Download - Capítulo I - Introducción y Generalidades
MECANICA DE SUELOS
“INTRODUCCIÓN Y GENERALIDADES”
Que presenta el Ingeniero CivilMS.c. CORONADO ZULOETA OMAR
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
CONTENIDO
1.- Introducción2.- Definición de Suelo3.- Definición del Estudio de la
Mecánica de Suelo4.- Origen y Formación de los Suelos5.- Principales Tipos de Suelos6.- Problemas Típicos de Suelos7.- Laboratorio de Mecánica de
suelos
GEOTECNIA
SUELOS ROCASMATERIALES ARTIFICIALES
PROBLEMAS DEFUNDACIONES
SUSTENTO DE LA CONSTRUCCIÓN
MATERIAL DECOSNTRUCCIÓN
CIENCIA Y
ARTE
DEFINICIÓN DE SUELO
La Definición de suelo cubre una extensión y Variedad:
AgrónomoAgrónomo GeólogoGeólogo IngenieríaIngeniería
Actividades Orgánicas y vida
vegetal
Actividades Orgánicas y vida
vegetal
Localización deraíces
Localización deraíces
Material TerrosoOrgánico e Inorgánico
Material TerrosoOrgánico e Inorgánico
DEFINICIÓN DEL ESTUDIO DE LA MECANICA DE SUELOS
TERZAGHI PECK
MECANICAMECANICA
HIDRAULICAHIDRAULICA
CIENCIACIENCIA
ARTEARTE
Es la Rama de la ciencia que trata el estudio de sus propiedades físicas y el Comportamiento de masas de suelos sometidas a varios
tipos de fuerzas.
Es la Rama de la ciencia que trata el estudio de sus propiedades físicas y el Comportamiento de masas de suelos sometidas a varios
tipos de fuerzas.
Mecánica de Suelos
Mecánica de Suelos Saturados
Mecánica de SuelosNo Saturados
Presiones positivas enel agua del suelo
Presiones negativasen el agua del suelo
Clasificación de la Mecánica de Suelos con base en
la fase gaseosa y líquida*
Naturaleza de las fases líquida y gaseosa
del suelo
Suelos saturadosSuelos no saturados
Vacíos llenos de aguaaire presente en estado disuelto
Burbujas de aire atrapadas discontinuidad en la
fase gaseosaFase líquida continua
Fase gaseosa continúaFlujo independiente de gas y agua
Suelos secos Inexistencia de
agua libreFase líquida discontinuaAgua fundamentalmente
inamovible* (Fredlund y Rahardjo,
1993)
Clasificación de la problemática relacionada con la Mecánica de Suelos No Saturados*
Problemas deSuelos No Saturados
Descripción de lasVariables de estado de esfuerzo
(-ua) y (ua-uw)
Flujo de aguaCambio
de volumenResistencia al
Esfuerzo cortanteCondiciones de
fronteraen el flujo
Modelación de condicionesde saturación yno saturación
Geoambiente
Transporte de contaminantes
Expansión
Contracción
Colapso
Estabilidad de taludes
Capacidad de carga
Empuje de tierras
* (Fredlund y Rahardjo, 1993)
ORIGEN Y FORMACIÓN DE LOS SUELOS
CICLO ROCA SUELOCICLO ROCA SUELO
TERZAGHITERZAGHIASTMASTM
SUELOSUELO ROCAROCA SUELOSUELO ROCAROCA
SedimentosSedimentos M. Sólida Min.M. Sólida Min. Agregado Min.Agregado Min. Agregado Min.Agregado Min.
DesintegraciónDesintegración M. MecánicosM. Mecánicos Fzas. Cohesi.Fzas. Cohesi.
CICLO EROSIVO
EROSIÓN FISICA
IN SITU Cambio de T : ( Exfoliación ) Los cambios de T más
presencia de agua, generan una fractura violenta, expansiones térmicas
Crecimiento de Cristales : Aumento de cristales de agua, por ciclos de hielo - deshielo, producen fracturación de la roca, lo que depende del grado de porosidad.
Acción orgánica : Por acción de vegetales y animales, rompen y desplazan la roca
Tensión de la corteza : Rotura por efecto de esfuerzos de tensión mayores a la resistencia al corte. Las fallas se conocen como Diaclasas y Dislocaciones
Gravedad : Debido a tracciones de macizos rocosos , sin soporte lateral. Fallas o diaclasas verticales
EROSION FISICA
TRANSPORTE Y EROSIÓN Gravedad: Fuerza que contribuye a transportar el
material de una zona alta a una baja de una roca ya erosionada
Agua: Transporta y erosiona activamente, ya sea por lluvia, río o mar, fracturando y moliendo el trozo inicial
Hielo: Efecto combinado de transporte y erosión por fricción : fracciona en partículas muy pequeñas y transporta partículas grandes
Viento: Acción erosiva de materiales finos no cohesivos, transportando a grandes distancias
EROSION QUIMICA
Hidratación: Adición de agua para transformar un compuesto en otro Aceleración del proceso con presencia de otros elementos
Hidrólisis: Descomposición química por efectos del agua más anhídrido carbónico
Disolución: 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 Oxidación: Transformación de óxidos ferrosos en
férricos ante la presencia de agua y Temperatura .
PROCESOS
PRINCIPALES TIPOS DE SUELOS
S. ResidualS. Residual
S. TransportadosS. Transportados
D. EolicosD. Eolicos
D. GlacialesD. Glaciales
D. AluvialesD. Aluviales
Cint. MeandricosCint. Meandricos
C. InterconectadasC. Interconectadas
S. OrgánicosS. Orgánicos
NOMBRES LOCALES PARA SUELOS
Caliche Arena + Limo + Grava
Gumbo S. Arcilloso Adobe S. Arcilloso Terra Rossa D. de Suelo Residual Fango S. Orgánico Tierra Turbosa D. de Suelo Orgánico Saprolita D. de Suelo Residual Marga Arena + Limo + Arcilla Laterita Fe2O3 + Al2O3
Turba Materia Orgánica
PROBLEMAS TIPICOS DE SUELOS
En su trabajo práctico el ingeniero civil ha de enfrentarse con muy diversos e importantes problemas planteados por el terreno. Prácticamente todas las estructuras de ingeniería civil, edificios, puentes, carreteras, túneles, muros, torres, canales o presas, deben cimentarse sobre la superficie de la tierra o dentro de ella. Para que una estructura se comporte satisfactoriamente debe poseer una cimentación adecuada.
PROBLEMAS TIPICOS DE SUELOS
PROBLEMAS TIPICOS DE SUELOS
Cuando el terreno firme está próximo a la superficie, una forma viable de transmitir al terreno las cargas concentradas de los muros o pilares de un edificio es mediante zapatas. Un sistema de zapatas se denomina cimentación superficial. Cuando el terreno firme no está próximo a la superficie, un sistema habitual para transmitir el peso de una estructura al terreno es mediante elementos verticales como pilotes o caissons.
PROBLEMAS TIPICOS DE SUELOS
Otro problema común es cuando la superficie del terreno no es horizontal y existe una componente del peso que tiende a provocar el deslizamiento del suelo. Si a lo largo de una superficie potencial de deslizamiento, los esfuerzos tangenciales debidos al peso o cualquier otra causa (como agua de filtración, peso de una estructura o de un terremoto) superan la resistencia al corte del suelo, se produce el deslizamiento de una parte del terreno.
PROPIEDADES FISICO QUIMICAS 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, losminerales arcillosos se dividen principalmente en tres grupos - Caolinitas : Espesor de 7 A ( 1A = 0,0001 micra )- iIlitas : Espesor de 10 A- Montmorilonitas : Similar a las ilitas.
PROPIEDADES FISICO QUIMICAS 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.
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.
> 9.6 Å
Cationes de cambio n H2O
Oxígeno
Hidroxilo, OH
Al, Fe, Mg
Si, a veces Al
ESTRUCTURA DE LOS PRINCIPALES MINERALES ARCILLOSOS
ESTRUCTURA DE LOS MINERALES ARCILLOSOS
ESTRUCTURA DE LOS MINERALES ARCILLOSOS