CAPITULO 1-GENERALIDADES-a1
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    CAPITULO 1-GENERALIDADES-a1 CAPITULO 1-GENERALIDADES-a1 Presentation Transcript

    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. GENERALIDADES Agua..? Un problema..? *Como proceder? *A que profundidad cimentar? *Que tipo de cimentación utilizar? * Habrá asentamientos? *Que tanto soportará el suelo? *Que tipo de suelo encontré? *Será expansivo? * Encontré un Relleno? CUANDO SE VA A CONSTRUIR SURGEN PREGUNTAS: Foto: RGA, 2007
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. GENERALIDADES MECANICA DE SUELOS: Aplicación de las leyes de la Mecánica y la Hidráulica a los problemas de Ingeniería que tratan con sedimentos y Otras acumulaciones no consolidadas De párticulas sólidas producidas por la Desintegración mecánica o descomposición Química de las rocas, independientemente De que tengan o no contenido de materia Orgánica. INGENIERIA GEOTECNICA Utiliza los conocimientos de la mecánica de Suelos a los fines propios de la ingeniería del Terreno, como puede ser el cálculo de Cimentaciones. GEOTECNIA MECANICA DE ROCAS Estudio tenso-deformacional de la roca sometida a cualquier tipo de fuerza.
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. GENERALIDADES GEOTECNIA: Técnica con elementos de ciencia y “arte” que se dedica al estudio de las propiedades de suelos, rocas y materiales artificiales, así como la resolución de problemas de fundaciones y excavaciones en ellos o a su empleo como material de construcción (presas, terraplenes, vías de comunicación, etc.)
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ACTIVIDADES DE LA GEOTECNIA AMBIENTAL Fuente: Espinace R., 2003 Fuente: Espinace R., 2003
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ACTIVIDADES DE LA GEOTECNIA AMBIENTAL Foto: RGA, 2004 Foto: RGA, 2004 Fuente: Espinace R., 2003
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ACTIVIDADES DE LA GEOTECNIA AMBIENTAL Fuente: Espinace R., 2003
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ACTIVIDADES DE LA GEOTECNIA AMBIENTAL
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ACTIVIDADES DE LA GEOTECNIA AMBIENTAL
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ACTIVIDADES DE LA GEOTECNIA AMBIENTAL SEP. 27 DE 1997 ÁREA AFEACTADA 35 Ha ENTRE 750.000 A 1’000.000 DE TON
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ACTIVIDADES DE LA GEOTECNIA AMBIENTAL Fuente: Espinace R., 2003
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ORIGEN Y FORMACION DE SUELOS Que es suelo en Ingeniería civil? “ Es una delgada capa sobre la corteza terrestre de material que proviene de la desintegración o alteración física y/o química de las rocas y de los residuos de la actividad de los seres vivos que sobre ella se asientan” Como se forman los suelos? Definición de Roca “ Es un agregado natural de granos minerales unidos por grandes y permanentes fzas de cohesión ”
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ORIGEN Y FORMACION DE SUELOS ROCA: Agregado natural de partículas de uno o más minerales, con fuerte unión cohesiva permanente, que constituyen masas geológicamente independientes y cartografiables. ROCA DESINTEGRACION DESCOMPOSICION SUELO Meteorización Meteorización Biológica
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS Iones y Materiales Arcillosos Inciden en las propiedades Físico-químicas del suelo. Fuente: Selby, 1982
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS IC GRUS IIB R Fuente: González, L., 2003 IA IB AMARILLO IB ROJIZO Fuente: González, L., 2003
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS REGOLITO
        • Todos los materiales por encima de la Roca Fresca.
        • Material suelto constituido por partículas de Roca.
        • Roca meteorizada in situ (Saprolito)
        • Residuo (suelos residual)
        • Sedimentos superficiales retransportados
      • * Productos químicos en ambientes cercanos a superficies (oxidos de hierro, carbonatos de calcio)
      Saprolito: Suelo que contiene la estructura de la Roca Madre
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS FACTORES DE FORMACIÓN Y EVOLUCION DE LOS SUELOS Material parental : Mineral o material orgánico, no consolidado y más o menos intemperizado o meteorizado, desde el cual el solum de los suelos es desarrollado por procesos pedogeneticos (hidrolización, oxidación, etc.) – Material parental como: Aluvial – Coluvial – Volcánico – Eólico. Topografía Tiempo Formadores Biológicos Clima
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS Topografía Fuente: www.fortunecity.es/expertos/profesor/171/ suelos.html#Rocas
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS Fuente: Casanova, M.
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS EL CICLO SUELO - ROCA Paso de la Roca al Estado Líquido. Meteorización: Desintegr Descomp
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS El suelo resultante posee las mismas características físicas y químicas de la roca madre o roca basal. El suelo resultante no posee las mismas características físicas y químicas de la roca madre o roca basal. DESINTEGRACION DESCOMPOSICION
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS DESINTEGRACION Acción Mecánica del Agua, Aire y Hielo, el Calor. DESCOMPOSICION
      • Proceso Químico: Transformación o Disolución de los minerales constitutivos de la Roca.
        • Hidratación.
        • Oxidación
        • Carbonatación
        • Solución.
      ARCILLAS
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS Agua: Por arrastre sobre la roca – efecto cuña. Como Resultado de su acción se producen suelos gruesos redondeados. El viento: Desgaste sobre la Roca – por Arrastre de Partículas. Estas partículas son de tamaño uniforme. Los Glaciares: Arrastran masas rocosas hasta pequeñas particulas. Suelos muy Heterogéneos. El Calor: Causa la Exfoliación – descascaramiento de la Roca. Se producen suelos redondeados.
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS Hidratación: Absorción de agua, que se combina quimicamente y forma nuevos minerales. Carbonatación: Efecto del CO2 en la roca que produce casi siempre Arcilla. (illitas – Caolinitas – Montmorillonitas) Oxidación: Las reacciones involucran oxigeno. Como es el caso de la oxidación de los minerales de hierro. En combinación con la hidratación producen suelos con la caracteristica de ser muy blandos (compresibles – deformables) Disolución: Cuando los sólidos se descomponen en fluidos naturales. Ej. Yeso en contacto con el agua. LA ACCIÓN DE LOS ANTERIORES PUEDE PRODUCIR SUELOS INORGANICOS
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS PRODUCTOS DE METEORIZACION
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS Agentes Biológicos: La acción de estos produce suelos orgánicos TIPOS DE SUELOS: INORGANICOS ORGANICOS
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS INORGANICOS: RESIDUALES TRANSPORTADOS ORGANICOS: TURBAS
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS RESIDUALES Permanecen en el sitio donde son formados. Están descritos por el perfil de meteorización y el conjunto de estructuras heredadas. Foto: RGA
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS TRANSPORTADOS Se encuentran en un sitio diferente al de donde se formaron. Un suelo transportado queda descrito por un perfil estratigráfico. Con una secuencia de colocación y espesor respectivo de los estratos. Los agentes transportadores pueden ser El Agua – El Viento – Los Glaciares y la Gravedad. Fuente: González, L., 2003
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS SUELOS TRANSPORTADOS Agua Aluvión: Suelos Gruesos – sueltos o finos (terrazas de inundación) Lacustres (Lagos): Depósitos estratificados según tamaño y peso. Marinos: Se forman en las playas y costas por las olas que generalmente arrastran el material. Viento Loess Dunas Gravedad Coluvión Talus
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS Foto: RGA, 2006 SUELO ALUVIAL
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS SUELOS DESDE EL PUNTO DE VISTA INGENIERIL GRAVAS: Acumulaciones sueltas de fragmentos de roca. Redondeadas. Diam: mayor a 2 mm ARENAS: Materiales de Grano Fino procedentes de la denudación o trituración artificial. Diam. Entre 2 mm y 0.05 mm. No se contraen al secarse – No son plásticas – menos compresibles que las arcillas – bajo carga se comprimen casi instantaneamente.
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS SUELOS DESDE EL PUNTO DE VISTA INGENIERIL LIMOS: Suelos de grano fino entre 0.05mm y 0.005mm. Con poca o ninguna plasticidad – de color gris claro a obscuro – malos como terreno de fundación cuando están sueltos o saturados – tienen permeabilidad baja y compresibilidad altas. ARCILLAS : Partículas con diámetro inferior a 0.005mm adquieren plasticidad al ser mezcladas con agua – corresponden a un silicato de aluminio, hierro o magnesio hidratado – impermeables – bajo carga sufren asentamientos (Consolidación)
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS CUANDO UN SUELO ES NO COHESIVO? CUANDO UN SUELO ES COHESIVO? LOS SUELOS COHESIVOS POSEEN LA PROPIEDAD DE LA ATRACCION INTERMOLECULAR
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS PROPIEDADES DE LOS SUELOS
      • PROPIEDADES MECANICAS:
        • Permeabilidad
        • Compresibilidad
        • Resistencia al esfuerzo cortante.
      • PROPIEDADES INDICE:
        • Granulometría
        • Límites de plásticidad
        • Peso Unitario
        • Compasidad Relativa.
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS PROPIEDADES MECANICAS: Se relacionan con los procesos de formación del suelo. En la medida que la desintegración física se desarrolla esta depende de: 1. Resistencia de la roca. 2. Magnitud de Esfuerzos Aplicados. La efectividad de la descomposición química depende de: 1. Tipo de sustancia disuelta en el agua. 2. Superficie específica. Superficie especifica: RELACIÓN ENTRE EL ÁREA LATERAL Y EL VOLUMEN DE UN MATERIAL. Entre más fracturada esta una roca (Diaclasas) se tendrá más área expuesta a la acción de los agentes químicos.
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS CLASIFICACION DE LOS SUELOS DE ACUERDO A SU ORIGEN Y MATERIAL PRIMARIO
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS QUIZ N°1
      • Responda en forma clara las siguientes preguntas:
        • Enumere y explique los agentes generadores de suelo.
        • Es posible formar arcillas a partir de rocas que sufren meteorización física o mecánica.
        • En los problemas relativos al terreno cuando o en que nos ayuda la mecánica de suelos y en que la geotecnia?
        • Especifique dos problemas que se le pueden presentar como Ingeniero Civil relativos al terreno y como los abordaría? (Concepto personal)
        • Como se describe el perfil de un suelo en Geotecnia? Complemente con un esquema.
        • Que describe a un suelo residual y que describe a un suelo transportado?
        • Se pueden formar rocas a partir de suelos residuales y transportados? Cite un ejemplo
        • Establezca la diferencia entre un suelo clastosoportado y uno matriz soportado?
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. GENERALIDADES SOBRE ROCAS ORIGEN Y FORMACION DE LAS ROCAS MAGMA: FLUIDO ROCOSO INCANDESCENTE COMPUESTO PRINCIPALMENTE DE MINERALES TIPO SILICATOS Y OXIDOS FUNDIDOS Fuente: Duque, E., G., 1998
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. GENERALIDADES SOBRE ROCAS LAS ROCAS ESTAN COMPUESTAS POR MINERALES LOS CUALES SE FORMAN POR CRISTALIZACION AL ENFRIARSE EL MAGMA. EN EL MAGMA PARTICIPAN 8 ELEMENTOS: OXIGENO, SILICIO, ALUMINIO, HIERRO, CALCIO, SODIO, POTASIO Y MAGNESIO LOS MINERALES FUNDAMENTALES DE LAS ROCAS IGNEAS SON: Cuarzo, Feldespatos, Micas, Augita, Hornblenda, Olivino, Óxidos de Hierro. LOS MINERALES FUNDAMENTALES DE LAS ROCAS METAMORFICAS SON: Actinolita, Andalucita, Asbesto, Clorita, Epidota, Granate, Cianita, Hornblenda, Serpentina, Talco. LOS MINERALES FUNDAMENTALES DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS SON: Cuarzo, Feldespatos, Caolinita, Calcita, Corindón, Dolomita, Hematita, Yeso, Anhidrita, Halita.
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. GENERALIDADES SOBRE ROCAS CLASIFICACION DE LAS ROCAS POR SU ORIGEN IGNEAS SEDIMENTARIAS METAMORFICAS La principal clasificación de los materiales rocosos se basa en la Litología. (Mineralogía, textura y estructura de la roca) La clasificación de las rocas también se realiza por su origen y es la más conocida por los ingenieros, aun cuando poco nos dice de la roca.
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. GENERALIDADES SOBRE ROCAS ROCAS IGNEAS 1.- Se generan por consolidación del Magma. 8.- Son las rocas que presentan mayor resistencia a la compresión. 9.- Poseen alta isotropía. 10.- Poseen alta rigidez. 11.- Son frágiles. 12.- Son densas con valores entre 2.4 y 3.0 gr/cm3. 13.- Tienen textura entrabada. 14.- Sus inconvenientes son el diaclasamiento y la alterabilidad de sus minerales. 2.- Su composición mineralógica promedio es 59% feldespatos, 12% cuarzo, 17% anfíboles y piroxenos, 4% micas y 8% otros minerales. 3.- Forman el 98% del volumen de la corteza terrestre. Aun cuando las más comunes en la superficie son las sedimentarias. 4.- Su comportamiento en los taludes es controlado por su estructura, conformada por las juntas o diaclasas, fallas y zonas de corte, que actúan como superficies de debilidad para el caso de rocas plutónicas. 5.- El comportamiento de las rocas volcánicas depende del grado de solidificación y son muy susceptibles a los deslizamientos. 6.- El producto de la meteorización de las rocas ígneas volcánicas son suelos residuales arcillo-limosos con arena. 7.- El producto de la meteorización de las rocas ígneas plutónicas son suelos residuales areno-limosos con arcillas.
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. GENERALIDADES SOBRE ROCAS ROCAS METAMORFICAS 1.- Generadas por metamorfismo o recristalización de rocas ígneas y sedimentarias. 2.- Comúnmente son muy útiles como materiales de construcción. 3.- Las características de comportamiento de los taludes en rocas sanas depende de sus patrones de fracturación y bandeamiento. 4.- La foliación y esquistosidad presente en algunas rocas metamórficas las hacen muy susceptibles a la meteorización. 5.- En su mayoría las cordilleras central y occidental son de naturaleza ígnea y metamórfica. 6.- El Neis es una roca más resistente que los esquistos y menos que el granito (ígnea). 7.- Los esquistos son rocas que se rompen con facilidad en fragmentos planos. Son muy inestables en los taludes ya que se meteorizan con facilidad. 8.- La pizarra se utiliza como material de construcción (ornamental), es una roca dura, relativamente resistente a la meteorización pero se resquebraja con facilidad. 9.- Las Filitas son similares a las pizarras pero poseen fracturas y se rompen en formas romhédricas o rectangulares.
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. GENERALIDADES SOBRE ROCAS ROCAS SEDIMENTARIAS 1.- Formadas por la sedimentación y cementación de partículas de arcilla, arena, grava o cantos. 2.- Su características de estabilidad dependen generalmente del tamaño de los granos. 3.- La cordillera oriental es fundamentalmente de naturaleza sedimentaria. 4.- Las caracteriza su disposición en capas o estratos. 5.- De estas rocas las más estables para obras de ingeniería son los conglomerados y las areniscas (dependiendo de su estado de cementación). 6.- Algunas Lutitas tienen resistencia alta, pero otras se comportan más como suelos que como rocas y presentan con frecuencia problemas de deslizamientos o baja capacidad de soporte. 7.- Las Lutitas se consideran un material muy inestable en zonas tropicales, meteorizando fácilmente y las arcillas producto de esta descomposición, poseen ángulos de fricción bajos. 8.- Las calizas son rocas por lo general duras y compactas, pero se presentan problemas geotécnicos por la disolución del CaCO3.
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. GENERALIDADES SOBRE ROCAS CLASIFICACION DE LAS ROCAS POR SU RESISTENCIA Magnitud de la Resistencia Resistencia a la Compresión Simple en Kg/cm2 Muy elevada Mayor de 2250 Elevada de 1125 a 2250 Media de 565 a 1125 Baja de 280 a 565 Muy baja Menor de 280
    • MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL – Prof: R.G.A. GENERALIDADES SOBRE ROCAS CLASIFICACION DE LAS ROCAS POR SU ESTRUCTURA 1.-Entrelazadas : Cristales entretejidos, homogeneidad, isotropía. 2.-Cementadas: Cristales unidos por precipitados químicos, la isotropía es probable. 3.-Laminadas: Partículas en capas delgadas, Propiedades predominantes según plano laminar (direccionales). 4.-Foliadas: Minerales aplanados orientados en forma paralela, Propiedades direccionales (plano de foliación), Anisotrópicas. (Algunas rocas metamórficas como: Filitas, Pizarras, Esquistos, Neises. Sedimentarias como: Lutitas, Arcillolitas, Lodolitas, Limolitas) ESTRUCTURA: Sistema de discontinuidades en la masa de roca.