su buen comportamiento se utilizan para la estructura y revestimiento de las fachadas y la pavimentación interior y exterior de los edificios, así como en la fabricación de encimeras de cocinas y baños. También tienen un importante uso en la industria funeraria.

 ROCAS VOLCÁNICAS

Se originan cuando los magmas salen al exterior de la superficie de la Tierra, dando lugar a la lava de los volcanes, y se enfrían en la superficie terrestre a temperaturas y presiones bajas. El resultado son rocas constituidas por una masa de cristales de pequeño tamaño o bien materia amorfa sin cristalizar (vidrio). En ocasiones se pueden distinguir algunos minerales rodeados de una masa micro cristalina o amorfa. Es común clasificar las rocas volcánicas en función de su composición química. Una roca muy frecuente y fácil de reconocer por sus tonos oscuros es el basalto. La riolita, por el contrario, presenta tonos claros.

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La piedra pómez o pumita tiene una composición muy similar a la riolita pero tiene una alta porosidad que la hace particularmente “esponjosa” (es tan ligera que flota en el agua). Por sus características es utilizada en la industria como elemento filtrante y absorbente, en cosmética, y como polvos abrasivos para limpieza y pulido de piezas. Se utiliza en agricultura como aireador y por su capacidad de retener el agua durante bastante tiempo.

ROCAS METAMÓRFICAS Las rocas metamórficas se generan a partir de rocas prexistentes que, como consecuencia de sufrir un aumento importante de temperatura y de presión por procesos geológicos (enterramiento, intrusión de magmas, etc.), sufren reajustes. Este reajuste ocasiona cambios en sus minerales y composición química de forma que la roca original (sedimentaria, ígnea o metamórfica) se transforma en un nuevo tipo que llamamos roca metamórfica. El proceso metamórfico se realiza en esta aplastamiento general de sus minerales que hace que aparezcan orientados de forma plana dando lugar a una laminación de la roca. Este fenómeno se denomina foliación. Las pizarras proceden de arcillas que han sufrido un incremento bajo de temperatura y presión por enterramiento. Presentan una estructura foliada que se denomina pizarrosidad (foliación muy recta, paralela y muy fina). Generalmente son oscuras y con frecuencia contienen fósiles. Son utilizadas en placas para techar en construcción, así como para revestimiento de paredes y suelos en viviendas.

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Los esquistos son rocas que han sufrido un metamorfismo más intenso. Presentan una estructura foliada más deformada que se denomina esquistosidad. Los fósiles que pudiera tener la roca original desaparecen durante el proceso metamórfico. El gneis es una roca que ha sufrido un metamorfismo muy intenso. Sus principales minerales son el cuarzo, los feldespatos y las micas (como el granito) pero se presentan orientados en bandas claras y oscuras.

El mármol es una roca metamórfica que procede de la transformación de rocas como la caliza y la dolomía por un incremento de la temperatura y presión. Presenta un aspecto cristalino característico. El mármol es una de las rocas o piedras ornamentales más apreciadas, ya que al ser pulida presenta unas características cromáticas y decorativas muy llamativas. Además, tiene unas propiedades de resistencia muy adecuadas para ser utilizada en construcción. La cuarcita procede del metamorfismo de areniscas muy ricas en cuarzo y se utiliza como árido en construcción constructiva y decorativa.

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BIBLIOGRAFIA  Sitios Web http://www.redalyc.org/pdf/870/87012672003.pdf http://es.scribd.com/doc/88173852/Captulo-7-Compactacin-de-Suelos-El-SueloComo-Material-de-Construccin http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/09/clasificacion-rocas-ppt1.pdf http://www.buenastareas.com/ensayos/El-Suelo-Como-Material-DeConstruccion/1690222.html  Libros Título: Mecánica de suelos

Autor: Roy Whitlow

Segunda Edición

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