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“MANEJO DE AGUAS DE LLUVIAS EN LADERAS Y
ESTABILIDAD DE LADERAS DESDE LA PERSPECTIVA DE
RIESGO”
UNIDAD I
“TIPOS DE SUELOS Y ASPECTOS BÁSICOS SOBRE
ESTABILIDAD DE LADERAS”
Sociedad Americana de la Ciencia del Suelo:
“Es el material parental no consolidado sobre la
superficie de la Tierra, que sirve como medio natural
para el crecimiento de las plantas… y que ha estado
sujeto por factores genéticos y del medio ambiente
que son: el material parental (roca), el clima,
organismos y topografía, actuando dentro de un
período de tiempo y originando un producto (suelo),
que difiere del material al cual se deriva”
Concepto generalizado de suelos:
“Como un cuerpo natural, tridimensional, trifásico y
dinámico, que ocupa un lugar en el espacio y que
contiene características únicas, producto de la
transformación del material parental (roca), a través
de procesos meteorológicos, que finalmente se
expresan en un perfil con horizontes o estratos”
SUELOS Y ROCAS: ORIGEN DEL SUELO Y TIPOS
Los suelos que cubren la corteza terrestre están
conformados por la meteorización de las rocas
Meteorización
mecánica
Fuerzas físicas:
corriente de agua de
los ríos, vientos,
expansión y
contracción causadas
por ganancias y
pérdida de calor
Meteorización
química
Meteorización
biológica
Hidratación: paso de
anhidrita a yeso, disolución
de los sulfatos en el agua,
oxidación de minerales de
hierro, cementación por
agua, conteniendo
carbono...
producida
principalmente por la
actividad bacteriana
(descomposición de
materiales orgánicos)
Representación de un proceso de meteorización química
Perfil meteorizado, de acuerdo a
diversas fuentes
Cuando el regolito se
forma in situ por
descomposición y
desintegración de la
roca firme, se
denomina regolito
residual o suelo
residual. Y Si esta
capa, es transportada
por agentes (agua,
viento, etc.) recibe el
nombre regolito o
suelo sedimentario
Dokuchaev (geólogo y
pedólogo ruso 1899),
definió al suelo como el
producto de cuatro
factores; clima (CL),
organismos (O),
sustratos (S) y tiempo (T)
Jenny (1988), estableció
la formación del suelo
en función:
S = f (R, MP, O, T, CL)
Tres causas principales de depósito
Reducción de
la velocidad
del agua
Disminución
de su
solubilidad
Aumento de
electrólitos
En definitiva, el suelo es el resultado del proceso de
motorización de las rocas
Resultado un
suelo
desarrollado
(Suelo maduro)
Proceso de formación del suelo
Proceso de pérdida de suelo inducido por el hombre
CARACTERÍSTICAS DE SUELOS (ELEMENTOS BÁSICOS DE
LA GEOTECNIA)
Las pruebas a efectuarse en estos
estudios, está en dependencia de:
1) Las capacidades con que cuentan
los laboratorios de mecánica de
suelos a nivel nacional
2) El uso que se les darán a los
terrenos
Los estudios inician con
recopilación de información, y
posteriormente con el sondeo y
extracción de muestra (realización
del perfil transversal), ver foto.
RELACIONES GRAVIMÉTRICAS Y VOLUMÉTRICAS
Relaciones entre las fases de un suelo: a) elemento de suelo
natural, b) división de un elemento en fases
Relación en volumen:
Relación en peso:
GRANULOMETRÍA
Diferenciar las partículas del suelo, en función del tamaño
Arcillas - inferior a 0.002 mm. Gran capacidad de
retención de agua
Limos - 0.002 mm y 0.06 mm (0.005). Ocurre retención
de agua, debido a la cohesión
Arenas - 0.06 y 2 mm. No originan agregados
continuos, ni plasticidad
Gravas - 2 mm y 10 cm. No retienen agua
El análisis de la distribución granulométrica,
consiste en dos etapas: tamizado y sedimentación
Coeficientes utilizados
para representar la
curva granulométrica
de un suelo:
DENSIDAD O COMPACIDAD RELATIVA
Para caracterizar la compacidad de un suelo granular, se
usa la densidad relativa (Dr), definida como:
Donde:
emáx: índice de huecos del suelo en
el estado más suelto
emin: índice de huecos del suelo en
el estado más denso
e: índice de huecos in situ
γd: peso específico seco in situ
γd,máx: peso específico seco en el
estado más denso (emin)
γd,min: peso específico seco en el
estado más suelto (emáx)
LÍMITE DE CONSISTENCIA (LÍMITE LÍQUIDO Y LÍMITE PLÁSTICO)
Los límites de consistencia, o
límites de Atterberg, definen
los contenidos de humedad
del suelo correspondientes a
los cambios de estado físico,
como está indicado en la
figura.
El límite líquido se determina
con la cuchara de
Casagrande.
Las diferencias entre el límite líquido (LL) y el límite
plástico (LP) de un suelo, definen el índice de plasticidad
Suelos, con LL>50 (alta plasticidad) y con LL<50
(baja plasticidad)
LÍMITE DE CONTRACCIÓN
Definido como el contenido de agua
con que el suelo deja de disminuir su
volumen al seguirse secando:
Donde:
W1 = peso húmedo de la muestra
Ws = peso seco de la muestra
V1 = volumen inicial de la muestra
V2 = volumen final de la muestra
Yw = densidad del agua
CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS POR EL SISTEMA SUCS
El sistema SUCS,
clasifica los suelos
en función de su
granulometría
(Lambe y White,
1981)
Ejemplo: el material
retenido en la malla
#4 (4.76 mm) es
grava y el material
que es retenida en
la malla #200, es
arena
EXPANSIÓN VOLUMÉTRICA
Se da principalmente en las arcillas y tiene lugar cuando la
masa de suelos adquiere agua
RESISTENCIA AL ESFUERZO CORTANTE Y CAPACIDAD DE CARGA
La resistencia al esfuerzo cortante en los suelos está dada por,
el ángulo de fricción interna Ф en los materiales granulares y
por la cohesión c, en los suelos cohesivos (arcillas), la cual
depende de la humedad del suelo.
La capacidad de carga del suelo, como la carga máxima que
este puede soportar por unidad de área:
qu = (2 + ∏) * c, donde q = la carga admisible y c = la cohesión
TENSIONES EN SUELOS
Se da principalmente en las arcillas y tiene lugar cuando la
masa de suelos adquiere agua
Donde: γi = peso específico del suelo de la capa i; Zi = altura de
la capa i
Donde: γw = peso específico del agua; Zw = profundidad
respecto al nivel de agua
Las tensiones en los suelos pueden ser debidas al peso propio
de las capas de suelos, o por sobrecargas aplicadas en la
superficie
COMPACTACIÓN
La compactación es un proceso que ofrece una mejoría en
las propiedades del suelo garantizando cierta
homogeneidad, con la eliminación de los vacíos existentes
entre las partículas sólidas, y aumentando mecánicamente
la densidad del suelo
OTROS ELEMENTOS DE INFORMACIÓN A CONSIDERAR
Perfil estratificado de la roca madre (formaciones
geológicas), geomorfología del terreno, vulnerabilidad
sísmica (fallas tectónicas), riesgo de inundaciones y
deslizamiento, estudios hidrogeológicos, entre otros.

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