03 formacion de suelos

• Ciclo roca suelo
• Ciclo erosivo
• Propiedades fisico - quimico
de los minerales arcillosos
• Estructura de los minerales arcillosos
Indice
CICLO ROCA SUELO
Según la ASTM :
²
Suelo : Sedimentos u otras acumulaciones de partículas
sólidas producidas por la desintegración física y
química de las rocas, con o sin materia orgánica.
²
Roca : Materia sólida mineral que se presenta en grandes
masas o fragmentos.
²
²
Según Terzaghi :
Suelo es todo agregado natural de partículas minerales
separables por medios mecánicos de poca intensidad, como
la agitación en agua.
Roca es un agregado de minerales unidos por fuerzas
cohesivas, poderosas y permanentes .
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Meteorización
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Sedimento
Roca
Arena
Limo
Arcilla, etc.
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Sedimentarias
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Igneas
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CICLO ROCA SUELO
Metamórficas
Calor, Presión, Solución
CICLO ROCA SUELO
Residuales :
Tipología
de
Suelos
Sedimentarios
o Transportados
Artificiales :
La velocidad de descomposición de la roca
supera a la de arrastre de productos de
la descomposición.
Etapas:
Formación de sedimentos
Transporte de sedimentos
Depósito de sedimentos
Terraplenes o rellenos
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CICLO EROSIVO
• In Situ
Roca
Física
: Cambios de T
Crecimiento de cristales
Tensiones de la corteza
Gravedad
Actividad Orgánica
• Transporte : Gravedad
Agua
Viento
Hielo
EROSIÓN
Suelo
Química
• Hidratación
• Hidrólisis
• Disolución
• Oxidación
CICLO EROSIVO
EROSIÓN FÍSICA
• Cambio de T
:
• Crecimiento de Cristales :
• Acción orgánica
:
• Tensión de la corteza :
• Gravedad
:
IN SITU
( Exfoliación ) Los cambios de T más presencia de agua,
generan una fractura violenta, expansiones térmicas
Aumento de cristales de agua, por ciclos de hielo deshielo, producen fracturación de la roca, lo que
depende del grado de porosidad.
Por acción de vegetales y animales, rompen y desplazan
la roca
Rotura por efecto de esfuerzos de tensión mayores a la
resistencia al corte. Las fallas se conocen como
Diaclasas y Dislocaciones
Debido a tracciones de macizos rocosos , sin soporte
lateral. Fallas o diaclasas verticales
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CICLO EROSIVO
EROSION FISICA
TRANSPORTE Y EROSIÓN
• Gravedad:
• Agua:
• Hielo:
• Viento:
Fuerza que contribuye a transportar el material de una
zona alta a una baja de una roca ya erosionada
Transporta y erosiona activamente, ya sea por lluvia, río o
mar, fracturando y moliendo el trozo inicial
Efecto combinado de transporte y erosión por fricción :
fracciona en partículas muy pequeñas y transporta partículas
grandes
Acción erosiva de materiales finos no cohesivos,
transportando a grandes
distancias
CICLO EROSIVO
EROSIÓN QUÍMICA
• Hidratación:
• Hidrólisis:
• Disolución:
• Oxidación:
Adición de agua para transformar un compuesto en otro
Aceleración del proceso con presencia de otros elementos
Descomposición química por efectos del agua más
anhídrido carbónico
Disolución de una roca debido a la presencia de agua y
anhídrido carbónico.
Se generan grietas, cavernas y oquedades
Se denomina a esto Fenómenos Kársticos
Transformación de óxidos ferrosos en férricos ante la
presencia de agua y T .
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PROPIEDADES FISICO - QUIMICO DE
LOS MINERALES ARCILLOSOS
ARCILLA :
Partículas menores a 0,002 mm (AASHTO) producto
de la meteorización química , Las cuales presentan
cohesión y plasticidad, compuestos . básicamente
por silicatos de Al, Fe y Mg .
MINERAL ARCILLOSO : Formaciones cristalinas constituidas por dos
unidades estructurales : Tetraédrica y Octaédrica .
De acuerdo a la organización de estas unidades, los
minerales arcillosos se dividen principalmente en tres
grupos :
- Caolinitas
: Espesor de 7 A ( 1A = 0,0001 micra )
- Ilitas
: Espesor de 10 A
- Montmorilonitas
: Similar a las ilitas.
PROPIEDADES FISICO - QUIMICO DE
LOS MINERALES ARCILLOSOS
Caolinitas:
Unidad octaédrica + tetraédrica hasta formar
bloques de 500 - 1000 A de espesor. Estable, baja
absorción , baja retracción y expansión.
Ilitas:
Formado por una estructura octaédrica entre
dos tetraédricas, hasta formar bloques de 200 300 A .
Por su adherencia son menos estables, poseen
mayor absorción de agua y mayor potencial de
expansión y contracción.
Montmorilonitas :
Pero muy susceptibles a la absorción, formando
bloques de 10 - 30 A .
Son de muy alto potencial de expansión contracción.
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ESTRUCTURA DE LOS
MINERALES ARCILLOSOS
La arcilla posee dos
unidades estructurales
básicas : Tetraédrica y
Octaédrica.
La estructura laminar se
forma cuando los iones de
oxígeno se enlazan entre
varias unidades,
formando distintos tipos,
con distintas características.
ESTRUCTURA DE LOS
PRINCIPALES MINERALES
ARCILLOSOS
Nombre Mineral
Enlace
Sup. Específica
Caolinita
De liga H
10 - 30 m2/g
Haloisita
H2O
40 - 50 m2/g
K
50 - 100 m2/g
Ilita
Montmorilonita
Vermiculita
Estructura
Débil entre iones
Mg / Al
Mg
200 - 800 m2/g
20 - 400 m2/g
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ESTRUCTURA DE LOS
MINERALES ARCILLOSOS
Estructura : Distribución y orientación de las partículas de un suelo fino
+
+
+
+-------+
-
+- - - - - - - - +
+
+
+
Doble capa eléctrica : Negativa en la partícula y positiva en la
zona próxima , formada por su estructura monovalente al
sumergir la partícula en agua, aumentando además de
volumen
Estructura Floculada :
Se
produce
cuando la resultante de fuerzas de
atracción y repulsión es de atracción, moviéndose
las partículas unas hacia otras.
Mayor Resistencia al corte
Mayor Permeabilidad
Estructura dispersa : Es cuando la resultante de las fuerzas es de Repulsión;
las partículas tienden a alejarse.
Mayor resistencia a la Compresión
Otras fuerzas que actúan en las arcillas son : Doble Capa, Fuerza de contacto,
Tensión Superficial y Fuerzas de atracción de Van Der
Waals.
ESTRUCTURA DE LOS
MINERALES ARCILLOSOS
Representación de la estructura de la arcilla natural
Estructura Dispersa
Estructura Floculada
Conectores
Partículas de limo o arena
Agregados
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Erosión producto de la gravedad
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Erosión producto del agua
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