Contenido Geotecnia y cimientos I. Propiedades de los suelos y de las rocas

Este libro proporciona un conocimiento avanzado de las propiedades de los suelos y rocas desde los puntos de vista del Ingeniero civil y del arquitecto. En el se estudian la deformabilidad y resistencia de los terrenos, asi como su comportamiento con relación al agua. Pensando primordialmente como libro texto,ha sido empleado como tal por sus autores durante cuatro años , incorporándose en esta segunda edición, aparte de las novedades aparecidas en este lapso,todas las modificaciones sugeridas por la experiencia en la cátedra para hacerlo más claro,pedagógico y riguroso.Junto a este objeto fundamental,el libro proporciona la posibilidad de una especialización profunda en la geotécnia,mediante amplios complementos, identificados  por estar impresos en tipo más pequeño,y multitud de escogidas referencias bibliograficas. Como puntos particulares  tratados en este volumen,y en  otras obras del mismo carácter,citemos la identificación de los suelos susceptibles  de erosión interna,un tratamiento claro y extenso de las teorías de Cambridge sobre el comportamiento tenso-deformacional de los terrenos,una referencia constante  a los factores fisicoquímicos subyacentes en cada tipo de propiedades,dos capitulos completos dedicados a los suelos semisaturados,el estudio del fenómeno de colapso,y numerosos datos sobre suelos españoles y extranjeros,que orientan sobre los valores probables en cualquier otro caso que pueda presentarse. La revista  Geotechnique primera de la especialidad al comentar la primera edición concluía es un libro de texto muy útil para estudiantes serios y para ingenieros prácticos.  

ÍNDICE

 
CAPITULO I.SUELO Y ROCA.GEOTECNIA.ORIGEN DEL SUELO.PROCESOS DE CIMENTACIÓN.

1.1. El globo terrestre  
1.2. Cielo erosivo  
1.3. Erosión física  
1.3.1. Los cambios de temperatura. La insolación  
1.3.2. El crecimiento de los cristales  
1.3.3. La actividad orgánica  
1.3.4. Las tensiones de la corteza terrestre  
1.3.5. La gravedad  
1.3.6. Transporte y erosión  
1.4. Erosión química  
1.4.1. Hidratación  
1.4.2. Hidrólisis  
1.4.3. Disolución  
1.4.4. Oxidación  
1.5. Roca matriz. La masa rocosa. Tipos de litoclasas  
1.6. Medidas del estado de fracturación de la roca  
1.7. El suelo edáfico  
1.8. Los suelos residuales  
1.9. Tiempo necesario para la formación del suelo  
1.10. Diagénesis. Metamorfismo  
1.11. Procesos de cementación  
1.11.1. Cementación por la sílice  
1.11.2. Cementación por el carbonato cálcico  
1.11.3. Cementación por sesquióxidos  
1.12. La diagénesis del sulfato cálcico  

CAPITULO II. GRANULOMETRIA DE LOS SUELOS.

2.1. Clasificación de las partículas de los suelos por su tamaño  
2.2. Suelos de transición  
2.3. Representación de los resultados del análisis granulométrico  
2.4. Clasificación de los métodos de análisis granulométrico.
     Sedimentación.
     Indice de dispersión  
2.4.1.Método de Robinson o de la pipeta  
2.4.2.Método de Bouyoucos-Casagrande o del densímetro  
2.4.3.Limitaciones de los métodos basados en la ley de Stokes  
2.4.4.La dispersión de las partículas  
2.4.5.Indice de dispersión  
2.5.  Estudio de las curvas granulométricas.
        Diámetros.
        Características.
        Coeficiente de uniformidad  
2.6. Forma de las partículas  
2.7. Interpretación general de los resultados del análisis granulométrico.  

CAPITULO III. PROPIEDADES ELEMENTALES: POROSIDAD, INDICE DE POROS, PESO ESPECIFICO, HUMEDAD, GRADO DE SATURACION, INDICE DE DENSIDAD, EQUIVALENTE DE ARENA.  

3.1. Porosidad. Indice de poros  
3.2. Peso específico. Densidad  
3.3. Peso específico de las partículas de un suelo.  
3.4. Peso específico del suelo  
3.4.1. Determinación del peso específico del suelo en el laboratorio.  
3.4.2. Determinaciones "in situ" del peso específico seco  
3.5. Peso específico de una roca. Cálculo de su porosidad  
3.6. Humedad. Grado de saturación  
3.7. Relaciones entre las diversas magnitudes definidas  
3.8. Métodos rápidos para la determinación de la humedad y peso específico "in situ"

3.9. Métodos nucleares para la determinación de la humedad y densidad "in situ"  
3.9.1. Determinación de la densidad de un suelo por medio de rayos gamma  
3.9.2. Determinación de la humedad de un suelo por medio de neutrones de alta energía  
3.9.3. Comparación entre los métodos nucleares y los convencionales  
3.10. Indice de densidad  
3.11. Equivalente de arena (E. A.)  

CAPITULO IV. LIMITES DE ATTERBERG. GRAFICO DE CASAGRANDE. INDICE DE FLUIDEZ. PROPIEDADES FISIC0-QUIMICAS DE LAS ARCILLAS. ACTIVIDAD. SUSCEPTIBILIDAD Y TIXOTROPIA

4.1. Estados de consistencia de los suelos. Límites de Atterberg  
4.1.1. Límite líquido  
4.1.2. Límite plástico  
4.1.3. Indice de plasticidad  
4.1.4. Gráfico de plasticidad de Casagrande  
4.1.5. Límite de retracción  
4.2. Indice de fluidez  
4.3. Minerales arcillosos  
4.4. Tipos de enlace  
4.5. Caolinita  
4.6. Haloysita  
4.7. Grupo de la montmorillonita (esmectitas)  
4.8. Vermiculita  
4.9. Illita  
4.10. Sepiolita y atapulgita  
4.11. Identificación de minerales arcillosos  
4.12. Iones de cambio  
4.13. Fuerzas fisicoquímicas actuantes entre las partículas de arcilla  
4.13.1.La capa doble  
4.13.2.Las fuerzas en los contactos  
4.13.3.Acción conjunta de las fuerzas que actúan sobre las partículas de arcilla. Suspensiones.Estructuras floculada y dispersa  
4.13.4. Sinéresis. Arcillas lisuradas  
4.13.5. Plasticidad de las arcillas y de otros minerales  
4.13.6. Peso específico de las partículas arcillosas. Agua adsorbida.  
4.13.7. Densidad media del agua en las arcillas  
4.14. Actividad de las arcillas  
4.15. Susceptibilidad. Tixotropía  

CAPITULO V. EL AGUA EN EL TERRENO. PERMEABILIDAD. PRINCIPIO DE PRESION EFECTIVA. TENSION SUPERFICIAL. ELECTROOSMOSIS.

5.1. Procedencia del agua del terreno  
5.2. Situación del agua en el terreno. Nivel freático  
5.3, Movimiento de un fluido a través del suelo. Ley de Darey  
5.4. Límites de validez de la ley de Darey  
5.4.1. Flujos laminar y turbulento. Importancia de las fuerzas de inercia  
5.4.2. La ley de Darey en suelos parcialmente saturados  
5.4.3. Cumplimiento de la ley de Darcy en materiales arcillosos saturados  
5.4.4. Variación de la permeabilidad al cambiar el fluido permeante  
5.4.5. Variación de la permeabilidad física con el catión de cambio o la concentración de sales  5.4.6. Anisotropía respecto a la permeabilidad en suelos naturales  
5.5. Efecto del amasado sobre el coeficiente de permeabilidad de los suelos  
5.6. Determinación de la Permeabilidad en el laboratorio. Permeámetros  
5.7. Estimación del coeficiente de permeabilidad de una arena saturada por medios indirectos 

5.8. Valores del coeficiente de permeabilidad  
5.9. Presión intergranular y presión neutra o intersticial.
     Presión efectiva.
     Ley de Terzaghi.
     Peso específico sumergido  
5.10. Sifonamiento. Fuerzas de filtración  
5.11. Tubificación. Ensayo de erosión interna  
5.12. Permeabilidad de la roca. Indice de microfracturación  
5.12.1. Permeabilidad de la roca matriz  
5.12.2. Permeabilidad del macizo diaclasado  
5.13. Tensión superficial  
5.14. Capilaridad Ascensión del agua en tubos capilares  
5.15. Ascensión capilar del agua en los suelos  
5.16. Presión capilar en el suelo. Succión, pF  
5.17. Relación entre la Presión de vapor y la curvatura del menisco  
5.18. Dispositivos experimentales para la medida de la succión en el laboratorio  
5.19. Variación de la succión con la humedad del suelo  
5.20. Electroósmosis  

CAPITULO VI. COMPRESIBILIDAD E HINCHAMIENTO DIE LOS SUELOS SIN DEFORMACION LATERAL.

6.1. Compresibilidad de la arcilla  
6.2. El edómetro  
6.3. El ensayo edométrico Muestras alteradas e inalteradas  
6.4. Representación de la curva edométrica. Curva edométrica de muestras de suelo amasadas con una humedad correspondiente al límite líquido  
6 5. Curvas edométricas de muestras inalteradas, y amasadas sin cambio de humedad. Presión de Preconsolidación. Curva de Compresión en el terreno. Arcillas normalmente consolidadas y sobreconsolidadas. Corrección de Schrnertmann  
6.6. Determinación de la presión de preconsolidación a partir de la curva edométrica  
6.7. Procesos de sobreconsolidación  
6.8. Curva de compresión en el terreno en suelos sobreconsolidados, según Selimertmann  
6.9. Recomendaciones para obtener una buena curva de compresión en el terreno a partir de la curva edométrica  
6.10. Representación de la curva edométrica en función de la deformación unitaria  
6.11. Líneas de regresión que ligan los índices de compresión e hinchamiento con otras magnitudes 6.11.1. Regla de Skempton  
6.11.2. Relación entre el índice de compresión y la humedad natural  
6.11.3. Recta de regresión entre Cc Y WL para suelos españoles  
6.11.4. Línea de regresión entre Cc y w para suelos españoles  
6.11.5. Estimación de Cs  
6.12. Módulo edométrico y módulo de deformación  
6.13. Teoría de la consolidación  
6.14. Teoría de Terzaghi-Fröhlich  
6.14.1. Ecuación diferencial de la consolidación unidimensional  
6.14.2. Ecuación diferencial de la consolidación primaria en forma adimensional  
6.14.3. Resolución de la ecuación diferencial de la consolidación unidimensional  
6.14.4. Grado de consolidación media  
6.15. Teoría de la consolidación unidimensional de Davis y Raymond.  
6.16. Teoría de la consolidación unidimensional cuando no se mantiene la hipótesis de pequeñas deformaciones  
6.17. Obtención del coeficiente de consolidación a partir de la curva deformación-tiempo. Ajuste de las curvas  
6.17.1. Método logarítmico o de Casagrande  
6.17.2. Método de Taylor o de la raíz cuadrada del tiempo  
6.18. Variación de e, durante el proceso de carga. Influencia del amasado en Cc  
6.19. Valores de e Cv  
6.20. Influencia de las piedras porosas en el valor de cv, obtenido a partir de ensayos de       laboratorio  
6.21. Métodos rápidos para obtener la curva edométrica  
6.22. Consolidación secundaria  
6.23. Consolidación inicial  
6.24. Ensayos de consolidación con velocidad de deformación constante.  
6.25. Ensayos de consolidación con gradiente controlado  
6.26. Arcillas expansivas  
6.27. Hinchamiento provocado por la presencia de sulfato sódico y de otras sales  
6.28. Hinchamiento provocado por la helada en climas templados  
6.29. Compresibilidad de los materiales granulares  
6.30. Las deformaciones diferidas de origen no hidrodinámico  

CAPITULO VII. COMPACTACION DE SUELOS.DEFORMACION DE SUELOS PARCIALMENTE SATURADOS.TRANSFERENCIA DE HUMEDAD EN SUELOS PARCIALMENTE SATURADOS.

7.1. Compactación de suelos  
7.2. El ensayo de Proctor  
7.3. El compactador manual de Harvard  
7.4. Otros métodos de compactación  
7.5. Estructura de los suelos compactados  
7.6. Colapso de los suelos  
7.7. Compresibilidad de los suelos parcialmente saturados  
7.8. Factores que influyen en la deformabilidad de un suelo compactado.  
7.9. Compresión sin drenaje en suelos parcialmente saturados  
7.10. Permeabilidad al agua y al aire de suelos parcialmente saturados.  
7.11. Consolidación de los suelos parcialmente saturados  
7.12. Hinchamiento de suelos parcialmente saturados  
7.13. El aparato de Lambe  
7.14. Relación entre el hinchamiento de un suelo y la succión  
7.15. Suelos cuasisaturados y suelos húmedos  
7.16. Fundamento del fenómeno de la compactación  
7.17. Transferencia de humedad en suelos parcialmente saturados  

CAPITULO VIII. RESISTENCIA Y DEFORMACION.

8.1. Rozamiento entre cuerpos sólidos  
8.2. Criterio de rotura de Coulomb  
8.3. Tensiones de un punto.
     La envolvente de Mohr.
     El criterio de rotura de Mohr-Coulomb.
     El círculo de Mohr  
8.4. Convenio de signos.
     Estudio del círculo de Mohr  
8.5. Las tensiones octaédricas  
8.6. El tensor de deformaciones.
     El círculo de Mohr de deformaciones.
     Los incrementos de deformación  
8.7. Medida de la resistencia al esfuerzo cortante de los suelos y rocas en el laboratorio  
8.8. Ensayos de corte directo  
8.8.1. Ensayos con drenaje en el aparato de corte directo  
8.8.2. Ensayos consolidado-sin drenaje y sin drenaje en el aparato de corte directo en suelos saturados  
8.9. Aparatos de corte anular  
8.10.Aparatos de corte simple  
8.11.Aparatos triaxiales  
8.12.El aparato triaxial común  
8.13.Aplicación de la tensión desviadora en el ensayo triaxial  
8.14.Medida de secciones de la probeta en el ensayo triaxial.
     Medida del cambio de volumen. Relación altura-diámetro  
8.15. Condiciones de drenaje del ensayo triaxial  
8.15.1. Ensayo con drenaje  
8.15.2. Ensayos con consolidación previa y rotura sin drenaje en suelos saturados.
        Medida de presiones intersticiales  
8.15.3. Ensayos triaxiales sin drenaje en suelos saturados  
8.15.4. El ensayo de compresión simple  
8.16. Ensayos con drenaje sin deformación lateral  
8.17. Aparatos triaxiales para la aplicación de tres tensiones principales distintas  
8.18. Diagramas p-q. Trayectoria de las tensiones.Líneas Kr y Ko  
8.19. Ensayos de compresión y de extensión. Deformación axial durante la aplicación de la tensión desviadora  
8.20. Tipos de rotura  
8.21. Fricción en las placas  
8.22. Ventajas e inconvenientes de los ensayos de tensión y de deformación controlada  
8.23. Influencia de la razón de cambio de volumen en el fenómeno del corte  
8.23.1. Valores de (FI)f  
8.23.2. Relación entre los ángulos de rozamiento de pico en los distintos ensayos  
8.23.3. Curvatura de la envolvente de Mohr. Ensayos bajo altas presiones  
8.23.4. Comparación de los ensayos con drenaje y consolidados sin drenaje en suelos y rocas saturados  
8,24. Angulo de rozamiento y cohesión verdaderos  
8.25. Los coeficientes de presión intersticial  
8.25.1. Las presiones intersticiales en el ensayo triaxial  
8.25.2. Valores de B  
8.25.3. El coeficiente A  
8.25.4. El coeficiente A en suelos dilatantes  
8.25.5. Las presiones intersticiales durante una solicitación triaxial verdadera.El coeficiente a 8.26. Influencia de la trayectoria de las tensiones en las envolventes en presiones totales y efectivas  
8.27. Estado triaxial verdadero. Criterio de rotura  
8.27.1. Criterio de rotura de Coulomb  
8.27.2. Otros criterios de rotura  
8.27.3. Comparación entre los diversos criterios de rotura  
8.27.4. El plano diagonal de Rendulic  
8.28. Resistencia a tracción con drenaje de los suelos y otros materiales.  
8.29. Relación entre los ejes principales de tensión y de incremento de deformación  
8.30. Superficies de rotura  
8.31. Influencia de la trayectoria de las tensiones en la resistencia al corte sin drenaje de una       arcilla saturada cuando no hay cambio de humedad  
8.32. Teorías Tensión-deformación  
8.32.1. Tipos de comportamiento tenso-deformacional  
8.32.2. Deformabilidad del suelo. El dominio edométrico  
8.32.3. El incremento de deformaciones o velocidad  
8.32.4. Generalización del ensayo edométrico  
8.32.5. Rotura de suelos  
8.32.6. Los espacios asociados. El campo de velocidades  
8.32.7. Posición relativa de los elipsoides de tensión y velocidad. Plasticidad coaxial y heteroaxial  
8.32.8. Superficies de fluencia  
8.32.9. El principio de trabajo máximo. La ley de la normalidad  
8.32.10. La región de la sobreconsolidación  
8.32.11. La teoría de Cambridge  
8.33. Comportamiento elástico de suelos y rocas  
8.34. Anisotropía de los suelos y de las rocas  
8.35. Comparación entre los ensayos de corte con drenaje en materiales granulares secos y saturados. Causas del rozamiento interno  
8.36. Influencia del tiempo en la resistencia al corte de las arcillas  
8.37. El principio de presión efectiva en sólidos porosos saturados  
8.38. Influencia del tamaño de la muestra en la resistencia al corte  
8.39. Parámetros efectivos en diversos suelos y rocas  
8.40. Comportamiento, de los suelos bajo esfuerzos dinámicos  
8.41. Influencia de diversos factores fisicoquímicos en la resistencia al corte  
8.42. Medida de la permeabilidad de un suelo en el aparato triaxial  
8.43. La resistencia al corte sin drenaje de un suelo saturado  

CAPITULO IX. SUELOS PARCIALMENTE SATURADOS SOMETIDOS A ESFUERZOS CORTANTES.

9.1. El principio de presión efectiva respecto a la resistencia al esfuerzo cortante en suelos parcialmente saturados  
9.2. Los coeficientes de presión intersticial en suelos parcialmente saturados  
9.3. Ensayos de corte en suelos parcialmente saturados  
9.3.1. Ensayos sin drenaje  
9.3.2. Saturación con contrapresion  
9.3.3. Medida de la presión del agua y la presión del aire en suelos parcialmente saturados durante el ensayo triaxial  
9.3.4. Obtención del coeficiente  
9.3.5. Influencia del grado de saturación en c´ y (FI)´  
9.4. influencia de las condiciones de compactación en la resistencia al corte de un suelo cohesivo  

CAPITULO X. TIPOS DE SUELOS.  

10.1. Clasificaciones  
10.2. Clasificaciones según la composición  
10.2.1. Grupos GW y SW  
10.2.2. Grupos GP y SP.  
10.2.3. Grupos GM, SM, GC y SC  
10.2.4. Casos intermedios  
10.2.5. Suelos turbosos. Determinación de la materia orgánica  
10.3. Clasificaciones genéticas  

APÉNDICE I.-SERIES, DE TAMICES PARA ANALISIS GRANULOMETRICOS (§ 2.3)

 
APÉNDICE II.-PROPIEDADES FISICAS DEL AGUA DESTILADA  

APÉNDICE III.-JUSTIFICACION TEORICA DEL ATETODO DEL DENSIMETRO (§ 2.3.2)  

1. Concentración de una suspensión en función de su peso específico  
2. Teoría del densímetro  
3. Correcciones  
4. Tarado del densímetro  

APÉNDICE IV.-PROPIEDADES DE ALGUNOS SUELOS NACIONALES Y EXTRANJEROS  

APÉNDICE V.-PIEDRAS POROSAS  

APÉNDICE VI.-DATOS DE HINCHAMIENTO DE ALGUNOS SUELOS ESPAÑOLES  
REFERENCIAS  
INDICE DE MATERIAS