FORMULARIO - MECANICA DE SUELOS

FORMULARIO - MECÁNICA DE SUELOS

1. FORMULARIO DE MECANICA DE SUELOS


VOLÚMENES PESOS

Va Aire 0
Vv
V Vw Agua Ww W

Vs Sólido Ws


CUADRO DE CASAGRANDE

I. Relaciones Volumétricas

 INDICE DE POROS ú OQUEDAD (e)

Vv
e = ----------- Varía de 0.25 < e < 15
Vs

0.25 : Arenas muy compactas
15 : Arcillas altamente compresibles

 POROSIDAD (n)

Vv
n (%) = --------- * 100 Varía de 20% a 95%
V
 GRADO DE SATURACIÓN (S)

Vw
GW = S (%) = ------ * 100 Varía de 0% a 100%
Vv

II. Relaciones Gravimétricas

 CONTENIDO DE HUMEDAD(W)

Ww
w (%) = -------- * 100 Varía teóricamente de 0 a ∞
Ws
Arcillas japonesas: 1200 % - 1400 % (excepcionales)
México:
1000% (Sureste del país)
500% - 600% (valle de México)

2. FORMULARIO DE MECANICA DE SUELOS

 EL PESO ESPECÍFICO (peso unitario de una masa de suelo), es la razón del
peso de la masa del suelo al volumen de la masa del suelo, se expresa en g/cm³ ó
kg/m³.
W
γ = -----
V

El p.e. del agua es γw = γο = 1 g/cm³ ,γw = 1000 kg/m³ ,1Ton/m³,62.4lbs/pie³

 EL P.E RELATIVO DE UNA SUSTANCIA, es la razón de su peso al peso de
igual volumen de agua.


 PER DE MASA (Gm):

γ W
Sm=Gm = --------- = ----------
γw Vγw

 PER DE SÓLIDOS (Gs) ó Gravedad Específica:

γs Ws
Ss= Gs = --------- = ----------
γw Vs γw

FORMULAS REFERENTES A DIVERSOS ESTADOS DEL
SUELO

a) Suelos Parcialmente Saturados

Si asumimos que Vs = 1 u³.
De Ws
Gs = ---------- Ws = Gs Vs γο = Gs γο
Vs γο

De Ww
w = ---------- Ww = w Ws = w Gs γο
Ws

De Ww Ww w Gs γο
γ w = γο = -------- Vw = -------- = ------------
Vw γο γο

3. FORMULARIO DE MECANICA DE SUELOS

Entonces:

Vw = w Gs
En el cuadro de Casagrande, tenemos:


e–w Gs Aire 0
e
1+e w Gs Agua w Gs γο Gs γο (1+w)

1 Sólido Gs γο



Luego:





b) Suelos Saturados

En este caso: S = 100%, Vv = Vw = e
De la misma manera que para suelos parcialmente saturados, Vs = 1

Ws = Gs γο, Ww = γο Vw = γο e

El cuadro de Casagrande queda definido:


e Agua e γο
1 + e (Gs + e) γο
1 Sólido Gs γο

La densidad saturada:












Gs (1 + w) γο w Gs
γ = -------------------, S = -----------
1+ e e

(Gs + e) γο
γ sat = -------------------, e = w Gs
1 + e

4. FORMULARIO DE MECANICA DE SUELOS

c) Suelos Secos

En este caso: Ws = W, Vv = Va = e



e Aire 0
1 + e Gs γο
1 Sólido Gs γο

La densidad seca ó densidad de campo se expresa como:





d) Suelos Sumergidos

Los suelos sumergidos están ubicados por debajo del nivel freático. Todos los suelos
sumergidos son saturados (S = 100%, Vv = Vw). Se diferencian de los suelos
saturados, debido a que sobre ellos actúa el “EMPUJE HIDROSTATICO NETO” , que
es el peso en agua del volumen desalojado por los sólidos.

G ’s = Gs – 1 (p.e. sumergido de sólidos)

G’m = Gm – 1 (p.e. sumergido de masa)

γ ’s
Si G’s = --------- γ ’s = G’s γο = (Gs – 1) γο
γο
Luego:

γ ’s = Gs γο – γο = γs – γο

También: γ ’ = γ sat - γο

De la fórmula de suelo saturado:
(Gs + e) γο
γsat = ----------------
1 + e (Gs – 1 ) γο
γ’ = ---------------
1 + e
(Gs + e) γο Gs γο + e γο – γο - e γο
γ’ = ----------------- γο = ------------------------------
1 + e 1 + e

Gs γο
γd = ----------- o γd = γ sat γd= ws
1 + e 1+w vm