UNIVERSIDAD RICARDO PALMA PALMA ESCUELA DE POSGRADO
Maestría en Ingeniería Vial con Mención en Carreteras, Puentes y Túneles
Curso: Geotecnia Vial y Estabilización de Taludes
Primer Trabajo de Investigación
Aluno: -
Jorge Alberto Ramos Ramos Hernández
!ia, "# de octubre de "$%& Primer trabajo de investigación
1. Se solicita solicita clasificar clasificar las las 10 muestra muestra de suelos suelos (ver (ver anexo) anexo) por los los sistemas sistemas de clasificaci clasificación ón SUCS SUCS y AASHT ASHT! ! desa desarr rrol olla land ndo o los los ensa ensay yos de cont contro roll de cali calida dad d de an"l an"lis isis is #ranul #ranulom$ om$tric trico o por tami%a tami%ado! do! &ndices &ndices de consist consistenc encia ia y materi materiaa or#"ni or#"nica! ca! expli'u expli'uee detalladamente el procedimiento y los resultados parciales 'ue va oteniendo asta lle#ar a la clasificación. Asimismo acompa*ar un comentario sore su utili%ación como material para surasante y ase #ranular. Contrastarlo contra las especificaciones impartidas en el +,-01/ (+specificaciones T$cnicas ,enerales para la construcción de carreteras) por cada material! mostrando un comparativo e indicando si cumple.
a.- Se inicia con la confección del cuadro solicitado.
Hay que hacer correcciones a partir partir de la malla N° 10.
.- ara el c"lculo del fondo tenemos
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1. Se solicita solicita clasificar clasificar las las 10 muestra muestra de suelos suelos (ver (ver anexo) anexo) por los los sistemas sistemas de clasificaci clasificación ón SUCS SUCS y AASHT ASHT! ! desa desarr rrol olla land ndo o los los ensa ensay yos de cont contro roll de cali calida dad d de an"l an"lis isis is #ranul #ranulom$ om$tric trico o por tami%a tami%ado! do! &ndices &ndices de consist consistenc encia ia y materi materiaa or#"ni or#"nica! ca! expli'u expli'uee detalladamente el procedimiento y los resultados parciales 'ue va oteniendo asta lle#ar a la clasificación. Asimismo acompa*ar un comentario sore su utili%ación como material para surasante y ase #ranular. Contrastarlo contra las especificaciones impartidas en el +,-01/ (+specificaciones T$cnicas ,enerales para la construcción de carreteras) por cada material! mostrando un comparativo e indicando si cumple.
a.- Se inicia con la confección del cuadro solicitado.
Hay que hacer correcciones a partir partir de la malla N° 10.
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2AT3
4racc.5 6783 1!09/.:0 #r.
+ntonces el 4ondo 3 1!09/.:0 - ;(tami% 610<==..08.0 1!09/.:0->08.0 33
4ondo3 1?>./0 #r.
c.- Calculando el peso de ,rava ;(tami% .1@<==..8B<:8 33 33
eso de ,rava3 8!1>.00 #r.
eso de la Arena3 eso total-eso de #rava eso de la Arena 3 1!?99.00- 8!1>.00 eso de la Arena 3 9!:B>.00 #r.
d.- Calculo de los Detenido arcial Detenido arcial 3 (eso ( eso Detenido@eso Total Total Euestra Seca)F100 Detenido arcial Tami% Tami% 1.1@3(8/:@1!?99)F100 Detenido arcial Tami% Tami% 1.1@3/.80
A partir de la Ealla 67 08 Tenemos Tenemos
[100-∑(%Retenido tamiz 2.1/2”!!..tamiz "# 0$&'eso Retenido Det.arcial3 (;(tami% 610<==..
Det.arcialTami%67103(100-(/.8.9))F1:/.00@(>08 <8.1<>.9))F1:/.00@(>08.0) .0)
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Detenido arcial Tami% 67 103>.90 e.- Calculo del Detenido Acumulado y Gue asa.
f.- +DI4ICA62 JA ,DA2ACI6 2+J EAT+DIAJ 2el cuadro adKunto oservamos 'ue est" cumpliendo con la ,DA2ACI6.
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Calculando el LL, LP y el IP del material de base granular.
eso del A#ua3 (eso tara < suelo Lmedo)-(eso tara0-?8? eso del A#ua3 8/ #r. eso del suelo Seco 3 (eso tara < suelo seco)-(eso tara) eso del Suelo seco 3 ?8?-8 eso del Suelo seco 3 /: #r. Contenido de Humedad 3 (eso de A#ua@eso del suelo s eco)F100 Contenido de Humedad 3 8/@?8?F100 Contenido de Humedad 3 :.?B
LIMITES DE C!SISTE!CI"#
Calculo de J J3romedio de los Contenidos de Humedad J3(1?.:0<1?.10)@ J3 1?./0
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Calculo del JJ
Utili%ando la primera 4ormula! tenemos 6318! M3H3 8.B0 33N
JJ 3 .99
638! M3 .?0
33N
JJ 3 .:>
63/8! M 3 1./0
33N
JJ 3 .0 DETERMINACION DE LIMITE LIQUIDO
"(
"&
% de Humedad
"'
""
"% %$
%$$ Numero de golpes
Resultados J&mite J&'uido J&mite l"stico Ind. l"stico
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.: 1?./ :.
Clasificando los suelos por SUCS y AASHTO. Si usa ábacos, tablas, etc. Colóquelas y muestre como llea al resultado.
orcentaKe 'ue pasa 67 10 ::./0 N :0EAO no puede ser A-1-a 67 80 >.?0 5 :0EAO 6700 11.10 5 1: EAO I
:.0 5 B EAO
or lo tanto es una A!"!b y el I62IC+ 2+ ,DU +S #$% por lo tanto es A!"!&#$% GU+ S6 4DA,E+6TS 2+ DCA ! ,DAA P AD+6A
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Calculando los coeficientes de curvatura(CC) y coeficiente de uniformidad(CU)
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Finalmente para la clasificacin por el m!todo "UC"# "UC"# $ %e la &ranulometr'a ms del *0 + del material es retenido en la malla N° ,00 por lo que se lle&a a clasificar como SUELO DE PARTÍCULAS PARTÍCULAS GRUESAS. $ -s del *0 + de la fraccin &ruesa pasa por la malla N° por lo tanto se trata de una ARENA (S). $ /l material pasante la malla N° ,00 es de 11.10 11.10 + lle&ando a la condicin entre * y 1,+ lo que nos dea en un suelo de dole s'molo caso de frontera. $ /l Cu 2 3 Cc 4 1 por lo tanto no cumple los criterios de uena &radacin entonces se trata de una ARENA MAL GRADUADA GRADUADA (SP). $ %e los l'mites de 5tterer& tenemos que el 67 est comprendido entre y 8 por lo que se trata de un suelo de dole s'molo SC – SM. $ Finalmente el suelo resultante es un suelo con triple simolo&'a SP – SC SC –SC, pero las recomendaciones nos indican que para !stos casos predomina el comportamiento arcilloso por tanto la clasificacin por "UC" de !sta muestra de suelos es#
59/N5 59C6::;"5 -5: <95%U5%5#
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SP – SC.
MUESTRA. M-2
CURVA GRANULOMETRICA %$$ %$$ #$ $ +$ *$ ($
% QUE PASA EN PESO
&$ '$ "$ %$ $
%$$)$$$
%$)$$$
%)$$$ AERTU AERTURA RA !m m "
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$)%$$
$)$%$
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DESP$ES DE L" I%!ICI!
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CLASIFICACION DEL SUELO POR AASHTO
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MUESTRA :M-03
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MUESTRA N° M-04
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MUESTRA N° M-0
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MUESTRA N° 0!
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MUESTRA N° 0"
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MUESTRA N° M-0#
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MUESTRA N° M-0$
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MUESTRA N° %0:
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"e reali=aron los ensayos de control de calidad de anlisis &ranulom!trico por tami=ado 'ndices de consistencia y contenido de materia or&nica los que se presentan ane>o al presente informe se tiene los si&uientes resultados#
7ara el caso de las muestras -$, y -$10 se considera material or&nico pues el :: secado al horno es menor al 8*+ del :: secado al aire.
"e&?n las /<$,01@ para que un material sea empleado como &'*&*+ dee cumplir sicamente las si&uientes caracter'sticas# $ No contener materia or&nica. $ 67 4 10+ $ %es&aste :os 5n&eles 4 30+ $ Aipo de material# 5$1$a 5$1$ 5$,$ 5$,$3 y 5$@
%e este criterio se concluye que las muestras que cumplen dicha caracter'stica son la -$1 y la -$8 pudiendo sin emar&o ao un tratamiento de estaili=acin ser empleado los suelos anali=ados ao las muestras -$ y -$B.
7ara el empleo de estos suelos como material de ase
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%e lo que se desprende que nin&?n material por si solo cumple los requisitos estalecidos en las /<$,01@ se recomendar'a uscar un material que adiconando a os encontrados pueda cumplir las especificaciones para dicha capa de ase &ranular.
#$ De&'a ampl&ame'(e el )o')ep(o de suelos (rop&)ales* ad&)&o'a'do a los )o')ep(os
+er(&dos
e'
)lase
so,re
pe)ul&ar&dades
-
rela)&o'es
pedoge'e(&)as$ A)ompa.e )o' es/uemas - gr0&)os$
Suelos Tropicales:
El suelo, es-ecialente tro-ical, -resenta una a-lia gaa de .ariaciones en sus -ro-iedades geológico/geot0cnicas -or estar in1luenciados, entre otros, -or 1actores cli2ticos, geológicos, 3idrológicos y -or la biodi.ersidad) Estas características -ueden no ser -re.isibles -or los -rocediientos tradicionales de clasi1icación geot0cnica establecidos -ara suelos de regiones de clia te-lado 45elgado, "$$"6) Adicionalente, coo los ateriales 7ue atienden las es-eci1icaciones tradicionales no son 12cilente encontrados en todas las regiones de clia tro-ical, se tornan esenciales los estudios en suelos tro-icales y el uso de di1erentes t0cnicas de e8oraiento de estos suelos) Alternati.as inno.adoras coo la biotecnología 9on suelos 7ue se encuentran en el tró-ico, 7ue est2n e-uestos a un clia caracterizado -or altas te-eraturas, con uy -ocas .ariaciones durante el a;o, y abundantes -reci-itaciones durante casi seis eses) !os suelos de las zonas tro-icales est2n altaente in1luenciados -or 1actores 7ue 1a.orecen el -roceso de eteorización, generando ateriales con -ro-iedades ingenieriles -articulares, 7ue di1ieren de las características de los suelos de regiones te-ladas) Al situarse el Perú en una región tro-ical, sus suelos re7uieren de estudios co-leentarios 7ue -eritan caracterizar esas -articularidades con una ayor a-roiación< -or esta razón, se debe realizar una caracterización geot0cnica de un suelo tro-ical -ara la sel.a -eruana) =igura %: >ona de suelos tro-icales
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Factores pedogenéticos y características de los tipos de suelo tropical
Eisten nuerosos sisteas de clasi1icación dis-onibles -ara el estudio de suelos tro-icales -ero ninguno es aún ace-tado y usado uni.ersalente) En este In1ore se sigue la -ro-uesta de 5uc3au1our 4%#"6< la Tabla %)% da los e7ui.alentes a-roiados en otros sisteas utilizados 1recuenteente< las subdi.isiones 2s detalladas) Este sistea, basado co-letaente en la co-rensión de la eteorización y de otros -rocesos -edogen0ticos, establecidos ediante el traba8o analítico y e-eriental, destaca las características de co-osición del suelo, coo su co-osición ineralógica, 7ue in1luyen en su co-ortaiento geot0cnico) Este sistea es en consecuencia 2s rele.ante -ara la ingeniería de geología 7ue los basados en otros criterios, 1recuenteente e1íeros de 2s .alor en la agricultura)
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Ta,la 1$1$ Equivalentes aproximados de varias clasificaciones de suelos residuales tropicales Du)2auour !134#"
5AO6UNESCO !1344"
USA
9uelos 1ersialíticos
9oil 9ur.ey 9ta11 %#+(, %##" Cabisoles, calcisoles, Al1isoles, ince-tisoles lu.isoles, alisoles
Andosoles
Andosoles
9uelos 1erruginosos
!u.isoles, alisoles, Al1isoles, ultisoles liisoles, -lintosoles
=errisoles
?itisoles, liisoles, -lintosoles
9uelos 1erralíticos
=erralsoles, -lintosoles
isoles
Vertisoles
Vertisoles
Vertisoles
Podzoles
Podzoles
9-odsoles
Ince-tisoles
acrisoles, @ltisoles y oisoles lu.isoles,
5uc3au1our 4%#"6 distinguió tres 1ases del desarrollo del suelo residual en las zonas tro-icales 4Tabla %)"6) Esas 1ases est2n caracterizadas -or el auento de la eteorización de los inerales -riarios, el auento en la -0rdida de sílice y el auento en el doinio de nue.os inerales 1orados a -artir de los ateriales disueltos< su distribución generalizada se encuentra en la =igura ") !a 1ase re-resentada -or el -er1il del suelo en cual7uier sitio en -articular est2 deterinada -or nuerosos 1actores 7ue incluyen: la edad de la su-er1icie 4tie-o de 1oración del suelo6, clia durante el -eríodo de desarrollo del suelo 4te-eratura, 3uedad, y desecación estacional6, co-osición del aterial -arental 4cantidades de 3ierro y de inerales -riarios ricos en bases, de sílice y de alúina total6 y la to-ogra1ía 7ue controla el trans-orte lateral de bases, de sílice y de 3ierro en solución, y el re8u.eneciiento de los -er1iles -or erosión en las -endientes 2s e-inadas) 9in ebargo, uc3os rasgos est2n relacionados con la eteorización en -eríodos anteriores y con condiciones cli2ticas di1erentes 4Butt %#+6)
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=igura ") 5istribución global si-li1icada de los -rinci-ales ti-os de suelos residuales tro-icales 4basada en el a-a de suelos del undo de la =)A))6 estas clases a-lias de suelos se etienden 2s all2 de los tró-icos en condiciones 1a.orables 7ue incluyen las costas orientales continentales, subtro-icales con alta -reci-itación 4suelos 1erralíticos6, y las costas oesteediterr2nea y los interiores continentales en las latitudes edias 4suelos 1ersialíticos6) !as 2reas en los tró-icos 7ue a-arecen en gris incluyen a7uellas donde los suelos residuales tro-icales est2n cubiertos -or de-ósitos recientes eólicos o alu.iales) Ta,la 1$#$ Resumen de las fases de suelos residuales en relación con los factores climáticos &ase
Ti'o de suelo
(ona
1
)ersial*ti+o
,editerráne o sbtroi+al
2
)errginoso btroi+al
Tem'eratu Preci'itaci ra media ón anual anual )m*
Estación seca
1 - 20
0. 1.0
*
20 2
1.0 1.
3+asional
5 2
5 1.
"o
)errisoles (transi+iona l
)erral*ti+o
4roi+al
5ase 17 Suelos ers&al8(&)os
!os suelos 1ersialíticos se 1oran en clias subtro-icales o editerr2neos con te-eraturas edias entre %'DC y "$DC, -reci-itación entre ($$ y %$$$ y una estación c2lida seca< tabi0n se conoce ti-os subtro-icales 45uc3au1our %#"6) En las condiciones subtro-icales y editerr2neas los 3orizontes su-eriores del suelo est2n soetidos a la descalci1icación y la eteorización de los inerales -riarios durante la estación 3úeda) !os ateriales liberados en estos -rocesos
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7uedan retenidos en gran edida en el -er1il coo resultado del ascenso ca-ilar durante la estación seca y la bioturbación e1ecti.a del suelo 4-)e) -or teritas6) En el caso de las calizas, la ayor -arte del carbonato de calcio disuelto es re-reci-itado de esta anera -ara 1orar un 3orizonte de calcreto delgado y discontinuo en el subsuelo) En regiones con una estación seca uy -rolongada 7ue i-ide el desarrollo de un bos7ue denso, la coraza calc2rea llega a ser gruesa y discontinua es-ecialente en la -arte in1erior de las laderas 7ue reciben -eriódicaente agua rica en carbonatos de la -arte su-erior 4?etterberg %#$6) Aun7ue la eteorización de los inerales -riarios es 2s intenso en los suelos tro-icales 7ue en los te-lados 4sialíticos6, ella no a1ecta el cuarzo, los 1eldes-atos alcalinos y la osco.ita) !os suelos 1ersialíticos contienen 2s óido de 3ierro 7ue los suelos -ardos 4sialíticos6 de 5uc3au1our 4%#"6 y el 3ierro libre noralente es ayor 7ue el *$ del contenido total del 3ierro, debido a la eteorización 2s intensa) El -rinci-al ineral de arcilla de neo1oración es la esectita, es-ecialente cuando el drena8e est2 blo7ueado de odo 7ue gran -arte de la sílice y de las bases liberadas -or eteorización 7uedan retenidas en el -er1il) 9in ebargo, la caolinita -uede a-arecer en su-er1icies antiguas bien drenadas sobre ateriales -arentales con ba8o contenido de sílice coo el basalto) Cuando el aterial -arental tiene abundante en arcilla, la co-osición de las arcillas del suelo -uede ser deterinada -rinci-alente -or inerales deri.ados con -oca alteración a -artir del sediento) !os inerales de arcilla del ti-o ":% 1recuenteente est2n soetidos a elu.iación y contribuyen a 1orar 3orizontes subterr2neos enri7uecidos en arcilla y -arte del óido de 3ierro -uede ser arrastrado con la arcilla -ara 1orar un 3orizonte B enri7uecido en arcilla de color ro8o o oteado de ro8o) !a 1racción coloidal 4F"6 noralente tiene una ca-acidad de intercabio cercana a ($ e7%$$g, -ero -uede ser sólo "( e7%$$g) !as rocas cuarcíticas sin 3ierro o inerales eteorizables no -roducen suelos 1ersialíticos cual7uiera 7ue sea la situación to-ogr21ica o la condición cli2tica) !a sílice y las bases reo.idas en solución -ueden o.erse tabi0n lateralente y acuularse donde el drena8e est0 blo7ueado, en la -arte in1erior de las laderas, en el 1ondo de los .alles y en de-resiones cerradas) En tales condiciones, la recobinación con otros -roductos de eteorización -ara 1orar arcillas e-ansi.as de ti-o ":% dan lugar 1recuenteente a -arc3es de de-ósitos ricos en arcilla) Estos de-ósitos -ueden agrietarse en las estaciones secas y el suelo
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org2nico eteorizado, rico en 3uus se incor-ora a los 3orizontes del subsuelo -ara 1orar .ertisoles) 5onde se encuentra sodio al -unto 7ue 1ore el %$ o 2s del total de la ca-acidad de intercabio catiónico los de-ósitos son dis-ersables y son -ro-ensos a la erosión r2-ida y a la tubi1icación 4Bell H Maud %##&6) !os suelos 1ersialíticos est2n asociados 1recuenteente con suelos uy -orosos de color oscuro uni1ore, de ba8a densidad, deri.ados de cenizas .olc2nicas, conocidos coo andosoles) Estos suelos inaduros, tiotró-icos, ocurren -rinci-alente en las laderas y deben sus características -rinci-alente a la 1oración de co-le8os entre el 3uus y los aluinosilicatos al cristalizados o aor1os 4alo1anas6 -roducidas -or la r2-ida eteorización del .idrio .olc2nico) !as alo1anas son ree-lazadas -or inerales de arcilla 1ibrosos y desordenados 4iogolitas6 y 1inalente -or el ineral de arcilla %:% globular o tubular conocido coo 3alloysita 45udas H arJard %#+(6)
5ase #7 Suelos errug&'osos
Estos suelos se 1oran en zonas cli2ticas 7ue son 2s 3úedas o ligeraente 2s c2lidas, sin una estación seca, 7ue las zonas editerr2neas donde se encuentran la ayor -arte de los suelos 1ersialíticos) !os suelos 1erruginosos tienden a estar un -oco 2s eteorizados 7ue los 1ersialíticos, -ero la ortoclasa y la osco.ita noralente -eranecen inalterados) !a caolinita es el ineral de arcilla doinante< los inerales de arcilla del ti-o ":% son subordinados y casi nunca se encuentra gibbsita) !a ca-acidad de intercabio catiónico de la 1racción coloidal se encuentra dentro de %* y "( e7%$$g y es ayor en los 3orizontes enri7uecidos en arcilla debido a la ilu.iación -re1erencial de los inerales de arcilla del ti-o ":%) !os 1errisoles transicionales a la 1ase ' se encuentran 1recuenteente en las su-er1icies 2s antiguas y 2s -ereables y se 1oran a -artir de ateriales -arentales ricos en bases) Estos suelos tienen -er1iles 2s gruesos 41recuenteente ayores 7ue ' 6 7ue los suelos 1erruginosos tí-icos< el 3orizonte in1erior es un sa-rolito caolinítico) En alturas ele.adas ba8o bos7ues con 3elec3os arbóreos, su 3orizonte su-er1icial 1recuenteente es rico en 3uus y uy 2cido< la alteración -arcial de la caolinita a gibbsita -uede ocurrir en la -arte in1erior de este 3orizonte)
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5ase 97Suelos erral8(&)os
!os suelos 1erralíticos se 1oran en los tró-icos c2lidos y 3úedos con -reci-itación anual ayor 7ue %($$ , te-eratura edia anual ayor 7ue "(DC, y estaciones secas cortas, o sin ellas< el -er1il de eteorización -uede alcanzar uc3os etros de es-esor) Todos los inerales -riarios, ece-to el cuarzo, se encuentran eteorizados -or 3idrólisis en condiciones de - neutro, y la ayor -arte de la sílice y de las bases 3an sido reo.idas en solución) !a sílice reanente se cobina con la alúina -ara 1orar caolinita -ero noralente 3ay un eceso de alúina 7ue 1ora gibbsita) !a ca-acidad de intercabio catiónico de la 1racción coloidal es enor 7ue %* e7%$$g, y usualente no 3ay ilu.iación de arcilla) !os 3orizontes su-eriores del -er1il se encuentran ligeraente acidi1icados -or -roductos de la desco-osición org2nica 7ue causa disolución, 7uelación y o.ilización de los óidos de 3ierro y aluinio y desco-one la caolinita -resente -ara -roducir 2s gibbsita) !os suelos 1erralíticos -ueden ser di.ididos, con base en el balance de óidos de 3ierro y aluinio, en 1erritas, en los 7ue -redoina los óidos de 3ierro, y 7ue se -resenta sobre rocas con ba8o contenido en aluinio, y allitas, en las 7ue -redoinan los óidos de aluinio, generalente gibbsita) Aun7ue la 1oración de la ayor -arte de los suelos 1erralíticos toa -robableente diez il a;os o 2s, su desarrollo es 2s r2-ido en las rocas con un ba8o contenido de sílice coo el basalto 7ue en los ateriales -arentales ricos en sílice coo los granitos o los sedientos ricos en sílice) El ayor contenido de sílice en los ateriales -arentales cuarcíticos 1recuenteente se re1le8a tabi0n en la -resencia de caolinita en los 3orizontes del subsuelo 1orados -or 3idrólisis en condiciones de - neutro) Esta zona de 1oración de caolinita 1recuenteente se encuentra al drenada y oteada burdaente con -arc3es blancos, ro8os y ocres 7ue -uede estar cubierto -or un 3orizonte laterítico enri7uecido con 3ierro o.ilizado de los 3orizontes su-er1iciales 2cidos o -or cabios en la -osición del ni.el 1re2tico) !a 1oración de la caolinita es estiulada -or el drena8e de1iciente, ientras 7ue el drena8e libre -erite la reoción de la sílice disuelta 2s r2-idaente y 1a.orece el desarrollo de la gibbsita) El 3orizonte enri7uecido en 3ierro -uede estar endurecido, o -resentar un as-ecto -isolítico -or la unión de concreciones, o .esicular -or la -reci-itación de óido de 3ierro en una red
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-oli0drica de 1isuras y la subsecuente reoción del aterial 2s blando entre las 1isuras rellenas) El único clia a-ro-iado -ara la 1oración de suelos 1erralíticos es el abiente 3úedo y uy c2lido de los bos7ues -lu.ial tro-ical y 3úedo tro-ical) Cuando se encuentran suelos siilares en zonas cli2ticas 2s secas, -robableente es el resultado de cabios cli2ticos durante el Cuaternario) Por el contrario, algunos suelos residuales en 2reas donde -uede ocurrir el -roceso de 1erralitización en la actualidad, se encuentran sólo en la 1ase de 1erruginización o de 1ersialitización 4=ases % o "6 debido a 7ue 3an sido descubiertos -or erosión en las laderas o -or7ue 3an sido 1orados en de-ósitos recientes 7ue no 3abían sido e-uestos al abiente de bos7ue 3úedo durante un tie-o su1icienteente -rolongado) !a eteorización de la caolinita -uede tener lugar en algunos suelos al drenados así la 1erralitización sea tí-ica del bos7ue 3úedo tro-icales 4T3oas %##&b6) En substratos ricos en cuarzo, la -odzolización -uede ser inducida -or un ni.el 1re2tico alto y un ba8o .alor de - 4en ocasiones enor 7ue '6 7ue da lugar a la disolución de la caolinita, a la reoción de 3ierro y aluinio, y a la 1oración de 3orizontes residuales de arenas blancas 42lbicos6 de % a ' de es-esor) !as arenas blancas se encuentran tí-icaente en terrazas alu.iales y arinas donde los de-ósitos de arena se encuentran en condiciones de alta -reci-itación) Estos suelos son counes en las cuencas de los ríos ?egro 4!ucas et al) #+6 y Aazonas 4Bra.ard H Kiggi, %##$< C3au.el et al) %#+< 9tallard H Edond %#', %#+6 y en las llanuras costeras de la Guayana 4Bleacley H L3an, %#*', eyligers %#*'6 y en el sudeste asi2tico 4Bra.ant, %#+6) Materiales siilares se encuentran sobre rocas cristalinas 2cidas y areniscas en las esetas antiguas de GondJana 4=airbridge H =inl %#&6, y en condiciones de sabana donde la -reci-itación edia anual es de *$$ a %$$$, -ero en este caso -ueden ser rasgos relictos de -eríodos -re.ios de clias 2s 3úedos 4Pleistoceno6) !os ses7uióidos u oi3idróidos de 3ierro y aluinio 1recuenteente llegan a concentrarse coo corazas sobre, o en el interior de, los -er1iles de eteorización en las regiones 3úedas actuales o -ret0ritas< la sílice y el carbonato de calcio 8uegan un -a-el siilar en clias con ayores contrastes estacionales) !a 1ailia de corazas, ordenada de acuerdo con las o.ilidades de los cationes doinantes 4T3oas %##&b6 incluye: úedo
Nrido
Alucreto o bauita =erricreto o laterita
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9ilcreto o -orcelanita Calcreto o calic3e Oecreto !a ino.ilidad relati.a del aluinio -or lo regular de8a la bauita coo una acuulación residual 1orada en gran -arte -or gibbsita, asociada con -er1iles -ro1undaente eteorizados en sitios bien drenados, 1recuenteente en cias de colinas, donde -ueden 3aberse 1orado durante la disección, o antes de ella 4Valeton et a) %##%6) !a ayor o.ilidad del 3ierro 1erroso 4=e"6 -roduce, ba8o ciertas condiciones, un con8unto 2s co-le8o de 1erricretos, algunos de los cuales 3an sido trans-ortados 1ísicaente) Algunas corazas de 1erricreto en las cias de las colinas -ueden 3aber sido de-ositadas originalente en los 1ondos de los .alles y su -osición actual 3a resultado de la subsecuente in.ersión de relie.e 4llier H GalloJay %##$< llier %##%6) 5e 3ec3o, la asociación de 1erricretos con un -er1il de eteorización laterítico est2ndar 4=igura ")&6 es deasiado si-le y eisten uc3as .ariaciones 4=igura ")%"6) !a 3istoria de las corazas gruesas noralente es uy co-le8a) en t0rinos de abiente cli2tico y desarrollo geoor1ológico, debido a 7ue 3an sido 1oradas durante largos inter.alos de tie-o geológico 4Valeton %#'
Suelos Tropicales:
En el Perú, los suelos tro-icales en un gran -orcenta8e son de ti-o sa-rolíticos, esto es, suelos arcillosos intercalados con lio y arena -rinci-alente) Algunos resultados de ensayos de resistencia al cortante e1ectuados en los suelos de nuestro -aís agru-an del lado conser.ador a los ensayos de laboratorio con.encionales e1ectuados en estado saturado, esto es ensayos triaiales consolidado no/drenados o no/consolidados no/drenados< y del lado 2s real a los ensayos de ca-o 7ue arro8an sie-re .alores uc3o 2s con1iables 7ue los ensayos de laboratorio, co-rob2ndose 7ue entre estos dos gru-os -odeos ubicar una línea -roedio, e.aluada -or edio de 0todos estadísticos, 7ue
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-odría re-resentar .alores 2s cercanos a la realidad y toar e1ectos de la in1luencia de la succión corres-ondiente) Para el dise;o en los suelos tro-icales de sel.a los an2lisis cl2sicos de ec2nica de suelos y de rocas necesitan cobinarse con un conociiento de la geología de ingeniería en cada situación y con un sólido discerniiento y e-eriencia de la ingeniería geot0cnica) Es desa1ortunado 7ue el en1o7ue analítico sea uc3as .eces sobre en1atizado en la ingeniería geot0cnica sin tener su1iciente de los otros dos ingredientes 7ue est2n -resentes coo base -ara el dise;o) 5e otro lado, eisten situaciones en 7ue la co-le8idad de la geología local con1unde el an2lisis y, -or lo tanto, la -r2ctica local se 1ía totalente de los -recedentes, del 8uicio -ro1esional y e-eriencias de dise;o del lugar o de otros lugares 7ue tengan condiciones geológicas siilares) En algunos casos se -resentan -robleas de estabilidad de taludes en los suelos de sel.a condicionados a la -reci-itación -lu.ial, -or lo 7ue los deslizaientos ocurren durante la te-orada de llu.ias, aditi0ndose 7ue el suelo se encuentra co-letaente saturado, obser.2ndose, coo en el caso de la ciudad de El 9al.ador en Brasil, 4Ca-os, et al, %##&6, 7ue en la ayoría de los casos, los -lanos de 1alla son su-er1iciales, localiz2ndose encia del ni.el 1re2tico) El -rocediiento sugerido consiste en .eri1icar la estabilidad del talud en sus condiciones etreas: una condición de 3uedad natural y otra en condición saturada, -ara luego considerar una situación interedia de succión, con la 7ue se obtienen los .alores etreos del =actor de 9eguridad corres-ondientes a las dos situaciones encionadas, debiendo utilizarse un .alor interedio coo =actor de 9eguridad corres-ondiente a un deterinado ni.el de succión) Por lo tanto, -ara los casos en 7ue el ecaniso de ru-tura este asociado a -erdida de resistencia -or 3uedeciiento descendente y no -or la generación o ele.ación de -resiones neutras -ositi.as, los -rocediientos con.encionales utilizando ensayos de corte en estado saturado lle.an a resultados conser.adores, lo 7ue i-lica sie-re soluciones costosas) En estos casos es -osible toar en consideración la succión, -ara .iabilizar obras de estabilización de taludes naturales en suelos de sel.a, cabiando el conce-to del -royecto, de odo de garantizar un deterinado ni.el ínio de succión, ediante obras de drena8e o -rotección su-er1icial adecuadas) En otros casos, las -ro-iedades de resistencia al es1uerzo cortante en los suelos residuales est2n íntiaente relacionadas a la -resión de -oros -or edio del
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-rinci-io de -resiones e1ecti.as) Para deterinar en el laboratorio las -ro-iedades de resistencia al cortante a-ro-iadas -ara el dise;o y el an2lisis de taludes 7ue 1allan -or e1ecto de las llu.ias, es necesario odelar el ecaniso de 1alla tan eactaente coo sea -osible) Por uc3as razones, la -rueba triaial es coúnente utilizada -ara estudiar estas -ro-iedades de los suelos, -ara esto se realiza ya sea una -rueba QdrenadaR o se lle.a a cabo una Q-rueba no drenadaR, durante la cual se ide la -resión de -oros) 9in ebargo, la trayectoria de la tensión seguida en el ca-o durante una 1alla inducida -or llu.ia es uy di1erente a esto, ya 7ue S% y S' son sensibleente constantes y la -resión de -oros se increenta 4esto es, la succión disinuye6 con1ore llue.e según Brand, 4%#"6) El ecaniso correcto de 1alla sólo -uede ser odelado en el laboratorio -or edio de una -rueba de carga constante en la cual se increenta la -resión de -oros desde un 1actor negati.o inicial 3asta 7ue ocurre la 1alla) Tabi0n es -osible seguir la trayectoria de tensión correcta si-leente disinuyendo la -resión de la Qcelda o cedulaR, -ero esto no siula el ecaniso de 1alla correcto 7ue ocurre en el ca-o) El suelo tro-ical 4estrato su-erior6 -resenta una ayor eteorización en relación con el estrato 7ue le subyace< -or lo 7ue se deberían realizar ensayos cl2sicos de ec2nica de suelos 4gra.edad es-ecí1ica de los sólidos, contenido de 3uedad, líites de consistencia, granuloetría, corte directo6, así coo -ruebas es-ecí1icas -ara suelos tro-icales 4clasi1icación iniatura co-actada tro-ical r2-ida, an2lisis 7uíicos -3, icrosco-ía electrónica de barrido, di1racción de rayos , succión atricial, desagregación, deterinación del cola-so, etc)6, las 7ue -eritiran una caracterización geot0cnica 2s a8ustada al co-ortaiento de suelos de ti-o laterítico) MCT !M&'&a(ura* Compa)(ado* Trop&)al"
!a clasi1icación MCT surgió con el ob8eti.o de 3acer una identi1icación r2-ida de los suelos) El ensayo consiste en edir la contracción radial 4ct6 de -astillas oldeadas en anillos de "$ de di2etro -or ( de es-esor, y su -enetración des-u0s de la absorción de agua) Este 0todo -erite clasi1icar el suelo dentro de uno de los siguientes gru-os, lateríticos y no lateríticos, y a su .ez en subgru-os 4!GU arcillas lateríticas y arcillas lateríticas arenosas< !AU arenas arcillosas lateríticas< !A arenas con -oca arcilla laterítica< ?GU arcillas, arcillas liosas y arcillas no lateríticas< ?9U lios caoliníticos y ic2ceos, lios arenosos y lios arcillosos no lateríticos< ?AU arenas liosas y arenas arcillosas no
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lateríticas< ?A arenas liosas con lios cuarzosos y lios arcillosos no lateríticos6) <$ Desarrolle u' mar)o (e:r&)o )ompara(&+o e'(re las )las&&)a)&o'es de suelos para )l&mas r&os - (emperados )o' la )las&&)a)&:' para suelos de )l&ma (rop&)al$ Come'(e )ompara'do las )las&&)a)&o'es por suelos* ge'era'do e/u&+ale')&as !a'e=ar gra&)as* (a,las* e)ua)&o'es* e()$"
5e acuerdo a ?ogai y Villibor 4%##(6, la clasi1icación MCT -resenta la siguiente correlación con las clasi1icaciones AA9T y @9C9:
>$ De&'a u' pro)ed&m&e'(o de(allado paso a paso de )las&&)a)&:' de suelos por el s&s(ema MCT$ A)ompa.e u' mar)o l:g&)o )o' gr0&)as* e?emplo de apl&)a)&:' - re)ome'da)&o'es (@)'&)as /ue ore)e el s&s(ema$
5ebido a las inco-atibilidades .eri1icadas a lo largo de los a;os entre los resultados obtenidos -or las clasi1icaciones tradicionales en los -aíses de clias tro-icales y el co-ortaiento geot0cnico en ca-o se .io la necesidad de obtener una clasi1icación es-ecialente desarrollada -ara los suelos tro-icales)
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Con la 1inalidad de e8orar la identi1icación y la caracterización de los suelos tro-icales, al inicio de la d0cada de los $, ?ogai y Villibor -ro-usieron un nue.o sistea de clasi1icación denoinado Miniatura Co-actada Tro-ical 4MCT6) !a clasi1icación MCT desarrollada en Brasil, es-ecí1icaente -ara suelos tro-icales no se basa en las -ro-iedades índices 4líites de Atterberg, distribución granulo0trica6 coo si lo 3acen las clasi1icaciones tradicionales, se basa en ensayos de laboratorio de co-actación y -0rdida de asa -or inersión en agua de cuer-os de -rueba co-actados y de diensiones reducidas 4?ogai H Villibor, %#%6) El 0todo utiliza uestras de -rueba co-actadas de diensiones reducidas de ( c de di2etro y ( c de altura -ara cali1icar -ro-iedades 1undaentales de los suelos coo contracción, -ereabilidad, e-ansión, coe1iciente de -enetración del agua, co3esión, ca-acidad de so-orte y las 1ailias de cur.as de co-actación) En esta clasi1icación, se -ro-usieron dos gru-os de suelos 7ue -ueden -resentar co-ortaiento laterítico 4!6 o co-ortaiento no laterítico 4?6, subdi.ididos en siete subgru-os así 4Tabla '6: / Arenas lateríticas 4!A6 / 9uelos arenosos lateríticos 4!AU6 / 9uelos arcillosos lateríticos 4!GU6 / Arenas no lateríticas 4?A6 / 9uelos arenosos no lateríticos 4?AU6 / 9uelos sedientarios no lateriticos 4?9U6 / 9uelos arcillosos no lateríticos 4?GU6
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5e acuerdo con =ernandes 4"$$*6 estos gru-os -resentan las siguientes características: Arenas lateríticas (LA):
En este gru-o est2n incluidas las arenas con -ocos 1inos, de co-ortaiento laterítico, tí-icas del 3orizonte B de los suelos co3esi.os -edológicaente coo arenas de cuarzos Suelos arenosos lateríticos (LA’):
9uelos tí-icaente arenosos y constituyentes del 3orizonte B de los suelos co3esi.os -edológicaente en Brasil -ara lato suelos arenosos y suelos -odzólicos o -odzolizados arenosos) Estos suelos 2s all2 de la -resencia de los atices ro8os y aarillos, -resenta cortes 1ires 4-oco o nada erosi.os6, nítidaente trincados, cuando se e-onen a la inte-erie) Suelos arcillosos lateríticos (LG’) :
Este gru-o est2 1orado -or arcillas y arcillas arenosas, 7ue constituyen el 3orizonte B de los suelos co3esi.os -edológicaente coo latosuelos, suelos -odzólicos y tierras bien estructuradas) Cuando -resentan -orcenta8es de arena ele.adas, tienen un co-ortaiento see8ante a los suelos del gru-o !AU) Arenas no lateríticas (NA):
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!os suelos -ertenecientes a este gru-o son las arenas, ateriales sedientarios y cobinaciones de arenas y sedientos, en los cuales los granos son constituidos esencialente -or cuarzos y icas) Pr2cticaente no -osee 1inos arcillosos co3esi.os sedientarios caoliníticos) Suelos arenosos no lateríticos (NA’):
Co-uestos granulo0tricaente -or cobinación de arenas con cuarzos 4o de inerales de -ro-iedades siilares6 con 1inos 7ue -asan el taiz de $)$+( , de co-ortaiento no laterítico) Generalente los ti-os 2s re-resentati.os son los suelos sa-rolíticos originados de rocas ricas en cuarzo tales coo granitos, neis, areniscas y cuarzos i-uros) Suelos sedimentarios no lateriticos (NS’):
Este gru-o co-rende los suelos sa-rolíticos areno/sedientarios, resultantes del inte-eriso tro-ical de rocas etaór1icas y .olc2nicas, de constitución -redoinante de 1eldes-atos, icas y cuarzos) !a .ariedad 2s rica es las arenas -ro.enientes de cuarzos, 7ue -ueden tener características ec2nicas e 3idr2ulicas 7ue se a-roian a los suelos del gru-o ?AU) Suelos arcillosos no lateríticos (NG’):
Este gru-o co-rende los suelos sa-rolíticos arcillosos, -ro.enientes de rocas sedientarias arcillosas o cristalinas -obres en cuarzo y ricas en an1ibolitas, -iroenos y 1eldes-atos c2lcicos) !a clasi1icación de este gru-o son suelos su-er1iciales -edog0nicos no lateríticos, coo lo son .ertisuelos y suelos trans-ortados con el 1ín de generar un 2baco de clasi1icación 4=igura 6, -odeos obser.ar la distribución de estos suelos en un gr21ico 7ue cobina el coe1iciente cU el cual est2 asociado a la arcillosidad del suelo y el índice eU 7ue se re1iere al car2cter laterítico del suelo) Para deterinar estos .alores son necesarios los ensayos de Mini/MCV y -0rdida de asa -or inersión 4=ernandes, "$$*6)
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5e acuerdo con Barroso 4"$$"6, el 0todo MCT se a-lica solaente a los suelos 7ue -resentan, coo ínio, un #( de aterial 7ue -asa el taiz de abertura noinal igual a " , teniendo en cuenta las diensiones reducidas del cilindro de co-actación Mini/MCV) Veratti 4%#6 -ro-uso la utilización de un e7ui-o see8ante al MCV, desarrollado -or Parsons 4%#+*6, -ara el estudio de las características de los suelos granulares) Este autor estudio suelos 7ue -ueden -asar totalente o tener una -arte retenida en el taiz de abertura igual a " ) =ue -resentada una -ro-uesta de odi1icación de la clasi1icación MCT, incluido un 2baco de clasi1icación, o gru-o de suelos transicionales 4T6, de acuerdo coo se uestra en la =igura #) El 2baco -resentado -or Veratti 4%#6 1ue denoinado MCT/M 4M de odi1icado6) 9e -uede obser.ar en el 2baco 7ue los suelos transicionales ocu-an una 1a8a interedia entre los suelos 7ue -resenta co-ortaiento laterítico y no laterítico)
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Con el 1in de si-li1icar los ensayos necesarios -ara la clasi1icación de los suelos, utilizando enor cantidad de uestra y e7ui-aiento 2s si-le, y obtener resultados co3erentes de acuerdo al co-ortaiento geot0cnico real de los suelos, se desarrolló un nue.o -rocediiento denoinado MCT r2-ido o M0todo de las Pastillas -ro-uesto -or ?ogai y Villibor 4%##&6) El ensayo consiste b2sicaente en el oldeo de cuer-os de -rueba en 1ora de Q-astillasR en un anillo de acero inoidable con diensiones de "$ de di2etro y ( de altura y toar las edidas de contracción 4Ct6 y -enetración 4consistencia6 de las -astillas) ste -rocediiento da .alores de contracción diaetral y -enetración des-u0s de la absorción de agua de es-ecíenes de suelo 7ue se introducen en las ecuaciones 4%6 y 4"6, -ara luego deterinar el ti-o de suelo con la ayuda del gr21ico de clasi1icación MCT ?ogai et al 4%##*6 4=igura %$6) Para .alores de contracción entre $)% y $)( )
cU W 4log%$ Ct %6$)#$&
4%6
Para .alores de contracción ayores o iguales a $)* cU W 4log%$ Ct $)+6$)(
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4"6
!a clasi1icación del suelo se deterina a -artir del gr21ico de clasi1icación de 0todo de las -astillas -resentado en la =igura %$)
En el a;o "$$", Godoy y Bernucci -ro-usieron odi1icaciones al 0todo de las -astillas -resentado -or ?ogai y Villibor 4%##&6) 5entro de los cabios de destaca la udanza de las diensiones de las -astillas utilizadas en los ensayos 7ue en estos casos -osee '( de di2etro y %$ de altura) tra i-ortante odi1icación realizada a este 0todo es la utilización de un ini-enetróetro -ara obtener los .alores de -enetración, 7ue resulta con una enor inter1erencia en los resultados -or -arte del o-erador) El ini-enetróetro est2 co-uesto -or un cono con una abertura de *$X y -esos de %$ y '$ graos) 9egún los autores este 0todo es la -rinci-al -ro-uesta de ensayo en la cuanti1icación del 1enóeno de irre.ersibilidad ad7uirida, total o -arcialente, de los suelos lateríticos, realizada de una anera e-edita)
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!a clasi1icación se realiza a tra.0s de la guía de identi1icación de suelos tro-icales -resentada en la Tabla &)
!a etodología de clasi1icación usada es la siguiente: Moldeo: !a 1racción de suelo 7ue -asa el taiz ?o) &$ es 3uedecida y es-atulada) 9e oldean -astillas en anillos de "$ de di2etro y ( de altura y se lle.an a secar a *$DC durante "& 3oras) Contracción diaetral: 5es-u0s del secado, se ide la contracción 4C6 de las -astillas -or la .ariación en su di2etro y se deterina el cY) Keabsorción de agua: !os anillos son re3uedecidos en -laca -orosa saturada durante dos 3oras) 9e obser.a la e-ansión, el 1isuraiento y el debilitaiento)
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Este últio es e.aluado -or la -enetración de una -unta de acero de di2etro de %,"( y una asa de %$ g en la -astilla saturada) !a deterinación del gru-o a -artir de esta clasi1icación e-edita uestra en la Tabla ()
5onde, / !A: Arenas lateríticas / !AU: 9uelos arenosos lateríticos / !GU: 9uelos arcillosos lateríticos / ?A: Arenas no lateríticas / ?AU: 9uelos arenosos no lateríticos / ?9U: 9uelos sedientarios no lateriticos / ?GU: 9uelos arcillosos no lateríticos / El síbolo 4/6 indica o-ción e7ui.alente y el síbolo 46 o-ción decreciente )
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