Mecánica de suelos

Mecánica de Suelos I
Dr. Carlos Chávez N.
Facultad de Ingeniería Civil
UMSNH

Definición de Mecánica de Suelos e
Ingeniería Geotécnica
• Es la rama de la ciencia que trata del estudio de
sus propiedades físicas y comportamiento de
masas de suelos sometidas a varios tipos de
fuerzas.
• La ingeniería Geotécnica es la ciencia y práctica
de aquella parte de la ingeniería civil queinvolucra materiales encontrados cerca de la
superficie. Incluye la aplicación de los principios
fundamentales de la mecánica de suelos y de la
mecánica de rocas a los problemas de diseño de
cimentaciones.

Capitulo I.
Origen y Formación de los Suelos.
Tiempo Aprox. (1 semana y media)

Origen y formación de los suelos
• El suelo es producido por intemperismo, es
decir por fractura yrompimiento de varios
tipos de piezas más pequeñas mediante
procesos mecánicos y químicos.

Tipos de suelos
• Los suelos Residuales. Son los que
permanecen donde se forman y cubren la
superficie rocosa

Tipos de suelos
• Los suelos Transportados. Son los que se transportan por procesos
físicos a otros lugares y depositados. Pueden ser por:
– Agua
– Glaciar
– Eólicos

Abanico AluvialGlaciales

Tamaño de las partículas de Suelo

Arcillas
• Son
principalmente
partículas
submicroscópicas en forma de escamas de mica,
minerales arcillosos y otros minerales .
• Una de la propiedades que las definen es que
desarrollan plasticidad cuando se mezclan con
el agua.

Los minerales arcillosos
• Son complejos silicatos de aluminio
compuestos de una o dos unidadesbásicas:
– Tetraedro de sílice
– Octaedros de alúmina.

Tetraedro
• Consiste en cuatro átomos de oxigeno que rodean a
un átomo de silicio. La combinación de tetraedros de
sílice da una lámina de sílice compartiendo átomos de
oxígeno en la base de cada tetraedro.

Braja M. Das

Octaedros
• Consisten en seis hidroxilos que rodean un átomo
de aluminio. La combinación de las unidadesoctaédricas de hidroxilos de aluminio dan a una
lámina octaédrica ( de gibbsita)

Braja M. Das

Grupos Principales de Arcilla

Ver animación de superficie especifica

Grupos Principales de Arcilla

Braja M. Das

Grupos Principales de Arcilla

Kaolinita

Lioni A.

Illita

Lioni A.

Bentonita (motmorilonita)

Lioni A.

Cargas Eléctricas

Lioni A.

Doble capa difusaLioni A.

Agua en los minerales

Lioni A.

Lioni A.

Expansión de Algunas minerales de
arcilla

Lioni A.

Estructuras laminares de las arcillas

Lioni A.

Cohesión y plasticidad
• Plasticidad. Es la capacidad adquirir y retener una
nueva forma de las arcillas cuando se moldean.
La plasticidad depende del contenido de agua.
• Cuando existen bajos contenidos de agua elagua
presente se localiza en las capas adsorbidas, por
lo que las partículas de arcilla desarrollan
considerables fuerzas de atracción mutua. El
efecto en lazante desarrolla una tensión interna
que se llama Cohesión.

Áreas problemáticas de la Mecánica de
Suelos (Whitlow, 1994)
• Excavación.-> Estabilidad de las excavaciones
• Sustentación del suelo -> estabilidad de
taludes
• Flujo deagua. Cambio de propiedades del
suelo con el cambio de contenido de agua.
• Suelos como medios de sustentación.
– Capacidad de Carga. Resistencia.
– Compresibilidad.

Capitulo II.
Relaciones Gravimétricas y
Volumétricas

Fases de un Suelo

Relaciones Gravimétricas y Volumétricas
Va
Vm

Aire

Vw

Agua

Ww

Sólidos

Ws

Vv

Vs

Vv
Relación de vacios, e 
Vs
VwGrado de saturación, Sr 
Vv
Peso volumetrico seco,

Ws
d 
Vm

Peso Volumetrico Total,

Wm

m 

Ws  Ww
Vm

Volumen especifico, v 1  e

Densidad Relativa de los solidos, S
Contenido de humedad, w=

Ww
Ws

s



Ws
Vs  w

Densidad relativa de los sólidos, Ss, Gs
ws
S s  Gs 
vs  w

Relaciones Gravimétricas y
volumétricas
Relación de Vacíos, e...