resistencia del material geológico listo
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Resistencia Del Material GeológicoTRANSCRIPT
Carga superpuesta que aumenta con
el sepultamiento
Aumento en resistencia, modulo elástico y presión del fluido y desarrollo de algunas fracturas
Fracturamiento y disminución en la resistencia del módulo elástico y presión de los fluidos
Carga superpuesta que disminuye con
la exhumación
Nivel del marsedimento
Superficie del terreno
IntemperismoAgrietamiento
Radio de la tierra
L
R
dL
dR
Deformación lateral = dL / L
RdR
LdL
RESISTENCIA DEL MATERIAL GEOLÓGICO
La resistencia de una roca o de sedimentos no bien consolidados está influida por la mineralogía de sus partículas y por el contacto que hay entre ellas.
SEPULTAMIENTO.
Durante el sepultamiento el volumen de un sedimento se reduce a causa de que el agua es expulsada de sus poros.
En algunas ocasiones puede evitarse el desagüe del agua por los estratos superpuestos de baja permeabilidad, como una capa gruesa de lodolita y por la presión del agua en los poros que gradualmente aumenta con el sepultamiento hasta igualar la resistencia de los lechos confinantes.
HIDROFRACTURAMIENTO.
Son fracturas verticales hacia arriba las cuales aprovecha el agua atrapada para escapar.
Fig. Efecto de la carga y descarga sobre las propiedades de los sedimentos.
Trayectoria de un sedimento durante el sepultamiento y la deformación lateral que lo acompaña.
10-1810-1410-1010-6 10-2 100
Trabajo experimental
Vulcanismo + fallamiento
(Mayores) intrusiones Ígneas (menores)
Estratos fuertes plegamientos estratos débiles
Movimientos isostáticos débiles
(30
0 0
00
yrs)
(4 m
ese
s)
(1 se
gundo)
Defo
rmació
n
Hacia la ruptura
Deformación permanente
12
3
Tiempo
Arrastre por difusión
Presión
Arrastre por dislocación de las redes cristalinas (N – N)
Temperatura
A través de las redes cristalinas (N)
Fig. Deformación lateral que acompaña a los sedimentos sepultados exhumados.
ARRASTRE
Es la deformación de la roca a ritmos muy lentos de deformación implica procesos ver fig.
Ritmo de deformación = unidad de deformación por segundo
Fig. Ritmos indicativos de deformación que con el tiempo muestran el desarrollo del 10 % de deformación con respecto a estos según Price 1975.
C
Esfuerzo
Esfuerzo
Deformación Deformación
Limite elásticoD
eformación
LE
Carga
Descarga
A
B
D
Actual Tiempo
Reducción futura en la deformación
a
c
b
Fig. Arrastre bajo una carga, la cual es menor que la requerida para la ruptura en una prueba de laboratorio estándar
1 = arrastre primario = recuperable
2 = arrastre secundario = deformación permanente
3 = arrastre terciario = que resulta en la ruptura
N = comportamiento newtoniano o ritmo de deformación proporcional al esfuerzo aplicado.
N – N = comportamiento no newtoniano.
Las rocas se comportan como un material elástico cuando son causadas rápidamente y se recuperan de la deformación cuando se elimina la carga por lo que la deformación elástica es parte del comportamiento de la roca.
También debe existir la deformación plástica a causa de que la roca cargada lentamente recupera solo parte de su deformación cuando es descargada. Esta recuperación requiere mucho tiempo.
Fig. Aspectos de la deformación de una roca
Comportamiento elástico.Deformación plástica con deformación viscosa arriba del esfuerzo del límite elástico (L E)Deformación asociada con la carga y descarga
Superficie freática
Pro
fun
did
ad
ab
ajo
del n
ivel d
el te
rreno
Dism
inu
ción e
n lo
s esp
acio
s poro
sos
Au
mento
en
los p
oro
s y e
l esp
acio
de la
s fisura
s
Pro
fun
did
ad
ab
ajo
del n
ivel d
el te
rreno
Suelo BC
Sueleo CN
a cb
LEVANTAMIENTO
La sobrecarga de sedimentos se reduce progresivamente a medida que las rocas son levantadas hacia la superficie del terreno y esto les permite expandirse en dirección vertical.
Las series horizontales de juntas y otras de inclinación subhorizontal se abrirán y las superficies de estatificación se fragmentaran.
Sepultamiento y levantamiento somero
Muchos de los sedimentos más jóvenes que están cercanos a la superficie y que por tanto no han sido sepultados a grandes profundidades, no se encuentran lo suficiente consolidados y cementados para considerarlos como una “roca”. Entonces se le llama “suelo”.
La arcilla normalmente nunca ha sido descargadas por lo que no tiene fisuras o juntas. El esfuerzo lateral dentro de esta arcilla a la profundidad es similar a aquel que podría ser calculado.
La arcilla bien consolidada que ha sido descargada por la erosión de la cubierta sedimentaria contiene fracturas llamadas fisuras. Las fisuras influyen en la resistencia de la arcilla y si están presentes deberán incluirse en la descripción de un depósito como arcilla fisurada.
Las cargas geológicas bajo las cuales la arcilla se ha consolidado, han producido una pequeña cantidad de deformación viscoso – elástica y los esfuerzos laterales dentro del sedimento no pueden ser calculados con precisión.
Resistencia al esfuerzo cortante esfuerzo ( v y h )
Fig. Variación de la resistencia de los suelos y el esfuerzo con la profundidad.
CN = consolidada normalmente
BC = bien consolidado
W
Esfuerzo
AW
0
U1
1 2 Tiempo
AW
U U
AW
A
Cambio en la fábrica
H
v y h = esfuerzo insitu en las direcciones vertical y horizontal.
IMPORTANCIA DEL DESAGÜE
Un sedimento poroso si está cargado se deformara cuando sus granos se muevan bajo las influencia de una carga aplicada.
Ejm. Edificio, construido sobre depósito sedimentario este se consolida y el edificio se asienta.
Similarmente una roca agrietada es cargada se deforma a medida que las juntas y otras fracturas se acercan en proporción a la carga que se aplicada.
El cierre de vacios y fracturas tales como poros y juntas está influenciado por la facilidad con la que pueden desplazarse los fluidos que hay en ellos.
El agua subterránea y el aire son los fluidos que comúnmente se encuentran.
ESFUERZO EFECTIVO.
Cuando se aplica la carga hay un incremento rápido en la presión del agua
dentro de los poros ΔP. Esta presión continúa hasta que se drena el fluido del poro y cuando esto ocurre las partículas del suelo tratan de juntarse más a medida que la muestra se consolida.
Este movimiento de los granos es irreversible por que cuando la fuerza externa aplicada se elimina, la muestra retiene sus dimensiones reducidas.
H - ΔH, la deformación total ΔH es una función de la diferencia entre la carga aplicada total W o esfuerzo total y la presión del agua de peso P esto se llama esfuerzo efectivo.
1 = aplicación de la carga W
2 = comienzo del desagüe del fluido del poro
MODULO DE ELASTICIDAD SIN DESAGÜE (EU)
La deformación reversible que acompaña a la aplicación de la carga al suelo o a la roca, que no pueden ser desaguados y que disipan la presión del poro producido por la carga.
Eu−Δ .. .. /ΔHH
KNm2
1 o KNm−2
Coeficiente de compresibilidad (Mv)
M v=ΔHH
/Δ ’
1
KNm−2o
m2
KN
Coeficiente de consolidación (Cv)
Cv=K /M v γwmaño
/ m2
KNKNm3 o
m3
year
Donde: K = coeficiente de permeabilidad
γw=Peso unitario del fluido del poro el cual generalmente es agua
Estos parámetros son empíricos y los valores calculados para ellos varían de acuerdo a las condiciones de la roca o de suelo probado y las cargas aplicadas.
COMPORTAMIENTO DE LA ROCA Y EL SUELO
El comportamiento de la roca y el suelo bajo carga puede observarse probando especímenes columnares que son representativos del cuerpo más grande del suelo o de roca del cual son tomados.
Esta enfundado en una membrana inflexible permeable sellada con los anillos o de manera que el desagüe del fluido interno tal espécimen puede ser controlado y su presión medida.
ESFUERZO Y DEFORMACIÓN
Los experimentos triaxiales condujeron a considerar una amplia variación de las presiones, las cuales demuestran que el comportamiento de la roca y el suelo pueden ser quebradizo o dúctil.
’ = = U
Esfuerzo Esfuerzo Presión del efectivo total fluido de
Esfuerzo
Deformación
Deformación continuada
Ruptura dúctil típica
Ruptura quebradiza típica
Dimensión original
Formas comunes
Esfuerzo
P P
~0.7P
2 3 Eje de deformaciónLL /
3
2
1
y(-)
(+)VV
Deformación axial
Deformación volumétricaExpansión (-) Compresión (+)
VV
El comportamiento de un espécimen está influido por la presión radial utilizada para confinarlo. También se llama presión confinante.
fig. Rango de las relaciones esfuerzo – deformación exhibido por los materiales geológicos.
La deformación inicialmente es lineal y clástica (región 1). Una roca sana típicamente tiene un modulo de Young en el rango de 35 a 70 x 106 KNm-2 y una relación de poisson de 0.2 a 0.3.
Cuando se alcanza el limite elástico (γ ) ha comenzado la deformación inflexible no lineal (región 2) si el espécimen es descargado se observara que ha sufrido una deformación permanente.
El esfuerzo pico o sea el más alto (P) es precisamente el anterior a la ruptura completa después del cual el esfuerzo soportado por el espécimen ya no puede ser sostenido (región 3) lo cual da por resultado una deformación mayor es producida principalmente por un desplazamiento sobre las superficies de ruptura.
Fig. Curva de esfuerzo – de formación de una roca
Deformación
Esfuerzo (1 – 3)
5 10 15 20 25 Deformación axial (6) %
Suelo normalmente consolidado
Suelo muy consolidado
RM
5 10 15 20 25 Deformación %
OC
NC
Expansión (-) Compresión (+)
NOTA: la de formación axial para la ruptura completa y generalmente es menor que 1%
Y= esfuerzo del límite elástico.
P= pico de la resistencia.
Si la presión radial confinante 2 3 que actúa sobre el espécimen se aumenta para evitar la expansión el esfuerzo axial requerido para causar las rupturas 1 debe ser aumentado, es decir el espécimen se hace más fuerte.
Las rocas que son quebradizas al nivel del terreno pueden comportarse como materiales dúciles en la profundidad
Fig. El incremento en la resistencia que acompaña a un incremento en el esfuerzo confinante ( 3 = 2).
La relación entre esfuerzo y deformación debe esperarse en un suelo que está cargado y el cual se ha desaguado durante la prueba.
El límite elástico comienza inmediatamente después de la explicación de la carga y la ruptura puede ser quebradiza o dúctil.
Deformación axial
f
c
θ
Envolvente dela ruptura
Fig. Curvas de esfuerzo de formación de un suelo desaguado con deformaciones representativas
COHESIÓN Y FRICCIÓN
Un sedimento como la arcilla tiene una resistencia coherente llamada cohesión.
La arena seca no tiene tal resistencia. La presencia de la cohesión puede utilizarse para dividir los suelos en 2:
Suelos cohesivos Suelos no cohesivos
Los cohesivos son los sedimentos argilaceos. Los no cohesivos forman los sedimentos arenosos.
Fig. Envoltura de ruptura de coulomb
La fig. Ilustra el comportamiento de un sedimento cohesivo cargado hasta la ruptura en tres pruebas en cada uno de los cuales intervino una presión confinante alta que requería de un incremento correspondiente en el esfuerzo vertical 1 para provocar la ruptura.
RUPTURA
La ruptura del suelo está dominada por el deslizamiento de las partículas sedimentarias que pasan una sobre otra y que la resistencia friccional entre sus puntos de contacto suministra una mayor contribución a su resistencia total.
La ruptura de la roca difiere de la del suelo debido a la cohesión considerable que primero debe ser superada antes que se genere una superficie de ruptura continua.
n = esfuerzo normal a la superficie de ruptura.
= esfuerzo cortante a lo largo de la superficie de ruptura
2θθ
+
c
Par de fuerzas en contra de las manecillas del reloj
Par de fuerzas a favor de las manecillas del reloj
2θ
θ
Fig. (*) Envolvente de la ruptura mohr – coulomb para el suelo
Fig. (*) Hace posible que el esfuerzo cortante () y el normal ( n) sobre una superficie que tenga cualquier inclinación (θ) se encuentre relacionada a los esfuerzos principales que los generaban 1 y 3. Las superficies que se desarrollan bajo este esfuerzo están generalmente inclinadas a un ángulo de
45º -φ /2 con respecto al eje de esfuerzo principal máximo.
La roca se agrieta a la tensión antes de la ruptura completa y cuando el esfuerzo principal es el que causa la ruptura a las grietas microscópicas que son pocas y permanecen abiertas por mucho tiempo.
La envolvente de la ruptura para este comportamiento comúnmente es parabólica.
Fig. (*) Diagrama del circulo de esfuerzo de mohr y su relación a la ruptura
1 y 3 valores máximo y mínimo del esfuerzo principal a la ruptura.
φ = ángulo de resistencia al esfuerzo cortante
Uniaxial tensión
Compresión uniaxialCompresión triaxial
2θ
2θ
INFLUENCIA DE LA FÁBRICA
La fábrica de una roca o de un suelo es el patrón formado por la forma, tamaño y la distribución de sus cristales o de sus partículas sedimentarias.
Fig. Envolvente de la ruptura de Mohr para la roca
Nota: La roca es débil a la tensión. El valor (compresión uniaxial) + (tensión uniaxial) normalmente varia de 8.0 a 12.0.
En suelo de influencia de la fábrica es revelada al comparar la resistencia de una muestra cuidadosamente colectada. Cuya fábrica no ha sido perturbada. Por efecto de muestreo, con su resistencia cuando es remodelado sin ningún cambio en el contenido de la humedad.
Esta comparación se describe como la sensibilidad del suelo las arcillas marinas son muy sensibles debido a la fábrica abierta.
TABLA: 9.2 la resistencia que puede esperarse en rocas similares. T=tensión uniaxial Cu =compresión uniaxial tomando en cuenta la descripción recomendada por el int .soc.rock mechanics.
C=cohesión medida en compresión triaxial.
φ=Angulo de resistencia al esfuerzo cortante medido en compresión triaxial.
ROCK e ILUSTRACIÓN
fig) T CU
RESISTENCIA
(MNm-2) C
(Grados)
φGABRO 5.18 20 150 muy fuerte 30 32º
GRANITO 5.23, 5.25
20 150 muy fuerte 30 30º
DOLERITA 5.20 35 350 extremadamente fuerte 50 35ºBASALTO 5.21 10 120 muy fuerte 25 34ºARENISCA 6.12 5 15 moderadamente fuerte 5 30º
U = ceroIncremento de la presión del poro
Quebradizo dúctil
ARENISCA 6.9a <2 10 débil <5 30º
ARENISCA 6.9b <1 <10 débil <5 30º
ARENISCA 6.10 <1 <1 extremadamente débil <2 <15ºLUTITA 6.13 <1 10 débil 5 12º
CALIZA 6.16ª <5 20 débil <10 35º
CALIZA 6.16b 5 30 moderadamente fuerte 10 35º
INFLUENCIA DEL AGUA:
la resistencia de una red cristalina y la energía requerida para propagar a través de ella una grieta es reducida por el contacto con el agua y por la presencia de agua en los poros fracturas del suelo y de la roca perdiendo los enlaces quedan lugar a la cohesión.
Además la presión del agua dentro de los vacíos del suelo y de la roca, controlan el esfuerzo efectivo sobre sus cristales y partículas y la resistencia friccional que son capaces de generar en sus puntos de contacto.
RESISTENCIA CON DESAGÜE Y SIN DESAGÜE.
Si se supone que las presiones de poro desarrollada durante la carga pueden desaguarse y de esta manera disiparse: se llaman pruebas de desagüe. Y las resistencias obtenidas como resistencia al desagüe. El limo, la arena, grava y otros sedimentos y rocas sedimentarias de permeabilidad similar de ellos normalmente exhiben resistencias al desagüe cuando son cargados in situ.
La resistencia de la roca y del suelo cuya permeabilidad impide el rápido desagüe del agua de sus vacíos se reducirá por cualquier incremento en la presión del agua.
Los experimentos en los cuales el desagüe es impedido reciben el nombre de pruebas sin desagüe, y las resistencias obtenidas son aquellos conocidas como resistencias sin desagüe.
La arcilla, la lutita y muchas rocas de baja permeabilidad como las rocas ígneas y metamórficas sin intemperizar y las rocas sedimentarias cuyos poros están obstruidos por minerales y cemento mineral, son los que exhiben una resistencia sin desagüe. Cuando son cargadas inicialmente in situ.
VpVsV
Ninguna disminución posterior en volumen con el secado
SOLIDO
SEM
I-SO
LIDO
PLASTICOÍndice de plasticidad índice
0 LA LP LL CONTENIDO DE AGUA
LIQUIDO
(a)
Volu
men
Con
ten
ido d
e a
gu
a (%
)
Limos a
renoso
s
Limo
Arcilla
limosa
Arcilla
100
Fig. gráficos que muestran la transición de un ruptura desde quebradiza a dúctil en una roca como una función de la presión del agua del poro (U): 3 que es la misma para todas las pruebas .
LIMITES DE CONSISTENCIA:
El volumen y la resistencia de muchos suelos varía de acuerdo al contenido de agua y límite de esta variación, es decir el contenido de agua al cual se debe que el carácter de un suelo sea esencialmente un sólido (como un ladrillo fabricado de lodo seco ). O un plástico. (Como la arcilla que esta lista para su moldeada por un alfarero). Liquido (como una lechada).
Los límites reflejan la mineralogía del suelo.
Los suelos débiles como la arena suelta que están parcialmente saturadas pueden ganar resistencia de la tensión capilar del menisco del agua alrededor de las áreas de contacto del grano.
Esto incrementa el esfuerzo efectivo sobre los granos y de esta manera la resistencia friccional en sus puntos de contacto.
Espacio poroso llenado con aire de la presión atmosférica
Menisco de la capilaridad
Grano mineral
Grano mineral
Fig.(a) límites de consistencia: LA= límite de acortamiento, LP= limite plástico, LL= limite líquido, V = volumen total del suelo = volumen de poros (Vp) + volumen de granos sólidos (Vs). Contenido de agua = ( masa de agua ) + ( masa de solido ) y puede ser más del 100%. (b) influencia de la mineralogía sobre los límites de consistencia.
Fig. Tensión de la capilaridad en los espacios porosos entre granos minerales. Las flechas grandes indican la atracción entre los granos creados entre los meniscos.
MODULO ELASTICO.
Los valores del módulo de young y la relación de poisson pueden ser obtenidos de la roca y del suelo con comparativa facilidad ,pero el significado de los valores obtenidos tiene que ser considerado con cuidado puesto que pueden variar con el tiempo con respecto a aquellos aplicables bajo condiciones sin desagüe, de aquellos que están bajo condiciones de desagüe.
COMPORTAMIENTO DE LAS SUPERFICIES:
Desplazamiento (S)
W3
W2
W1
F
W
F
S
W1 W2 W3W
F
C’
Los sedimentos mus consolidados y todas las rocas que han experimentado la descarga y el levantamiento contienen microfracturas y otras superficies de ruptura como juntas y fisuras, muchos planos de estratificación han sido separados y algunos tienen particiones visibles tales superficies tienen una resistencia que es menor que la de la roca o que la del suelo en las cuales ocurren y ellas representan la principal fuente de debilidad, son formadas por ruptura ya sea la tensión o al esfuerzo cortante .
Las fracturas formadas por la tensión: como las juntas tienden a ser discontinuas tienen superficies ásperas y están abiertas. No tienen resistencia a la tensión.
las superficies resultantes del esfuerzo cortante: como las fallas y la estratificación en los pliegues son continuas y difieren de las superficies que provienen del esfuerzo tensor en que han sido cizalladas.
SUPERFICIES LISAS:
El comportamiento de esfuerzo cortante en superficies lisas se ve en la fig.
W = quebradizo = (F pico = F residual) ÷ (F residual).C’ cohesiónφ ’ =
ángulo de resistencia ala cizalla.
En el suelo todas las partículas cuya longitud no está orientada paralelamente a la superficie de esfuerzo cortante lo está con respecto a esta dirección debido al movimiento relativo de las superficies y a la
resistencia restante se llama resistencia residuo(φ ).Las envolventes
F = fuerza requerida para desplazar superficie bajo la carga normal (w)
lineales hacen posible que la resistencia al esfuerzo cortante puede ser descrita.
F=C’ +Wtanφ ’
φ’ = Angulo de desagüe de la resistencia al esfuerzo cortante.
SUPERFICIES ÁSPERAS.
Típicamente se encuentran en las juntas. A medidas que el desplazamiento progresa , la superficie superior se desliza sobre las asperezas de la inferior y la dilatación están asociada con la ruptura.
El pico de la resistencia resulta de la resistencia combinada suministrada por las asperezas y la fricción. La envolvente de la ruptura en cargas normales bajas es lineal y la aspereza suministra una cohesión aparente.
Cuando la carga normal sobre un superficie áspera se incrementa W1 a W3, se requiere una fuerza para el esfuerzo cortante máximo que supera la fricción y mueva la superficie superior sobre la inferior.
INDICADORES DE RUPTURA:
Los indicadores de la rupturason:
Los desplazamientos Las fracturas
Arcillaff Arcilla
Nivel del terreno hace 4000 años
Nivel actual del terreno
Arcilla de 5 millones de antigüedad (5x106años)
arcilla.2×106 años
Horizonte de suelo hace 4000 años
La presión del agua en los poros y fracturas, es decir la carga de la presión.
ANALISIS DE LA RUPTURA:
Una vez que se conoce la forma y posición en el terreno de las superficies sobre las cuales ha ocurrido la ruptura, es posible calcular el esfuerzo total que ha actuado sobre ellasantes de la ruptura.
Si se conoce la presión del agua subterránea en la ruptura también puede calcularse la resistencia in situ en función del esfuerzo efectivo.
La ruptura in situ del terreno puede ser utilizado para obtener valores para la resistencia de grandes cuerpos de rocas y de suelo.
FRECUENCIA DE RUPTURA:
Es útil saber con qué frecuencia ocurren las rupturas, en particulares donde son precedidas por otras más pequeñas de extensión limitada o que suceden repentinamente como rupturas catastróficas de magnitud considerable.
Un registro de la ruptura comúnmente se conserva por la estratigrafía de las áreas adyacentes.
En la siguiente fig. La pendiente que fallo estaba formada de arcilla con una antigüedad de 5 millones de años. El valle al pie de la pendiente contiene aluvión que hace 2 millones de años de antigüedad. En cuya cima se ha desarrollado un horizonte de suelo con una edad de 4 mil años.
CAPITULO X.
ESTABILIDAD DE LAS PENDIENTES
Fig. Registro estratigráfico de una ruptura antigua
F= ruptura o deslizamiento, superficie que se encuentra arriba del horizonte del suelo.
Todas las pendientes tienen una tendencia a moverse, unos más rápido que otras. El origen y magnitud de tales movimientos puede variar desde perturbaciones cercanas a la superficie de zonas intemperizadas hasta desplazamientos de asiento profundo de grandes masas de roca.
Los movimientos que ocurren pueden oscilar entre los desplazamientos pequeños y lentos asociados con el arrastre, hasta los desplazamientos rápidos y grandes de deslizamientos catastróficos.
Se tomara muy en cuenta la estabilidad de las pendientes en el diseño de excavaciones artificiales como la exploración a cielo abierto construcción de carreteras, apertura de cantera.
Las pendientes naturales se hacen inestables como una fase normal en la erosión de ellos y la estabilidad de estas pendientes forman los acantilados costeros,las laderas de los valles.
RUPTURA DE LA PENDIENTE.
El movimiento y ruptura de la pendiente puede ocurrir de cuatro maneras que operan separadamente o en conjunto.
1. Por separación de la roca como desprendimiento y volcaduras.2. Por ruptura al esfuerzo cortante sobre superficies geológicas
existentes a gran escala.3. Por ruptura al esfuerzo cortante de material de roca y suelo, utilizando
a menudo horizontes débiles.4. Por ajustes graduales a escala microscópica como en el arrastre.
RUPTURA PROGRESIVA
La ruptura es un evento gradual que se inicia localmente en puntos cercanos a la base de la pendiente.
FACTORES GEOLOGICOS PRINCIPALES
En la estabilidad de (taludes) pendiente los factores que influyen son:
Las rocas y los suelos que constituyen una pendiente. Estructura geológica La influencia del agua subterránea sobre su resistencia y sobre las
fuerzas que operan en ella.
TIPOS DE ROCA Y SUELOS:
Ruptura rotacional
Estratificación
90º
45º
0º
>N
>N
0º 30º 60º 90º
Resistencia del espécimen con su eje perpendicular en estratificación
N
La resistencia de la roca del suelo depende de su mineralogía y de su fábrica.
Los minerales arcillosos tienden a debilitarse.
arcilla sensitiva.
Es una arcilla viva es la más sensitiva a la formación y capas de colapsar rápidamente reduciendo la resistencia.
El remoldeamiento de una arcilla viva puede convertir de sedimentos en un fluido viscoso, las pendientes que están constituidas por este material están obligadas a fluir.
Las fábricas de las minerales que son anisotropícas como las de las pizarras, esquistos y arcillas laminadas serán más débiles en la dirección paralela a la fábrica y unas descuidada selección de las muestras para las pruebas de laboratorio. O bien una mala orientación de los especímenes probados pueden conducir a una valoración incorrecta sobre las resistencias de las rocas o de los suelos, Situados sobre una pendiente.
Fig. La influencia dela anisotropía sobre la resistencia de una pendiente
ESTRUCTURA GEOLOGICA:
Las superficies como los planos de estratificación, las de la esquistosidad, las del crucero, las de las fallas, juntas y fisuras en arcillas muy consolidadas pueden tener una influencia profunda sobre la estabilidad de las pendientes. Si su inclinación facilita el movimiento ladera debajo de la pendiente
AGUA SUBTERRÁNEA
Carretera
160 m160 m 170 m
Terraplén
Desagües horizontales
Superficie de deslizamiento
V
Grieta de tención
V Z
θ
Zw
El propio peso de una pendiente seca genera esfuerzos que se pueden modificar por la presencia y movimiento del agua subterránea la cual a su vez puede efectuar la estabilidad de la pendiente debido a:
por el cambio de esfuerzo efectivo y esfuerzo cortante por la generación de fuerzas de infiltración del flujo del agua. al operar como un agente del intemperismo y de la erosión para
promover la disolución en rocas solubles, en la expansión de las arcillas y de la erosión de partículas finas de los depósitos cementados o débilmente.
El único carácter natural de la pendiente que puede ser cambiado económicamente y a una escala suficientemente grande para mejorar la estabilidad de la pendiente es el agua subterránea a causa de que puede desaguarse por gravedad.
PROPIEDADES GEOTÉCNICAS DEL SUELO Y DEL SUELO REFORZADO
El diseño de cimentaciones de estructuras tales como:
Edificios, puentes y presas requiere el reconocimiento de factores como:
a. La carga que será transmitida por la súper estructura a la cimentación.b. Los requisitos del reglamento local de construcción.
Fig. Fuerzas producidas por el agua confinada en una grieta de tensión y a lo largo de una superficie de deslizamiento planar.
γ W =peso unitario
V = ½ γ W X ZW2
U = ½ γ W x ZW (H-Z) x cosec θ
Fig. Tres abanicos de desagües horizontales para desaguar el agua subterránea de la pendiente hacia los pozos colectores.
c. El comportamiento esfuerzo – deformación de los suelos que soportan el sistema.
d. Las condiciones geológicas del suelo
Las propiedades geotécnicas del suelo, como la distribución del tamaño del grano:
La plasticidad La compresibilidad La resistencia por cortante pueden ser determinadas en pruebas de
laboratorio
Los suelos que sobre ellos se hace las cimentaciones no son homogéneos.
Para determinar que cimentación es la más económica, el Ing. Debe considerar:
La larga de la superestructura Las condiciones del subsuelo Asentamiento tolerable deseado.
La cimentación de edificios, puentes puede dividirse en:
1. Superficial 2. Profundas
DISTRIBUCION GRANULOMETRICA:
Los tamaño de grano varia entonces para clasificar un suelo se debe de conocer distribución granulometría.
suelo grano grueso entonces el análisis granulométrico es por mallas suelo grano fino entonces el análisis granulométricos es por
hidrómetro.
Sistema de clasificación
Tamaño del Grano mm
Grava 75mm a 4.75mm
Unificado Arena 4.75mm a 0.075mm
Limo y arcilla (fina) a < 0.075mm
Grava 75mm a 2mmAASHTO Arena 2mm a 0.05mm
Limo 0.05mm a 0.002mmArcilla <0.002mm