Clase Geot Cnia Parte i A

8/17/2019 Clase Geot Cnia Parte i A

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GEOTÉ NI


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1. LOS PROCESOS MAGMÁTICOS1.1 Evolución de los magmas: El magma forma bolsas llamadascámaras magmáticas.

Tipos de rocas magmáticas(Según su localización)

1. Plutónicas o intrusivas

2. Volcánicas o extrusivas

3. Filonianas


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1.2 Causas de la Evolución magmática

Diferenciación magmática:• Cristalización fraccionada

Los minerales van solidificando enfunción de sus puntos de fusíón.

• Diferenciación gravitatoriaSi los minerales que cristalizan son

más densos, se irán al fondo de la

cámara magmática

• Transporte gaseosoLos gases pueden arrastrar iones

hacia la parte superior de la cámara

Asimilación:

El magma se contamina por fusiónde la roca encajante

Mezcla:

Cuando se ponen en contacto dostipos diferentes

Proceso muy complejo y lento, que termina en la formación dediferentes rocas magmáticas, por diferentes mecanismos:

1. LOS PROCESOS MAGMÁTICOS


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Lopolito



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• 1. 3 La actividad magmática plutónica:

La consolidación de los magmas bajo la

superficie terrestre da lugar a plutones. En

relación con la roca encajante pueden ser:

- Plutones concordantes: lacolitos, lopolitos,

facolitos, sills

- Plutones discordantes: batolitos, diques,

filones y venas.


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Consolidación de los magmas

Lopolito



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• 1. 4 El vulcanismo

Proceso por el cual un magma formado en el interior de la Tierra es

expulsado al exterior.

Tipos de erupciones y edificios volcánicos:

- Erupciones fisurales. Plataformas basálticas.- Erupciones hawaianas. Volcanes en escudo.

- Erupciones estrombolianas y vulcanianas. Edificios cónicos y

estratovolcanes.

- Erupciones peleanas. Conos, domos, pitones y chimeneas

exhumadas

- Erupciones freáticas. Calderas de explosión.


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1.5: Rocas Magmáticas

Rocas plutónicas o intrusivas

Cristalizan en profundidad, lentamente

texturas cristalinas(granudas o pegmatíticas)


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Rocas volcánicas o extrusivas

Solidifican en superficie, rápidamente

texturas vítreas omicrocristalínas. A veces también porfídicas y vacuolares


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Rocas volcánicas o extrusivas

Solidifican en superficie, rápidamente

texturas vítreas omicrocristalínas. A veces también porfídicas y vacuolares



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Rocas filonianas

Cristalizan a profundidad intermedia, en diques o filones

texturasaplíticas y porfídicas



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Rocas Magmáticas

Usos de las rocas magmáticasSobre todo en la construcción: áridos, sillares, ornamentos…


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• Cualquier roca se

puede transformar en

roca metamórfica

Ciclo de las rocas

• Cada mineral es estable en un intervalo de P y T

• Si se superan esas condiciones, el mineral se transforma• Metamorfismo: Cambios en la composición mineralógica y enla textura de las rocas, que ocurren en estado sólido, por

incrementos de Presión y/o Temperatura

2. LOS PROCESOS DEL METAMORFISMO


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CICLO DE LAS ROCAS


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2.1 Factores del metamorfismo

Temperatura• Su efecto se ve favorecido por la

pérdida de agua y la intervención

de fluidos.• El intervalo de temperaturas

oscila entre unos 150º y más de

700º


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2.1 Factores del metamorfismo

Presión• Presión litostática,

presión tectónica

(presiones dirigidas) y

presión de fluídos.• Suele producir la

reorientación de los

cristales: foliación

Presencia de fluidos• Agua con iones, que

facilitan las reacciones

químicas y los cambios

mineralógicos


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SUELO


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SUELO

Se le define como un agregado de minerales,

unidos por fuerzas débiles de contacto,separables por medios mecánicos de poca

energía o por agitación en agua.


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El suelo es una mezcla compleja de organismos vivos,

materia orgánica, minerales, agua y aire. Tome un puñado

de tierra y obsérvelo detenidamente. Verá que es una

mezcla de pequeñas partículas de muchos tipos.

OTRA DEFINICIÓN


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El suelo se compone de:

Partículas orgánicas, de materias vegetales y animales,

descompuestas que provienen de plantas y animales vivos;

Partículas minerales tales como arena, arciIla, clasto o

grava que, alguna vez, fueron parte de rocas mayores.


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Origen y formación del suelo


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TIPOS DE SUELO

Para estudiar un material como el suelo (con diferente

tamaño de partículas y composición química) es necesario

seguir una metodología con definiciones y sistemas de

evaluación de propiedades, de forma que se constituya un

lenguaje fácilmente comprensible por los técnicos de

diferentes especialidades y países. Así, se han clasificado

los suelos en tres grandes grupos en función de su

granulometría (Normas D.I.N., AS.T.M, A.E.N.O.R, etc.):


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GRAVAS

Con tamaño de grano entre unos 8 -10 cm. y. 2 mm.; secaracterizan porque los granos son observables

directamente. No retienen el agua, por la inactividad de su

superficie y los grandes huecos existentes entre partículas.

Con partículas comprendidas entre 2 mm y 0,060 mm.,

todavía son observables a simple vista. Cuando semezclan con el agua no se forman agregados continuos,

sino que se separan de ella con facilidad.

ARENAS


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Con partículas comprendidas entre 0,060 y 0,002 mm (algunas

normativas indican que este último valor debe de ser 0,005 mm,

pero no hay apenas consecuencias prácticas entre ambas

distinciones). Retienen el agua mejor que los tamaños superiores.

Si se forma una pasta agua-limo y se coloca sobre la mano, al

golpear con la mano se ve cómo el agua se exhuda con facilidad

LIMOS


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Formadas por partículas con tamaño inferiores a los limos (0,002

mm). Se trata ya de partículas tamaño gel y se necesita que haya

habido transformaciones químicas para llegar a estos tamaños. Estánformadas, principalmente, por minerales silicatados, constituidos

por cadenas de elementos tetraédricos y octaédricos, unidas por

enlaces covalentes débiles, pudiendo entrar las moléculas de agua

entre las cadenas produciendo, a veces, aumentos de volumen

(recuperables cuando el agua se evapora). Todo ello hace que la

capacidad de retención del agua sea muy grande (pequeños huecos

con una gran superficie de absorción en las partículas y una

estructura que permite retener el agua), por lo que son

generalmente los materiales más problemáticos (tiempos muyelevados de consolidación o de expulsión de agua bajo esfuerzos).

Arcillas


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RESUMEN DE LAS PROPIEDADES Y OCURRENCIA DE LAS ARCILLAS

PROPIEDADES U GRUPOS

OCURRENCIA LA CAOLINITA ILLITA CLORITA MONTMORILONITA

Tamaño de partículas

(en micrones) 4.0 - 0.3 0.3 - 0.1 0.3 - 0.1 0.2 - 0.02

Intercambio relativo

de iones ligero moderado moderado grande

Adsorción relativade agua ligera moderada moderada muy grande

Permeabilidad

Relativa grande moderada moderada pequeña

Plasticidad

Relativa ligera moderado moderado grandeOcurrencia Pedálferos Presentes en

en los suelos Laterita Pedocales algunos Pedocales

Ocurrencia en

sedimentos recientes común abundante común común

Ocurrencia en

sedimentos antiguos común abundante común común


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Cargas eléctricas en las arcillas y sus asociacioneselementales


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Cargas eléctricas en las arcillas y susasociaciones elementales


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Estructuras de fIoculación en arcillas. A) Formasde fIoculación. B) Estructura fIoculada en medio

acuoso


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Estructuras de dispersión en arcillas. A) Formas dedispersión. B) Estructura dispersa en medio acuoso


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Reordenamiento de partículas e índice de poros enfunción de la presión de consolidación


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Reordenamiento departículas e índice

de poros en funciónde la presión de

consolidación


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CLASIFICACIÓN DE SUELOS

Resolver un problema de geotecnia supone conocer y

determinar las propiedades del suelo; por ejemplo:

1) Para determinar la velocidad de circulación de un

acuífero, se mide la permeabilidad del suelo, se utiliza la

red de flujo y la ley de Darcy.2) Para calcular los asentamientos de un edificio, se mide

la compresibilidad del suelo, valor que se utiliza en las

ecuaciones basadas en la teoría de la consolidación de

Terzaghi.

3) Para calcular la estabilidad de un talud, se mide la

resistencia al corte del suelo y este valor se lleva a

expresiones de equilibrio estático.


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En otros problemas, como pavimentos, no se dispone de

expresiones racionales para llegar a soluciones

cuantificadas. Por esta razón, se requiere una taxonomía

(ordenamiento) de los suelos, en función de su

comportamiento, y eso es lo que se denomina clasificación

de suelos, desde la óptica geotécnica.


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Agrupar suelos por la semejanza en los comportamientos,

correlacionar propiedades con los grupos de un sistema de

clasificación, aunque sea un proceso empírico, permite

resolver multitud de problemas sencillos. Eso ofrece la

caracterización del suelo por la granulometría y la

plasticidad. Sin embargo, el ingeniero debe ser precavido alutilizar esta valiosa ayuda, ya que soluciones a problemas

de flujos, asentamientos o estabilidad, soportados sólo en

la clasificación, puede llevar a resultados desastrosos.


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Las relaciones de fases constituyen una base esencial de la

Mecánica de Suelos. El grado de compacidad relativa de

una arena es seguro indicador del comportamiento de ese

suelo. La curva granulométrica y los Límites de Atterberg,

de gran utilidad, implican la alteración del suelo y los

resultados no revelan el comportamiento del suelo in situ.


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Sistema Unificado de Clasificación de Suelos SUCS

Inicialmente se tienen suelos granulares o finos, según se distribuye

el material que pasa el tamiz de 3’’

= 75 mm; el suelo es fino cuandomás del 50% pasa el T#200, si no, es granular.

a. Los suelos granulares se designan con estos símbolos

Prefijos

PROPIEDADES FÍSICAS


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1. Textura

2. Estructura

3. Elasticidad

4. Consistencia

5. Plasticidad

6. Compactación

7. Compresibilidad

8. Coeficiente de dilatación -

Contracción de los suelos.

9. Resistencia al Esfuerzo

cortante.

10.Permeabilidad

PROPIEDADES FÍSICASDE LOS SUELOS


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1. TEXTURA DEL SUELO


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DEFINICIÓN DE LA TEXTURA DEL SUELO

La textura es el contenido relativo de partículas de

diferente tamaño, como la arena, el limo y la arcilla,

en el suelo. La textura tiene que ver con la facilidad

con que se puede trabajar el suelo, la cantidad de

agua y aire que retiene y la velocidad con que el

agua penetra en el suelo y lo atraviesa.


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TRIÁNGULO DEL DEPARTAMENTODE AGRICULTURA DE LOS EEUU


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Cl ifi ió d l l d dif t í


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Clasificación de los suelos usada en diferentes países


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Para conocer la textura de

una muestra del suelo,primero se separa todas las

partículas finas menores a 2

mm. que comprenden a las

arenas, limos y arcillas, conlas cuales se realizarán los

ensayos. Las partículas

mayores a 2 mm como la

grava etc. Se separan a uncostado.


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Ensayos de campo rápidos para determinar latextura del suelo

Cuando se construye con material del suelo, es mejor

emplear un suelo que posea una elevada proporción

de limo o arcilla, o ambos, que retenga bien el agua.

Para comprobar con rapidez la textura del suelo adiferentes profundidades, presentamos dos pruebas

muy sencillas que se puede realizar, son las

siguientes:

1. Prueba del lanzamiento de la bola

2. Prueba de compresión de la bola


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1. PRUEBA DEL LANZAMIENTO DE LA BOLA

1.1.Tome una muestra

de suelo humedo yoprímalo hastaformar una bola (A);

1.2. Lance la bola alaire (B) hastaunos 50 cm.aprox. y deje quecaiga de nuevo ensu mano.

1.3. Si la bola se desmorona

(C), el suelo es pobre ycontiene demasiadaarena;

1.4. Si la bola mantiene sucohesión (D),probablemente sea unsuelo bueno con

suficiente arcilla.

2 PRUEBA DE COMPRESIÓN DE LA BOLA


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2. PRUEBA DE COMPRESIÓN DE LA BOLA

A. Tome una muestra de suelo y

humedézcala un poco hasta que

comience a hacerse compacta sin que sepegue a la mano;

B. Oprímala con fuerza y

abra la mano.

C. Si el suelo mantiene la forma de sumano, probablemente contenga la arcillasuficiente para construir un estanque

piscícola

D. Si el suelo no mantiene laforma de la mano, es quecontiene demasiada arena.

Cómo determinar las proporciones aproximadas de arena, limo y


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Cómo determinar las proporciones aproximadas de arena, limo yarcilla?Esta es una prueba sencilla que dará una idea general de las

proporciones de arena, limo y arcilla presentes en el suelo.

Prueba de la botella A. Coloque 5 cm

de suelo en una

botella y llénela

de agua

B. Agítela bien y déjela reposar

durante una hora. Transcurrido

este tiempo, el agua estará

transparente y observará que las

partículas mayores se han

sedimentado (B);

C. En el fondo hay una capa de arena; luego

hay una capa de limo; En la parte

superior una capa de arcilla. Si el agua no

está transparente ello se debe a que

parte de la arcilla más fina está todavíamezclada con el agua; En la superficie del

agua pueden flotar fragmentos de

materia orgánica; Mida la profundidad de

la arena, el limo y la arcilla y calcule la

proporción aproximada de cada uno

PRUEBAS PRÁCTICAS PARA DETERMINAR LA


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PRUEBAS PRÁCTICAS PARA DETERMINAR LATEXTURA DEL SUELO

CLASIFICAR LA TEXTURA DEL SUELO DE FINA A

GRUESA

La textura del suelo puede clasificarse de fina a gruesa. La textura

fina indica una elevada proporción de partículas más finas como el

limo y la arcilla. La textura gruesa indica una elevada proporción de

arena. A continuación presentamos una prueba sencilla que le

ayudará a clasificar la textura del suelo de gruesa a fina.

Prueba de la bola de barro


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Prueba de la bola de barro

A. Se toma una muestra humedecida

del suelo y se la amásela hasta que

adquiera consistencia;

B. Se la sigue amasando entre el

pulgar y el índice y moldee una

bola de barro de unos 3 cm de

diámetro ;

La textura del suelo se puede determinar por la forma en

que actúa la bola al ser lanzada hacia una superficie sólida,

como una pared o un árbol...


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C. Si al lanzar la bola, mojada o seca, ésta sólo

produce salpicaduras, la textura es gruesa ;

D. Si al lanzar la bola seca ésta se comportacomo una perdigonada y al lanzarla mojada

hacia un blanco a mediana distancia mantiene

su forma, la textura es moderadamentegruesa ;

E. Si la bola se despedaza al chocar hacia el

blanco cuando está seca, y se mantiene

compacta cuando está húmeda pero no se

adhiere al blanco, la textura es media ;

F. Si al lanzar la bola mojada a gran distancia

ésta mantiene su forma y se adhiere al blanco,

pero puede despegarse con relativa facilidad,

su textura es moderadamente fina ;

G. Si la bola se adhiere al blanco cuando está

mojada y se convierte en un proyectil muy

duro cuando está seca, la textura es fina .


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2. ESTRUCTURA DEL SUELO


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La estructura del suelo se define por la forma en que

se agrupan las partículas individuales de arena, limo y

arcilla. Cuando las partículas individuales se agrupan,toman el aspecto de partículas mayores y se

denominan agregados.


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La agregación del suelo puede asumir diferentesmodalidades, lo que da por resultado distintas estructuras

de suelo. La circulación del agua en el suelo varía

notablemente de acuerdo con la estructura; por

consiguiente, es importante que conozca la estructura del

suelo donde se propone construir una granja piscícola.


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Aunque quizás no pueda recopilar toda está información

por cuenta propia, los técnicos especializados dellaboratorio de análisis de suelos podrán suministrársela

después de examinar las muestras de suelo no alteradas

que tome. Le podrán decir si la estructura del suelo es mala

o buena (poros/canales capilares, red, etc.). También

podrán ofrecerle información sobre el grado de circulacióndel agua o la permeabilidad.


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DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA DEL SUELO


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La forma más provechosa de describir la estructura del

suelo es en función:

a) Del grado (grado de agregación),b) La clase (tamaño medio). yc) El tipo de agregados (forma).

La estructura característica de un suelo se puede reconocer

mejor cuando está seco o sólo ligeramente húmedo.

Cuando se estudia un perfil del suelo, no se le debe alterar

para determinar el grado de la estructura.

CLASES Y TIPOS DE ESTRUCTURA DEL SUELO


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Por definición, la clase de estructura describe el tamañomedio de los agregados individuales. En relación con eltipo de estructura de suelo de donde proceden losagregados, se pueden reconocer, en general, cinco clasesdistintas que son las siguientes:

a) Muy fina o muy delgada;b) Fina o delgada;c) Mediana;d) Gruesa o espesa;

e) Muy gruesa o muy espesa;Por definición, el tipo de estructura describela forma o configuración de los agregados individuales.

Existen cuatro tipos de suelo:


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Existen cuatro tipos de suelo:

1) ESTRUCTURAS GRANULARES Y MIGAJOSAS

Son partículas individuales de arena, limo y arcilla

agrupadas en granos pequeños casi esféricos. El agua

circula muy fácilmente a través de esos suelos. Por lo

general, se encuentran en el horizonte A de los perfiles

de suelos;

2) ESTRUCTURAS EN BLOQUES O BLOQUESSUBANGULARES

Son partículas de suelo que se agrupan en bloques casicuadrados o angulares con los bordes más o menos

pronunciados. Los bloques relativamente grandes indican

que el suelo resiste la penetración y el movimiento del

agua. Suelen encontrarse en el horizonte B cuando hay

acumulación de arcilla;


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3) ESTRUCTURAS PRISMATICAS Y COLUMNARES

Son partículas de suelo que han formado columnas o

pilares verticales separados por fisuras verticalesdiminutas, pero definidas. El agua circula con mayor

dificultad y el drenaje es deficiente. Normalmente se

encuentran en el horizonte B cuando hay acumulación de

arcilla

4) ESTRUCTURA LAMINAR

Se compone de partículas de suelo agregadas en láminas

o capas finas que se acumulan horizontalmente una sobre

otra. A menudo las láminas se traslapan, lo que dificultanotablemente la circulación del agua. Esta estructura se

encuentra casi siempre en los suelos boscosos, en parte

del horizonte A y en los suelos formados por capas dearcilla*


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3. ELASTICIDAD DELSUELO


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La elasticidad es aquella propiedad de un material por

virtud de la cual las deformaciones causadas por el

esfuerzo desaparecen al removérsele. Algunas sustancias,

tales como los gases poseen únicamente elasticidadvolumétrica, pero los sólidos pueden poseer, además,

elasticidad de forma. Un cuerpo perfectamente elástico

se concibe como uno que recobra completamente su

forma y sus dimensiones originales al retirarse elesfuerzo.


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4. CONSISTENCIA DEL SUELO

CONSISTENCIA DEL SUELO


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La consistencia del suelo es la firmeza con que se unen los

materiales que lo componen o la resistencia de los suelos a

la deformación y la ruptura. La consistencia del suelo semide por muestras de suelo mojado, húmedo y seco. En los

suelos mojados, se expresacomo adhesividad y plasticidad, tal como se define infra.La consistencia del suelo puede estimarse en el campo

mediante ensayos sencillos, o medirse con mayor exactitud

en el laboratorio.


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CONSISTENCIA DEL SUELO MOJADO

La prueba se realiza cuando el suelo está saturado de agua,

como por ejemplo, inmediatamente después de una

abundante lluvia. En primer lugar, determine

la adhesividad, que es la cualidad que tienen los materialesdel suelo de adherirse a otros objetos. Después, determinela plasticidad, que es la cualidad por la cual el materialedáfico cambia continuamente de forma, pero no de

volumen, bajo la acción de una presión constante, ymantiene dicha forma al desaparecer la presión.

ADHESIVIDAD DEL SUELO MOJADO


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ADHESIVIDAD DEL SUELO MOJADO

Presionar una pequeña cantidad de suelo mojado entre el

pulgar y el índice para comprobar si se adhiere a los dedos.Después, separe los dedos lentamente.

Clasificación de la adhesividad :

a) No adherente

b) Ligeramente adherente

c) Adherente

d) Muy adherente


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5. PLASTICIDAD

DETERMINAR LA PLASTICIDAD DEL SUELO MOJADO


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DETERMINAR LA PLASTICIDAD DEL SUELO MOJADO

Amasar una pequeña cantidad de suelo mojado entre las palmas de

las manos hasta formar una tira larga y redonda parecida a uncordón de unos 3 mm de espesor. Califique la plasticidad de la

manera siguiente:

Índice de plasticidad


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Partiendo del límite liquido y el límite plástico, el índice de

plasticidad (IP) puede definirse como la diferencianumérica entre ellos:

IP = LL – LP

El índice de plasticidad se expresa con el porcentaje del

peso en seco de la muestra de suelo, e indica el

tamaño del intervalo de variación del contenido dehumedad con el cual el suelo se mantiene plástico.

Índice de plasticidad


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En general, el índice de plasticidad depende sólo de la

cantidad de arcilla existente e indica la finura del suelo y su

capacidad para cambiar de configuración sin alterar su

volumen. Un IP elevado indica un exceso de arcilla o decoloides en el suelo. Siempre que el LP sea superior o igual

al LL, su valor será cero.El índice de plasticidad da una buena indicación de

la compresibilidad. Mientras mayor sea el IP, mayor será lacompresibilidad del suelo.

C i t i d l l tili d l lí it d Att b


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Consistencia del suelo utilizando los límites de Atterberg

La consistencia del suelo cambia según la cantidad de agua

presente (mojado, húmedo y seco). Estos cambios en la

consistencia del suelo se pueden medir con exactitud en el

laboratorio, utilizando las normas preestablecidas quedeterminan los Iímites de Atterberg, los cuales se pueden

utilizar para juzgar la aptitud del suelo en la construcción de

diques de estanque y pequeñas presas de tierra.

límites de Atterberg


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Un límite de Atterberg corresponde al contenido de

humedad con que una muestra de suelo cambia deuna consistencia a otra. Dos de los límites de Atterberg resultan de especial interés son, el límite

líquido y el límite plástico, cuya definición se basa en

tres consistencias del suelo:a) Consistencia Líquida: barro, fluido o líquidob) Consistencia Plástica: se puede amasar y

moldear

c) Consistencia Semisólida: ya no se puedemoldear y el volumen disminuye(contracción) a

medida que se seca la muestra



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LÍMITE LÍQUIDO (LL)

Porcentaje de contenido de humedad con que un suelo cambia, al

disminuir su humedad, de la consistencia líquida a la plástica, o, al

aumentar su humedad, de la consistencia plástica a la líquida.

LÍMITE PLÁSTICO (LP)

Porcentaje de contenido de humedad con que un suelo cambia al

disminuir su humedad de la consistencia plástica a la semisólida, o, al

aumentar su humedad, de la consistencia semisólida a la plástica.El límite plástico es el límite inferior del estado plástico. Un pequeño

aumento en la humedad sobre el límite plástico destruye

la cohesión* del suelo.



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Los límites líquido y plástico dependen de la cantidad y el

tipo de arcilla presentes en el suelo:a) Un suelo con un alto contenido de arcilla generalmente

posee altos LL y LP;

b) Las arcillas coloidales poseen un LL y un LP superiores a

los de las arcillas no coloidales;c) La arena, la grava y la turba no tienen plasticidad. Su LP

= 0;

d) Los limos presentan plasticidad sólo ocasionalmente, su

LP es igual o ligeramente superior a 0.


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í i d ió d l i di l


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Las características de compactación de un suelo indican la

reacción relativa de ese suelo al esfuerzo de

apisonamiento (consolidación). Los suelos con buenascaracterísticas de compactación se pueden apisonar

mucho con un mínimo de esfuerzo. El material edáfico con

un índice de plasticidad de aproximadamente 16%

presenta las mayores características de compactación.Todo suelo tiene un contenido de humedad óptimo quepermite compactarlo al máximo con el menor esfuerzo y

que hará que el suelo compactado alcance su

permeabilidad más baja.


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CURVA DE COMPACTACIÓNCuando se compacta un suelo bajo diferentes condiciones de humedad y


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p j y

siendo cualquiera el método empleado, se relaciona las densidades con

los porcentajes de humedad, lo que da como resultado una curva como

la que se muestra:

Cada suelo tiene su propia curva de compactación, que es característica del

material y distinta de otros suelos.


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a) Compactación por amasado: Se caracteriza por:- La compactación se realiza de abajo hacia arriba, originado una mayor


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La compactación se realiza de abajo hacia arriba, originado una mayor

presión en el lecho inferior.

- Se recomienda compactar en capas de 0,30 m de espesor, utilizando

una penetración del vástago del 20% al 50% de su longitud de acuerdo

a la plasticidad del suelo.- Se recomienda un número mínimo de 20 pasadas.

- Son apropiados para suelo finos (cohesivos).

b) Compactación por presión: rodillos lisos y neumáticos

Rodillo lisos: Presenta las siguientes características


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Rodillo lisos: Presenta las siguientes características:- En un rodillo liso la compactación se realiza de arriba hacia abajo disminuyendo con

la profundidad de la capa.

- Se recomienda compactar en capas sueltas de 20 cm.

- Se recomienda un número de 8 pasadas.

- Son utilizados principalmente en suelos gravosos y arenosos limpios así como para el

acabado de la superficie superior de las capas compactadas y en los concretos asfálticos.

Rodillos Neumáticos: Las características son:- La presión del aire en los neumáticos y el área de contacto entre el

á l


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neumático y el terreno.

- Se recomienda compactar en capas sueltas de 20 cm.

- Se recomienda un número de pasa de 16.

- Son aplicables principalmente a los suelos arenosos con finos pocoplásticos, tratamientos superficiales, etc.

c) Compactación por impacto: Constituidos por los pisones.- Son utilizados en áreas pequeñas


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- Son utilizados en áreas pequeñas.

- Se recomienda un número de pasadas de 4.

- Son utilizados en los suelos plásticos o suelos granulares de

granulometría apropiada.

d) Compactación por vibración: Tiene las siguientes características:- Producen una disminución o casi suprimen el rozamiento entre los granos,


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teniendo una acción notable en la profundidad mas no así en la superficie.

- Se pueden compactar capas hasta de 60 cm en el caso de GP y GW con

resultados positivos.

- Se recomienda compactar en capas de hasta 20 cm.- Se recomienda un número de pasadas mínimo de 8.

- Son recomendables para los suelos granulares y a las gravas con pocos

finos plásticos ( en un orden de 10%) así como en la compactación de

firmes modernos (gran angularidad) y arenas de granulometría cortada.


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e) Compactación por métodos mixtos: Losequipos mixtos están representados por los rodillos

lisos vibratorios.

Equipos de Laboratorio:


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7. COMPRESIBILIDAD

La compresibilidad es el grado en que una masa de suelo disminuye

l b j l f d E í i l l d


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su volumen bajo el efecto de una carga. Es mínima en los suelos detextura gruesa, que tienen las partículas en contacto. Aumenta a

medida que crece la proporción de partículas pequeñas y llega almáximo en los suelos de grano fino que contienen materia orgánica.

Ejemplos de compresibilidad para diversos suelos:

Las gravas y las arenas son prácticamente incompresibles. Si se

comprime una masa húmeda de estos materiales no se produceningún cambio significativo en su volumen;

Las arcillas son compresibles. Si se comprime una masa húmeda de

arcilla, la humedad y el aire pueden ser expelidos, lo que trae como

resultado una reducción de volumen que no se recuperainmediatamente cuando se elimina la carga.

Los s elos de grano fino ti l 50%


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Los suelos de grano fino que contienen por lo menos 50%de limo + arcilla, pueden clasificarse con arreglo a tres

clases de compresibilidad, sobre la base de su límiteLíquido. Estas clases son las siguientes:

Compresibilidad baja: LL inferior a 30;

Compresibilidad media: LL de 30 a 50;

Compresibilidad alta: LL superior a 50.

En general, la compresibilidad es aproximadamente

proporcional al índice de plasticidad.

Mientras mayor es el IP, mayor es la compresibilidad delsuelo.


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8. COEFICIENTE DE DILATACIÓN-CONTRACCIÓN

DE LOS SUELOS

La dilatación contracción de un suelo es la cualidad que


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La dilatación-contracción de un suelo es la cualidad que

determina su cambio de volumen cuando cambian

las condiciones de humedad. Algunos suelos se contraencuando están secos y se dilatan cuando están mojados. El

cambio de volumen de la masa de suelo depende de

la magnitud del cambio de la humedad y de la cantidad y

la clase de arcilla presente en el suelo.a) Coeficiente de dilatación-contracción bajo:

arenoso franco, arena y arcilla caolinita ;

b) Coeficiente de dilatación-contracción alto:arcilla montmorillonita.


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Conceptos Fundamentales:


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Los suelos, como cualquier material, bajo ciertas solicitaciones, se

comportarán como materiales elásticos, pero en muchas veces tendrá

deformaciones mayores de las normales, por lo que será un factor predominante el considerar la plasticidad del suelo.

La resistencia de un suelo al esfuerzo cortante indica la resistencia relativa

de éste a los corrimientos de tierra bajo carga. La resistencia máxima a loscorrimientos de tierra se da en los suelos compuestos de grava limpia con

menos de 5% de limo + arcilla.

La resistencia de los suelos al esfuerzo cortante disminuye a medida que

aumentan las partículas finas. Es mínima en los suelos orgánicos de grano

fino y, por ejemplo, al construir una presa, es importante eliminar todo el

suelo orgánico para disminuir la posibilidad de corrimientos.

Relación Tensión - Deformación


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Ensayo Triaxial Convencional


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PREUBA DE RESISTENCIA AL CORTE


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ENSAYO TRIAXIAL


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POROSIDAD TOTAL Y EFICAZ


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POROSIDAD TOTAL:

mt = Volumen de huecos/volumen total

Puede expresarse en % ó en tanto por 1 (en cualquiercaso es adimensional). Es decir que 28% es equivalente a0,28, pero dejando claro cómo se está expresando, porquetambién puede existir una porosidad extremadamente bajadel 0,28%

POROSIDAD TOTAL Y EFICAZ


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Porosidad eficaz:

me = Volumen de agua drenada por gravedad / volumentotal

Se expresa igual que la porosidad total (% o entanto por 1).

Retención específica:

Diferencia entre la Porosidad total y Porosidad

Efectiva.

P id d Efi


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Porosidad Eficaz:

“El

volumen de huecos disponible para el flujo respectodel volumen total".

Rendimiento especifico:

Indica el volumen de agua que podemos obtener de unmedio poroso saturado.

Porosidad efectiva:

Se refiere al volumen de huecos disponible para lacirculación del agua.

* En ambos casos respecto del volumen total

Ejemplo:Disponemos de 1 m3 de arena seca, le introducimos agua hasta que


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Con estos datos podemos calcular:

1 m3 = 1000 dm3 ~ 1000 litrosmt = 280 /1000 =0,28 ~ 28%

me =160 / 1000=0,16~ 16%

Retención específica = 0,28 - 0,16

= 0,12 ~ 12%

esté completamente saturado (todos los poros llenos de agua).Supongamos que para ello hemos necesitado 280 litros. Después

dejamos que el agua contenida escurra libremente; supongamos querecogiéramos 160 litros. Evidentemente los 120 litros que faltan sehan quedado mojando los granos.

Aproximadamente son equivalentes: el agua que quedaadherida a los granos y que no se mueve por gravedad


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g y q p gtampoco permite el flujo.En la figura se representa en rayado el agua adherida a losgranos; los huecos que quedan (en el dibujo en blanco)representan tanto el agua extraíble como la secciónutilizable por el flujo del agua subterránea

En un laboratorio sepuede medir el specificyield, pero no existe unmétodo experimental para

obtener el valor de laeffective porosity (lasección utilizada por elflujo).

POROSIDAD PRIMARIA Y SECUNDARIA


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Al hablar de porosidad, intuitivamente se piensa en los poros de un

material detrítico, pero las rocas compactas también pueden contenercierta proporción de agua en su interior en sus fisuras. Tras suformación, estas fisuras pueden ser ocluídas por los mineralesarcillosos resultantes de la alteración, o por el contrario la disoluciónhace aumentar la abertura, a veces hasta formar amplios conductos(especialmente en calizas).

Normalmente, estas fisurasson fracturas producidas poresfuerzos tectónicos, peropueden deberse a otras

causas: enfriamiento (rocasvolcánicas), planos dedescompresión odiscontinuidadessedimentarias, etc.


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PERMEABILIDAD DEL SUELO

Permeabilidad es la propiedad que tiene el


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Permeabilidad es la propiedad que tiene el

suelo de transmitir el agua y el aire y es una

de las cualidades más importantes que han

de considerarse para la piscicultura. Unestanque construido en suelo impermeable

perderá poca agua por filtración.

Mientras más permeable sea el suelo,

mayor será la filtración. Algunos suelos son

tan permeables y la filtración tan intensa

que para construir en ellos cualquier tipo deestanque es preciso aplicar técnicas de

construcción especiales.


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Cuando se construyen diques para represamiento se deben


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Cuando se construyen diques para represamiento se debenhacer con un tipo de suelo que garantice una buena

retención del agua. La calidad del suelo tendrá quecomprobarse, teniendo presente ese aspecto.

FACTORES QUE AFECTAN LA PERMEABILIDAD DELSUELO


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Los factores son: Las fisuras y cárcavas. Es difícil hallar valores

representativos de la permeabilidad a partir de mediciones reales.

Un estudio serio de los perfiles del suelo proporcionará una

indispensable comprobación de dichas mediciones.

Las observaciones sobre la textura del suelo, su estructura,

consistencia, color y manchas de color, la disposición por capas, los

poros visibles y la profundidad de las capas impermeables como la

roca madre y la (s) capa (s) de arcilla, constituyen la base para decidir

si es probable que las mediciones de la permeabilidad sean

representativas.


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Como se sabe, suelo está constituido por varios horizontes,y que, generalmente, cada uno de ellos tiene propiedades

físicas y químicas diferentes.

Para determinar la permeabilidad del suelo en su totalidad,

se debe estudiar cada horizonte por separado.

LA PERMEABILIDAD DEL SUELO CON RELACION A SUTEXTURA Y ESTRUCTURA


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El tamaño de los poros del suelo reviste gran importancia

con respecto a la tasa de filtración (movimiento del agua

hacia dentro del suelo) y a la tasa de percolación

(movimiento del agua a través del suelo). El tamaño y el

número de los poros guardan estrecha relación con la

textura y la estructura del suelo y también influyen en su

permeabilidad


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TRANSMISIVIDAD


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Si observamos el dibujo intuimos que los dos estratosacuíferos deben proporcionar el mismo caudal: uno tiene

la mitad de permeabilidad, pero el doble de espesor que

el Otro. Efectivamente, el parámetro que nos indica lafacilidad del agua para circular horizontalmente por una

formación geológica es una combinación de la

permeabilidad y del espesor:

Transmisividad = Permeabilidad x Espesor


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Como las unidades de la permeabilidad son L / T y

del espesor L, las unidades de la Transmisividad

serán L2 / T

Por ejemplo: m2/día, o cm2/seg.

En el ejemplo mostrado en la figura, la

transmisividad en ambos casos sería de 150 m2/dia

Transmisividad Permeabilidad x Espesor

a) VARIACIÓN DE LA PERMEABILIDAD SEGÚN LATEXTURA DEL SUELO


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Por regla general, mientras más fina sea la textura

del suelo, más lenta será la permeabilidad:Suelo Textura Permeabilidad

Suelos arcillosos Fina De muy

Suelos Moderadamente fina Lenta

limosos Moderadamente gruesa a muy

Suelos arenosos Gruesa rápida

Arenosos 5

Franco arenosos 2.5

Franco 1.3

Franco arcillosos 0.8

Arcilloso limosos 0.25

Arcilloso 0.05

Permeabilidad media para diferentes texturas

de suelo en cm/hora

Ejemplo

b) VARIACIÓN DE LA PERMEABILIDAD SEGÚN LAESTRUCTURA DEL SUELO


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La estructura puede modificar considerablemente las tasas de

permeabilidad mostradas anteriormente de la forma siguiente:

PERMEABILIDAD

Gran traslape De

Laminar Ligero traslape muy lenta

amuy rápida

En bloquePrismática

Laminar

TIPO DE ESTRUCTURA

Existe la práctica general de alterar la estructura del suelo

para reducir la permeabilidad mediantela compactación por medios mecánicos de las presas detierra, con miras a reducir la filtración de agua.

ENSAYOS DE CAMPO RÁPIDOS PARA DETERMINAR LAPERMEABILIDAD DEL SUELO


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1)Excavar un

hoyo hasta laaltura de la

cintura;

2) En las primeras

horas de lamañana llenar el

hoyo con agua

hasta el borde

3)Por la

noche, partedel agua se

habrá

filtrado en el

suelo



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4) Vuelva a llenar el

hoyo con agua hastael borde y cúbralo

con tablas o ramas

frondosas

5) Si a la mañana siguiente la

mayor parte del agua

permanece en el hoyo, lapermeabilidad del suelo es

apta para construir en ese

lugar;



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6) Repita este ensayo en diferentes lugares las

veces que sea necesario de acuerdo con la

calidad del suelo

ENSAYO MÁS PRECISO DE CAMPO PARA MEDIR LAS TASAS DEPERMEABILIDAD


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1) Examine cuidadosamente los dibujos que hizo al estudiar

los perfiles del suelo;2) Basándose en la textura y la estructura, determine los

horizontes del suelo que parezcan tener la permeabilidadmás lenta;

3) Marque con un lápiz de color en sus dibujos los horizontes

del suelo que parezcan tener la permeabilidad más lenta;

ENSAYO MÁS PRECISO DE CAMPO PARA MEDIRLAS TASAS DE PERMEABILIDAD


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4) Excave un hoyo de aproximadamente 30

cm de diámetro hasta alcanzar elhorizonte superior menos permeable;

5) Recubra completamente las

paredes del hoyo con arcilla

pesada mojada o revístalas con

una lámina de material plástico, si

dispone de ella, para

impermeabilizarlas;



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6) Vierta agua en el hoyo hasta que ésta alcance

unos 10 cm de profundidad.



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7) Al principio el agua se filtrare con bastante rapidez y tendrá que

reponerla a medida que desaparece. La filtración disminuirácuando los poros del suelo se saturen de agua. Entonces podrá

medir la permeabilidad del horizonte de suelo en el fondo del

hoyo;

8) C ió d l



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8) Cerciórese de que el agua

contenida en el hoyo tiene unos

10 cm de profundidad como

antes. Si no es así, añada agua

hasta alcanzar esa profundidad;

9) Introduzca en el agua una vara de

medir y anote la profundidad

exacta del agua en milímetros(mm);

10) Compruebe el nivel del agua en el hoyo cada hora durante



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10) Compruebe el nivel del agua en el hoyo cada hora, durante

varias horas. Anote la tasa de filtración por hora. Si el agua se

filtra con demasiada rapidez, añada agua hasta alcanzarnuevamente el nivel de 10 cm. Mida con sumo cuidado la

profundidad del agua;



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11)Cuando las mediciones por

hora sean casi iguales, la tasa depermeabilidad es constante y

puede dejar de medir;

12)Si hay grandes diferencias en la

filtración por hora, continúe

añadiendo agua en el hoyo para

mantener la profundidad de 10cm hasta que la tasa de filtración

se mantenga casi igual;

SI LA TASA DE PERMEABILIDAD ES SUPERIOR A 5 MM/H,


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Puede deberse a que la estructura del suelo se ha

desarrollado fuertemente. En esos casos, tratar de reducir

la tasa de permeabilidad destruyendo la estructura de la

manera siguiente:


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1) Escavar el suelo del fondo del

hoyo a la mayor profundidad

posible;

2) Repita el anterior ensayo de

permeabilidad hasta que pueda

medir un valor de filtración casi

constante (véanse las diapositivas

anteriores).

3) Si d bilid d b l 4 /h


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3) Si esta nueva tasa de permeabilidad no sobrepasa los 4 mm/h.

puede considerar que este horizonte de suelo es apto para el

fondo del estanque. Sin embargo, será preciso escavar el fondo

antes de llenarlo de agua;

4) Si esta nueva tasa de permeabilidad sobrepasa los 4 mm/h, ello

puede deberse a la presencia de un horizonte de suelo

permeable debajo del horizonte en que ha realizado el ensayo.

Con frecuencia se encuentran estas capas permeables entre

capas de suelo que son semipermeables o incluso impermeables.

5) Comprobar con el ensayo siguiente:

5 1) Excave un nuevo hoyo de 30 cm de diámetro desde la


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5.1) Excave un nuevo hoyo de 30 cm de diámetro desde la

capa superior menos permeable (A) hasta la próxima

capa menos permeable (B);

5.2) Repita el ensayo de permeabilidad hasta obtener un valor de

filtración casi constante

5.3) Si esa tasa de permeabilidad no sobrepasa los 3 m m/h, puede

considerar este horizonte de suelo apto para el fondo del

estanque. No obstante, recuerde que una permeabilidad tan lenta

debe encontrarse en una capa de no menos de 0,7 a 1 m de

espesor para asegurar que la filtración a través del fondo sea

limitada

DETERMINACIÓN DE LOS COEFICIENTES DEPERMEABILIDAD


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Para obtener una medición más exacta de la permeabilidad

del suelo, puede realizar el siguiente ensayo de campo que

le dará un valor para el coeficiente de permeabilidad:



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1) Utilizando una barrena de

sondeo, perfore en el suelo un

hoyo de aproximadamente 1 m

de profundidad (A), en el lugar

donde desea determinar el

coeficiente de permeabiiidad;



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2) Llene el hoyo de agua

hasta el borde (B/C);

3) Durante por lo menos 20 minutos (B/C),



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vuelva a llenar el hoyo hasta el borde

cada cinco minutos para asegurarse deque el suelo está completamente

saturado;

4) Añada agua basta el borde del hoyo y

empiece a medir la velocidad a que

baja la superficie del agua, utilizando

un reloj para medir el tiempo y una

regla graduada en centímetros para

medir la distancia (P) entre la superficiedel agua y el borde del hoyo (D). Deje

de medir cuando la velocidad sea casi

constante;


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Ejemplo

La velocidad se hace constante

Mida exactamente la profundidad total del hoyo (H) y su diámetro

(D) Exprese todas las mediciones en metros (m):


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(D). Exprese todas las mediciones en metros (m):

H = 1,15m y D=12cm o 0,12 mPara cada una de las dos mediciones anteriores consecutivas de

tiempo/distancia, calcule el coeficiente de permeabilidad K utilizandola fórmula siguiente:

K= (D÷2) x In (h1÷ h2) / 2 (t2- t1)

Donde:

(D ÷ 2) es el radio del hoyo o la mitad de su diámetro en metros;

In = se refiere al logaritmo natural;h1 y h2 = son las dos profundidades consecutivas del agua en metros, h1 alinicio y h2 al final del intervalo de tiempo;

(t2 - t1 ) = expresa el intervalo de tiempo entre dos mediciones consecutivas,en segundos.

Nota: los valores de h se pueden calcular fácilmente como las diferencias

entre la profundidad total del hoyo (H) y los valores de P sucesivos. Para

bt K / id d t d l di i t


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obtener K en m/s cuide de expresar todas las mediciones en metros y

segundos.

Ahora compare los valores de K (en m/s) con el cuadro siguiente:

Clasesde permeabilidad de los suelos

Coeficiente de permeabilidad(K en m/s)

Límite inferior Límite superior

Permeable 2 x 10-7 2 x 10-1

Semipermeable 1 x 10-11 1 x 10-5

Impermeable 1 x 10-11 5 x 10-7


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Ejemplo

Si (D ÷ 2) = 0.12 m ÷ 2 = 0.06 m y H = 1.15 m, los cálculos de los

diferentes valores de K se hacen progresivamente de acuerdo con la

fórmula.

Nota:para obtener el logaritmo natural de (h1 ÷ h2), tendrá que

utilizar una tabla de logaritmos o una calculadora de bolsillo.

Recuerde también que10 - 6 = 0.000001 y 6.8 x 10-6 = 0.000006.


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Nota: recordar que el exponente negativo de 10 refleja el lugardecimal que hay que darle al multiplicando:

K=2X 10-3 =0,002 m/sK = 5 X 10-7 = 0,0000005 m/s

Si desea comparar el valor de K (m/s) con las tasas de permeabilidad

(cm/día)

multiplique K por 8 640 000 u 864 x 104

K = 1 x 10-5 m/s = 86.4 cm/dia

Pasos sucesivos para el cálculo de los coeficientes depermeabilidad

sobre la base de mediciones de campo


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sobre la base de mediciones de campo(para la perforación de ensayo con H = 1.15 m y D = 0.12 m)


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PROPIEDADES HIDRAULICAS


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PERMEABILIDAD Y

CAPILARIDAD


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Documents

Clase Geot Cnia Parte i A