origen y caracteristicas depositos de suelos h
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ORIGEN Y CARACTERSTICAS DE
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniera Civil
Departamento Acadmico de Mecnica de Suelos
MECNICA DE SUELOS IMECNICA DE SUELOS IEC 511 HEC 511 H
ORIGEN Y CARACTERSTICAS DE LOS DEPSITOS DE SUELOS
Prof. Curso : Prof. Curso : Msc.Msc. IngIng. Luisa . Luisa ShuanShuan LucasLucas
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Ciclo roca - suelo Rocas gneas, sedimentarias y metamrficas
ORIGEN Y CARACTERSTICAS DE LOS SUELOS
Rocas gneas, sedimentarias y metamrficas Intemperismo de las rocas y formacin de los suelos Depsitos de suelos Efectos en el diseo y construccin
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EL GLOBO TERRESTRE
Edad aproximada : 4,600 Millones de aosArea superficial : 804 millones de Km2 Volumen aproximado : 1024 billones de km3Masa aproximada : 6500 trillones de Tn.
La tierra es un planeta complejo y dinmico que ha evolucionado La tierra es un planeta complejo y dinmico que ha evolucionado desde su origen. desde su origen. La geologa y su relacin con otras ciencias ha contribuido a su La geologa y su relacin con otras ciencias ha contribuido a su estudioestudio
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DEFINICIN DE SUELO
Para el Agrnomo : Es la parte superficial de la corteza terrestre que es capz de sustentar la vida vegetal
Para el Gelogo: Es el material superficial proveniente de la roca madre subyacente, para el gelogo el suelo es una roca y lo denomina material cuaternario.
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DEFINICIN DE SUELOPara el Ing Civil : Es todo material conformado por un conjunto departculas minerales. En esta definicin se incluyen todos los materialescon diferentes tamaos de partculas, incluyendo los rellenosartificiales, incluso las rocas sedimentarias severamenteintemperizadas, etc.
Al Ing. Civil le interesa la calidad del suelo como elemento de apoyo desu obras
Fase gaseosa
Fase liquida
Fase solida
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EL CICLO ROCA - SUELO
Proceso por el cul las rocas se transforman en sedimentos por Proceso por el cul las rocas se transforman en sedimentos por un proceso de meteorizacin. un proceso de meteorizacin. Luego estos sedimentos nuevamente se transforman en rocas Luego estos sedimentos nuevamente se transforman en rocas por un proceso de cementacin y compactacin por un proceso de cementacin y compactacin
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RocaIgnea
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Fundicin
de rocas
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ente enterradas
Calor
, presin
y solucin
EL CICLO ROCA - SUELO
EL CICLO ROCA - SUELO
SedimentoGravaArenaBarro
RocaSedimentaria
Roca
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in
RocaMetamrfica
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Metereorizacin
CalorPresin
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Fundicin
de rocas
Profundam
ente enterradas
Calor
, presin
y solucin
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Cem
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Masa de material natural compuesta de uno o varios minerales en estado duro a semiduro.
La formacin de las rocas puede ser:Por enfriamiento del magma procedente de las profundidades de la tierraPor precipitacin de la materia inorgnica contenida en la aguasPor deposicin de conchas de diversos organismosPor condensacin de gases que contengan partculas mineralesPor desintegracin de otras rocas y recombinacin de minerales, originando nuevas rocas
DEFINICIN DE ROCADEFINICIN DE ROCA
nuevas rocasPor accin del intenso calor y presin
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La clasificacin anterior es muy general y no aporta informacin acerca de sus propiedades ingenieriles.
ROCAS GNEASROCAS SEDIMENTARIASROCAS METAMRFICAS
TIPOS DE ROCASTIPOS DE ROCAS
Para el Ingeniero Civil, es necesario conocer sus propiedades geotcnicas como:
Grado y naturaleza de alteracinCaractersticas estructurales de fortaleza o debilidad, Porosidad y absorcinResistencia a la compresinEfectos debilitadores de la meteorizacinCaractersticas superficiales del macizo, etc
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Se originan por el magma que fluye hacia la superficie y al enfriarse se cristaliza en la superficie de la tierra o a diversas profundidades. Se clasifican en:
ROCAS IGNEASROCAS IGNEAS
Rocas de grano grueso a medio :Formadas a grandes profundidades, llamadas rocas intrusivas o plutnicas.
Rocas de grano medio a fino: Formadas a profundidades moderadas
Rocas de grano muy fino: Formadas en las expansiones superficiales, llamadas rocas volcnicas o extrusivas.
FORMAS PLUTNICAS INTRUSIVAS
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CLASIFICACIN DE ROCAS IGNEAS
ROCASINTRUSIVAS
(PLUTNICAS)
ROCAS HIPOABISALES ROCAS EXTRUSIVAS(Volcnicas)Hipoabisales profundas Hipoabisales Someras
GranitoGraniodioritaSienitaMonzonitaTonalita
Prfido granticoPrfido granodiorticoPrfido cinticoPrfido monzonticoPrfido tonaltico
Riolita PorfirticaDacita PorfirticaTraquita PorfirticaTraquiandesitaDacita porfirtica
RiolitaDacitaTraquitaTraquiandesitaDacita
ROCAS IGNEASROCAS IGNEAS
TonalitaDioritaGabro
Prfido tonalticoPrfido DiorticoDolerita
Dacita porfirticaAndesita porfirticaDiabasa
DacitaAndesitaBasalto
Por lo general estas rocas son excelentes materiales para apoyo o cimentacin, pero debe estudiarse la existencia de factores que pueden reducir su fortaleza, como por ejemplo la alteracin de sus minerales, fracturamiento, etc.
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ROCAS IGNEASROCAS IGNEAS
ROCA GNEA INTRUSIVA: GRANITO GNEISOIDEUbicacin : Localidad de Mariposa-Satipo
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Presentar estructura estratificada ( en capas)Presencia de fsiles de animales y plantasDesechos orgnicos como fragmentos de conchas o plantasMateriales disueltos en aguas superficialesLos gelogos pueden conocer la historia del lugar, por observacin de la
deposicin de los estratos
Formadas por la acumulacin y compactacin de fragmentos de rocas preexistentes, los cuales son transportadas y vueltos a depositar, consolidndose con el tiempo para formar una nueva roca. Las rocas sedimentarias, se caracteriza por:
ROCAS SEDIMENTARIASROCAS SEDIMENTARIAS
ROCA SEDIMENTARIA: CALIZA CON FSILESUbicacin: Ro Neguachi Puerto Bermudez
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TIPO COMPONENTES NOMBRE
CLSTICASGrava redondeadaGrava angulosaArena de cuarzoLimoLimo y arcillaArcilla
ConglomeradoBrecha sedimentariaAreniscaLimolitaLimolita, arcillolitaLutita
CLASIFICACIN DE ROCAS SEDIMENTARIASROCAS SEDIMENTARIASROCAS SEDIMENTARIAS
Arcilla Lutita
QUMICASCalcitaDolomaYesoHalita
CalizaDolomaYesoSal
BIOQUMICASOpaloRestos de plantas
PedernalCarbn
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FORMACIN DE LAS ROCAS SEDIMENTARIAS
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ARENISCAS ESTRATIFICADASUbicacin: Ro Tambo Puerto Prado
ROCAS SEDIMENTARIAS
ARENISCAS Y LIMOLITAS MUY FRACTURADAS Y METEORIZADASUbicacin : Santa Ana - Satipo
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ROCAS METAMRFICASROCAS METAMRFICAS
Son rocas formadas de rocas preexistentes de cualquier tipo que han sido sometidas a procesos metamrficos bajo la superficie de la tierra
Agentes que causan el metamorfismo:
Calor Presin actividad de los fluidos.
CAMBIOS Formacin de nuevos minerales
Transformacin estructura de la roca
Pizarra NegraRo pescado - Oxapampa
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TEXTURA
ROCA METAMOR
FICA
ROCA ORIGINAL
FOLIADA
PizarraFilitaEsquistoGneissAnfibolita
Limolitaarcillosa,cenizas volcnicasLimolitaLimolita, carbonatosLimolitas, areniscasRocas igneas mficas
NOFOLIADA
MrmolCuarcitaHornfels
CalizaAreniscaLimolita
ROCAS METAMRFICASROCAS METAMRFICAS
HornfelsAntracita
LimolitaCarbn mineral
CUARCITASUbicacin : Gpo.Excelsior - Ulcumayo
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TRANSICIN ROCA TRANSICIN ROCA -- SUELOSUELO
Fuente: Ingeniera GeolgicaGonzales de Vallejo
Lmite entre suelo transportado y roca. Transicin entre la roca madre y el suelo residual formado por la alteracin insitu, no hay transporte. No se distingue un lmite entre ambos materiales
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FORMACION DE SUELOSFORMACION DE SUELOS
Fuente: Ingeniera GeolgicaGonzales de Vallejo
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El intemperismo meteorizacin es unaserie de procesos que ocasionan cambiosfsicos y/ quimicos en las rocas y susminerales constituyentes.
Agentes de ataque:CAMBIOS
-Intemperismo mecnico-Intemperismo qumico
INTEMPERISMO DE LAS ROCAS Y INTEMPERISMO DE LAS ROCAS Y FORMACIN DE SUELOSFORMACIN DE SUELOS
Variacin de temperatura lluvias Viento
aire + agua + temperaturaCAMBIOS
-Intemperismo qumico
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INTEMPERISMO MECNICOINTEMPERISMO MECNICO
Proceso por el cual, la roca se fractura en piezas menoresdebido a la accin de agentes fsicos, tales como:
Congelamiento del agua en juntas y grietas de las rocas Actividad orgnica por efectos de organismos y plantas Erosin por viento y lluvia Corrientes de agua, olas Desintegracin por sales que cristalizan
GRAVAARENA
SUELOS GRUESOS
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Gravas, arenas, gravas con finos, arenas con finos, presencia
de fraccin gruesa mayor de 3 pulgadas. Propiedades fsicas
predominantes:
-- Distribucin granulomtrica
- Forma de partculas
- Tamao mximo
SUELOS GRUESOSSUELOS GRUESOS
- Tamao mximo
- Densidad relativa
Arena
Grava
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INTEMPERISMO QUMICOINTEMPERISMO QUMICO
Modificacin de los componentes qumicos de lasrocas, el principal agente es el agua y los principalesprocesos son :
Hidratacin Carbonatacin Carbonatacin Oxidacin
ARCILLALIMOS
SUELOS FINOS
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Arcilla, limo, limo arcillosos. Propiedades
fsicas predominantes::
- Plasticidad
- Composicin mineralgica
SUELOS FINOSSUELOS FINOS
- Composicin mineralgica
- Consistencia in situ
Materiales asociados a problemas en
cimentaciones
Foto archivo - Ing. Luisa Shuan Lucas
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INTEMPERISMO DE LAS ROCASINTEMPERISMO DE LAS ROCAS
DESIERTOS
FALTA DE AGUA
INTEMPERISMO MECNICO
ZONAS HMEDAS Y CLIDAS
LLUVIAS, ALTA TEMPERATURA
INTEMPERISMO QUMICO
PREDOMINA ARENA PREDOMINA ARCILLA
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DEPSITOS NATURALES DE SUELOSDEPSITOS NATURALES DE SUELOS
SUELOS RESIDUALES SUELOS TRANSPORTADOS
Aquellos formados por lameteorizacon in situ y quehan permanecido en suposicin original
Aquellos que han sido desplazados de su posicin original y depositados en otro sitioposicin original sitio
Ejemplosuelos de zonas tropicales :
lateritas y saprolitas
Los agentes de transporte son el agua, el hielo, el viento y la gravedad
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DEPSITOS NATURALES DE SUELOS
Registro de un suelos residual proveniente de granito
SUELO RESIDUAL
El perfil estratigrfico de un suelo residual mostrado en la Figurasiguiente, muestra una zona gradual de transicin al lecho de laroca madre.
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POR AGUA
ALUVIAL, FLUVIAL
MARINO
LACUSTRE
POR VIENTO DUNAS
SUELOS TRANSPORTADOSSUELOS TRANSPORTADOS
POR VIENTOLOESS
POR HIELODEP.GLACIARES MORRENAS
POR GRAVEDAD COLUVIALES
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SUELOS TRANSPORTADOSSUELOS TRANSPORTADOSPOR AGUAPOR AGUA
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Son suelos formados por las corrientes de agua y ros. Material transportado y
depositado en las depresiones del abanico aluvial
DEPSITOS ALUVIALES Y FLUVIALESDEPSITOS ALUVIALES Y FLUVIALES
Los materiales se depositan segn su tamao:Las partculas mas grandes gravas y boleos ruedanpor el lecho, se trituran y redondean por la abrasin.Las partculas pequeas son levantadas por lacorriente y permanecen en la parte superior.
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DEPSITOS ALUVIALES Y FLUVIALESDEPSITOS ALUVIALES Y FLUVIALES
Son suelos formados por lascorrientes de agua y ros.
Material transportado por losros y depositados en lasdepresiones del abanico aluvial.
Conglomerado aluvial formado por elro Rmac.
PROPIEDADES GEOTCNICASPROPIEDADES GEOTCNICAS
Buena resistencia para los depsitos antiguos, los depsitos recientes pueden presentar grandes asentamientos. Forma subredondeada a redondeada
Foto archivo - Ing. Luisa Shuan Lucas
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DEPSITOS ALUVIALES Y FLUVIALESDEPSITOS ALUVIALES Y FLUVIALES
DEPSITO FLUVIAL DEL RO PALCAZU - ISCOZACN
Depsito al borde de los ros actuales, enproceso de acumulacin actual.
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DEPSITOS LACUSTRESDEPSITOS LACUSTRES
Los lagos son estanques de agua tranquilas, alimentados por ros, manantiales derrames de glaciares, en donde se sedimenta el material en suspensin y da origen a suelos finos compresibles
DEPSITO LACUSTRE FORMADO POR LA LAGUNA OCONAL - Villa Rica
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DEPSITOS LACUSTRESDEPSITOS LACUSTRES
DEPSITO LACUSTRE DEL LAGO JUNN
PROPIEDADES GEOTCNICASSuelos blandos, malos para cimentacin, muy compresibles. Presencia de material orgnico, formado por la descomposicin de plantas existentes en las orillas del lago, depositados con los sedimentos.
LAGO JUNN
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DEPSITOS MARINOSDEPSITOS MARINOSSuelos estratificados formados por la accin de las olas del mar que erosionan el rea costera. Pueden ser arenas, gravas y suelos finos en las zonas donde hubo estancamiento del agua del mar.
PROPIEDADES GEOTCNICASPROPIEDADES GEOTCNICASLos depsitos de grava y arena en estado compacto, son buena para cimentacin. Las arenas marinas pueden presentar licuacin . Los suelos arcillosos de origen marino son dbiles y compresibles. Presentan sales solubles .
DEPSITO MARINO de VENTANILLA
Foto archivo - Ing. Luisa Shuan Lucas
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DEPSITOS GLACIARESDEPSITOS GLACIARES
Son los materiales formados a consecuencia del avance y deshielo de los glaciaresEl depsito de material no estratificado que yace bajo los glaciares al derretirse se llaman tilita.Las tilitas son una mezcla heterognea de partculas de tamaos variables desde boleos aarcillas y sus caractersticas varan ampliamente de un glaciar a otro
Las formas de terrenos que se desarrollaron a partir de estos depsitos noestratificados de tilita se llama morrenas
SUELOS TRANSPORTADOSSUELOS TRANSPORTADOSPOR HIELOPOR HIELO
DEPSITO GLACIAL DE LOS ANDES PERUANOS: PISO DE VALLE GLACIAL, DEPSITOS MORRNICOS Y FLUVIOGLACIALES A LA IZQUIERDA.Ubicacin: Nevados de Pitita y Bateococha, Ulumarca
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DEPSITOS GLACIARESDEPSITOS GLACIARES
Los residuos glaciales tambin pueden presentarse en forma de depsitos fluvioglaciales de arena y grava presentes en torrentes de agua en deshielo.
ESQUEMA DE UN DEPSITO MORRNICO
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SUELOS TRANSPORTADOSSUELOS TRANSPORTADOSPOR VIENTOPOR VIENTO
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DEPSITOS ELICOS DEPSITOS ELICOS -- DUNASDUNAS
Los depsitos de arena transportada de un lugar a otro seconoce como dunas y generalmente se forman en las zonasdesrticas.
Las dunas por lo general estn formadas por partculas del mismo tamao y de forma redondeada como resultado de la intensa abrasin a que son sometidas
DUNAS DE ARENA
Caractersticas:Granulometra uniforme Forma de partcula redondeada El tamao del grano decrece con la distancia de la fuente, Las partculas mas pequeas son arrastradas a mayor distancia
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DEPSITOS ELICOS DEPSITOS ELICOS -- DUNASDUNAS
PROPIEDADES GEOTCNICASPROPIEDADES GEOTCNICASSuelos muy sueltos, en cimentaciones presentan asentamientos inmediatos. En obras de carreteras es difcil la compactacin. Para las cimentaciones superficiales debe usarse cimentacin flexible reforzada y/o reemplazo de material. Los embalses resultan costosos debido a la alta permeabilidad.
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DEPSITOS ELICOS DEPSITOS ELICOS -- LOESSLOESS
Son depsitos conformados por partculas de limos que el vientotoma de zonas desrtica y las transporta a travs de grandesdistancias. Es un suelo que presenta cohesin debido a lanaturaleza fina de las partculas que lo conforman
Suelo fino color amarillento, en estado cementado Se depositan en estado suelto y con baja densidad Cementados con carbonato de calcio y partculas de mineral arcilloso que acta como cemento.
TALUD DE LOESS
PROPIEDADES GEOTCNICASPROPIEDADES GEOTCNICASSuelo de bajo peso especfico, se clasifican como limos. En estado seco es estable. En estado saturado es susceptible al colapso.
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DEPSITOS COLUVIALESDEPSITOS COLUVIALESSon suelos que se ubican en las laderas de los cerros y quese han emplazado por accin de la gravedad y en menorgrado por el agua
PROPIEDADES GEOTCNICASPROPIEDADES GEOTCNICASSuelos granulares angulosos , por su ubicacin en las laderas de la roca madre es susceptible de presentar movimientos
Foto archivo - Ing. Luisa Shuan Lucas
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DEPSITOS COLUVIALESDEPSITOS COLUVIALES
Rincn de La Planicie La MolinaFotos archivo - Ing. Luisa Shuan Lucas
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Son suelos hmedos casi saturados, que contienen cantidades apreciables de materia orgnica debido a cadveres de animales o materia vegetal en descomposicin . Se forman cerca al mar o lagos. Se le conoce como turba
SUELOS ORGNICOSSUELOS ORGNICOS
Ayacucho San Miguel
Foto archivo - Ing. Luisa Shuan Lucas
PROPIEDADES GEOTCNICASPROPIEDADES GEOTCNICASMaterial de bajo peso especfico, malo para cimentacin. Solo para construcciones livianas. Es necesario el empleo de tcnicas de mejoramiento o reemplazo. Una alternativa para cimentacin es el pilotaje
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EFECTOS EN EL DISEO Y CONSTRUCCIN EFECTOS EN EL DISEO Y CONSTRUCCIN SOBRE LOS DEPSITOS DE SUELOSSOBRE LOS DEPSITOS DE SUELOS
TIPO DE DEPSITO PROPIEDADES GEOTCNICAS
Aluvial y fluvio aluvialBuena resistencia para los depsitos antiguos, los depsitos recientes pueden presentar grandes asentamientos. No construir en cauce natural de aluvin
Suelos muy sueltos, en cimentaciones presentan asentamientos inmediatos. En obras
Depsitos elicos -Dunas
presentan asentamientos inmediatos. En obras de carreteras es difcil la compactacin. Para las cimentaciones superficiales debe usarse cimentacin flexible reforzada y/o reemplazo de material. Los embalses resultan costosos debido a la alta permeabilidad.
Depsitos elicos -Loess
En estado seco son estables, pero son colapsables con la saturacin. Es problemtico para la cimentacin de presas
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TIPO DE DEPSITO PROPIEDADES GEOTCNICAS
Depsitos Lacustres
Suelos blandos, malos para cimentacin, muy compresibles. Presencia de material orgnico, formado por la descomposicin de plantas existentes en las orillas del lago, depositados con los sedimentoLechos granulares muy permeables, pueden contener estratos de arcillas de alta
EFECTOS EN EL DISEO Y CONSTRUCCIN EFECTOS EN EL DISEO Y CONSTRUCCIN SOBRE LOS DEPSITOS DE SUELOSSOBRE LOS DEPSITOS DE SUELOS
Depsitos Glaciarescontener estratos de arcillas de alta compresibilidad.Favorable para la construccin de carreteras por el drenaje favorable de la subrasante, problemtico para las presas por la permeabilidad del basamento.Requiere investigacin acorde al tipo de obra
Depsitos coluviales
Suelos granulares angulosos en estado suelto, por su ubicacin en las laderas de la roca madre es susceptible de presentar movimientos
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TIPO DE DEPSITO PROPIEDADES GEOTCNICAS
Depsitos Marinos
Los depsitos de grava y arena en estado compacto, son buena para cimentacin. Las arenas marinas pueden presentar licuacin . Los suelos arcillosos de origen marino son dbiles y compresibles. Presentan sales solubles
Suelos de bajo peso especfico, malo para
EFECTOS EN EL DISEO Y CONSTRUCCIN EFECTOS EN EL DISEO Y CONSTRUCCIN SOBRE LOS DEPSITOS DE SUELOSSOBRE LOS DEPSITOS DE SUELOS
Suelos Orgnicos
Suelos de bajo peso especfico, malo para cimentacin. Adecuado solo para construcciones livianas. Es necesario el empleo de tcnicas de mejoramiento o reemplazo. Una alternativa para cimentacin de obras mayores es el pilotaje
Tufos VolcnicosCenizas volcnicas Materiales de bajo peso especfico y alta porosidad, pueden absorber agua con facilidad y descomponerse.
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TIPO DE DEPSITO UBICACINFluvioaluvial Centro de Lima, HuancayoAluvial Chosica, Yungay, HuarzColuvial Estribaciones de los alrededores de
Lima: San Juan de Lurigancho,Comas, Canto Grande, Jicamarca,etc.
DEPSITOS DE SUELOS DEPSITOS DE SUELOS EN LIMA Y EL PEREN LIMA Y EL PER
etc.La Oroya
Morrnicos o glaciares Ticlio, zonas andinasLacustre Puno, Junn, en la selva : laguna de
ParinacochasMarino Villa, Chorrillos, La Punta,
Ventanilla, Chimbote .Elicos Tablada de Lurin, Conchn, Villa El
Salvador, Taludes de Pasamayo.Paracas, Ica.