Conceptos fundamentales Conceptos fundamentales en en MecanicaMecanica de rocas y de rocas y

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL UNIVERSIDAD NACIONAL DEL UNIVERSIDAD NACIONAL DEL UNIVERSIDAD NACIONAL DEL

ALTIPLANOALTIPLANOALTIPLANOALTIPLANO

FACULTAD DE ING. DE MINASFACULTAD DE ING. DE MINASFACULTAD DE ING. DE MINASFACULTAD DE ING. DE MINAS

en en MecanicaMecanica de rocas y de rocas y MecanicaMecanica de suelosde suelos

OSCAR E. LLANQUE OSCAR E. LLANQUE MAQUERAMAQUERA

..

NATURALEZA DE LOS NATURALEZA DE LOS DEPOSITOS DE SUELODEPOSITOS DE SUELO

ARENASARENASGRAVASGRAVAS ARCILLASARCILLAS

GRUESOSVOLUMINOSOSSIN COHESIONGRANULARESPERMEABLESRESERVORIOS

FREATICOS

GRUESOSVOLUMEN

SIN COHESIONGRANULARESPERMEABLES RESERVORIOS

FREATICOS

FINOSCOHESIVOS

PLACA PLANAIMPERMEABLES

PLASTICIDAD ALTA (HUMEDA)PLASTICIDAD MALA (SECA)

ORIGEN Y TIPOS DE ORIGEN Y TIPOS DE DEPOSITOS DE SUELOSDEPOSITOS DE SUELOSDEPOSITOS DE SUELOSDEPOSITOS DE SUELOS

SUELOSRESIDUALES

SUELOSTRANSPORTADOS

DEPOSITOS DE SUELOS

INTEMPERIZACION IN SITU Y PERMANECEN DONDE SE FORMAN

CUBRIENDO LA SUPERFICIE ROCOSA

DE LA QUE SE ORIGINARON

HAN SIDO DESPLAZADOS DE SU POSICION ORIGINAL, POR

AGENTES FISICOS COMO: AGUA, HIELO Y VIENTO

SUELOS ALUVIALES AGUA SUELOS FLUVIALES AGUASUELOS GLACIALES GLACIALSUELOS EOLICOS VIENTO

SUELOS RESIDUALESSUELOS RESIDUALES

DEFINICIONES• SON EL PRODUCTO DE LA

METEORIZACION EN EL SITIO DE LAS FORMACIONES ROCOSAS.

• ALGUNAS FORMACIONES DE • ALGUNAS FORMACIONES DE SUELOS ALUVIALES PUEDEN METEORIZARSE Y FORMAR SUELOS RESIDUALES.

• COMUNMENTE SE LES ENCUENTRA ACOMPAÑADOS POR SUELOS COLUVIALES.

SUELOS RESIDUALESSUELOS RESIDUALESCARACTERISTICAS

• NO PUEDE CONSIDERARSE AISLADOS DEL PERFIL DE METEORIZACION, DEL CUAL SON SOLAMENTE UNA PARTE COMPONENTE. • GENERALMENTE SON MUY HETEROGENEOS Y DIFICILES DE MUESTREAR Y ENSAYAR.DIFICILES DE MUESTREAR Y ENSAYAR.• COMUNMENTE SE ENCUENTRAN EN ESTADO HUMEDO NO SATURADO, LO CUAL REPRESENTA UNA DIFICULTAD PARA EVALUAR SU RESISTENCIA LA CORTE.• POSEEN ZONAS DE ALTA PERMEABILIDAD HACIENDOLOS MUY SUSCEPTIBLES A CAMBIOS RAPIDOS DE HUMEDAD Y SATURACION.

ESQUEMA GENERAL SUELO RESIDUAL DE GRANITO

SUELOS RESIDUALESSUELOS RESIDUALESPROCESO DE

METEORIZACION

FERROMAGNESIANOS FELDESPATOS

AMBIENTESTROPICALES

FERROMAGNESIANOS FELDESPATOS

SUELOS RESIDUALESSUELOS RESIDUALES

MATERIAL DE ORIGEN

MINERALES RESULTANTES

ROCA CRISTALINA

CAOLINITA

OXIDO DE HIERRO

OXIDO DE ALUMINIO

ROCA VOLCANICA

MONTMORILLONITA

ALOISITA

ESMECTITA

OXIDO DE HIERRO

OXIDO DE ALUMINIO

SUELOS RESIDUALESSUELOS RESIDUALESPROCESO DE METEORIZACION

ETAPAS

DESINTEGRACION

Se abren las discontinuidades y se desintegra la roca,

DESCOMPOSICION

Se incrementa el contenido de arcilla y del suelo en general y

OXIDACION Y RECEMENTACION

Se aumenta el contenido de óxidos de desintegra la roca,

formándose nuevas discontinuidades por fracturación, y las partículas se parten, aumentando la relación de vacíos, la permeabilidad y disminuye la cohesión.

del suelo en general y se disminuye la fricción. La descomposición puede ser por procesos químicos (hidrólisis) o biológicos (raíces, oxidación, bacteriológica, etc).

contenido de óxidos de hierro y aluminio, los cuales pueden cementar grupos de partículas aumentando la cohesión y el suelo tiende a estabilizarse. Se interrelacionan procesos físicos con químicos.

SUELOS RESIDUALESSUELOS RESIDUALESPROCESO DE METEORIZACION

FACTORES QUE AFECTANEFECTOS CLIMA

EJERCE UNA PROFUNDA INFLUENCIA EN LA METEORIZACION, ESPECIALMENTE LA HUMEDAD RELATIVA Y LA TEMPERATURA.LAS REACCIONES QUIMICAS SE

ESPACIAMIENTO DE DISCONTINUIDADES

LAS PLANTAS Y ORGANISMOS VIVOS (BACTERIAS)LAS REACCIONES QUIMICAS SE

DUPLICAN CADA AUMENTO DE 10°C DE TEMPERATURA.INDICE CLIMATICO: N = 12 EJ

PaEJ = EVAPORACION ENEROPa = LLUVIA ANUALCUANDO N = 5 TRANSICION DE CONDICIONES CALIDAS A HUMEDAS.CUANDO N < 5 SE DEBEN ESPERAR GRANDES ESPESORES DE SUELO RESIDUAL.

(BACTERIAS)

HUMEDAD Y TEMPERATURA

TOPOGRAFIA

SUELO RESIDUALSUELO RESIDUALALTERACION QUIMICA DE LOS ALTERACION QUIMICA DE LOS

MINERALESMINERALES

SUELOS RESIDUALESSUELOS RESIDUALES

SUELOS RESIDUALESSUELOS RESIDUALES

SUELO RESIDUALSUELO RESIDUALFORMACION CHOTAFORMACION CHOTA

SUELOS RESIDUALESSUELOS RESIDUALES

SUELO RESIDUALSUELO RESIDUALFORMACION CHOTAFORMACION CHOTA

SUELOS RESIDUALESSUELOS RESIDUALESSUELOS RESIDUALESSUELOS RESIDUALES

SUELO RESIDUAL

FORMACION CELENDIN

SUELOS TRANSPORTADOS SUELOS TRANSPORTADOS POR AGUAPOR AGUA

AGENTEAGUA

RIOS ALUVIONES

GRAVAS REDONDEADAS

ARENASLIMOS

ARCILLAS

GRAVAS ANGULOSAS GRAVAS-ARCILLOSAS

BOLONERIAARCILLA ARENOSA

MARES

SUELOS DEPOSITADOS POR AGUASUELOS DEPOSITADOS POR AGUA

AGENTEAGUA

RIOS ALUVIONES

DEPOSITOSLACUSTRESDELTAICOS

PLAYASMARINOS

QUEBRADASVALLES

RIOSLAGOS

MARES?

DEPOSITO FLUVIAL MEANDROSDEPOSITO FLUVIAL MEANDROS

SUELOS FLUVIALES

SUELOARCILLOARENOSO

SUELOLIMO

ARCILLOSO

DEPOSITO FLUVIAL RIO

SUELOS TRANSPORTADOS POR SUELOS TRANSPORTADOS POR GLACIARESGLACIARES

AGENTEHIELO

MATERIAL TIPO DEPOSITO

ARENAS, LIMO, ARCILLA, GRAVAS Y BOLONES POR TIPO

TRANSPORTEFLUVIOGLACIALESGLACIOLACUSTRES

TILLITAFORMAS DE TERRENOS:MORRENAS (TERMINAL,

DE FONDO, LATERAL

GLACIARGLACIAR

Masa de hielo constituida por la acumulación ytransformación de la nieve, situada sobre la tierrafirme y que muestra evidencia de moverse ohaberse movido. Se forman en las zonas frías enlatitudes y alturas elevadas.latitudes y alturas elevadas.

Al borde más bajo de dichos campos, se ledenomina nivel de nieves perpetuas. Dichaaltitud varía con respecto a la latitud (disminuyehacia los polos)

LENGUA GLACIAR

GLACIARGLACIAR

DEPOSITOS DE MORRENA

GLACIARGLACIAR

MORRENA TERMINAL

ESTRUCTURA DEL GLACIAR

DE VALLE

GLACIAR DE CIRCO

PRINCIPALES TIPOS DE DEPÓSITOS PRINCIPALES TIPOS DE DEPÓSITOS GLACIARESGLACIARES

SUELOS TRANSPORTADOS POR SUELOS TRANSPORTADOS POR VIENTOVIENTO

AGENTE VIENTO

MATERIAL TIPO DE DEPOSITO

ARENAS MUY REDONDEADAS

LIMOSARCILLAS

DUNASLOESS (LIMO)

V

I

E

N

T

O

SUELO TRANSPORTADO POR VIENTOSUELO TRANSPORTADO POR VIENTO

SUELOS ORGANICOSSUELOS ORGANICOS

AGENTE DE TRANSPORTERIO O VIENTO

MATERIALES TIPOS DE DEPOSITOS

ARCILLAS ORGANICAS

LIMO ORGANICOS

EN LAGOS, ESTUARIOS O ZONAS DE

INUNDACION DE RIOSTURBAS

¡ALTAMENTE COMPRESIBLES!

SUELOS ANTROPICOSSUELOS ANTROPICOS

AGENTEHOMBRE

DEPOSITOSMATERIALES DE RELLENO DEPOSITOS

DE EXCAVACION DE SUELO O ROCA

DESPERDICIOS DE CANTERAS

ESCOMBROSDESECHOS DOMESTICOS

RELLENOSSANITARIOS

VIAS FERREASCARRETERAS

PRESASPANTANOS

COSTAS MARES

RELLENOS EN COSTAS RELLENOS EN COSTAS -- LIMALIMA

RELLENOS EN COSTAS RELLENOS EN COSTAS -- LIMALIMA

PROPIEDADES DE LOS SUELOSPROPIEDADES DE LOS SUELOS• Distribución del tamaño del grano.

• Plasticidad

• La compresibilidad

• Resistencia por corte.• No todos los parámetros pueden ser determinados en

laboratorio.

• Para estimar la exactitud de los parámetros hay que conocer los principios de mecánica de suelos.

• Hay que tener un conocimiento pleno de la Geología de la zona.

• La ingeniería de cimentaciones es una combinación de mecánica de suelos, Geología y un buen juicio derivado de experiencias del pasado, ¡ES UN ARTE!

Curca granulométrica de partículas

PROPIEDADES DE LOS SUELOSPROPIEDADES DE LOS SUELOS

CONCEPTOCONCEPTO PLASTICIDADPLASTICIDAD TIPOS DE SUELOSTIPOS DE SUELOS

SUELOS SUELOS COHESIVOSCOHESIVOS

PROPIEDAD DE UN MATERIAL POR LA

CUAL ES CAPAZ DE SOPORTAR

DEFORMACIONES RÁPIDAS SIN REBOTE

ELASTICO, SIN VARIACIÓN

VOLUMÉTRICA APRECIABLE Y SIN DESMORONARSE Y

AGRIETARSE

NO ES PERMEABLE, ES MÁS

CIRCUNSTANCIAL , DEPENDE DE: COMPOSICIÓN

MINERALOGICA Y CONTENIDO DE

AGUA

ARCILLASLIMOS

ARCILLAS ARENOSAS

LIMOS ARENOSOS

PROPIEDADES PROPIEDADES GEOTECNICASGEOTECNICAS DE LOS DE LOS SUELOSSUELOS

ESTADO DE CONSISTENCIA

ESTADO SOLIDO

DEPENDE DEL CONTENIDO DE

HUMEDAD

ESTADO SIMISOLIDO OSIN PLASTICIDAD

Ws

ESTADOPLASTICO

ESTADOLIQUIDO

Wp WL

EL VOLUMEN DE SUELO NO

VARIA CON EL SECADO ( NO

TIENE NINGUNA CANTIDAD DE

AGUA)

PROPIEDADES YAPARIENCIA DEUNASUSPENSIÓN

CON APARIENCIA

SÓLIDA, PERO SUJETO A UN

SECADO CAMBIA DE VOLUMEN

CON COMPORTA-

MIENTO PLASTICO

ESTADO DE CONSISTENCIAESTADO DE CONSISTENCIA

Estado Estado solidosolido

Estado Estado SemisolidoSemisolidoo sin plasticidad o sin plasticidad

Estado Estado liquidoliquido

LÍMITES DE LÍMITES DE ATTERBERGATTERBERG (SUECO) (SUECO)

Estado Estado pasticopastico

LIMITE RETRACCION Ws O LS

CAMBIO DELESTADO SOLOIDO AL

SEMISOLIDO O ESSTADO NO

PLASTICO

LIMITE PLASTICO Wp Ó LP

CAMBIO ENTREESTADO NO PLASTICO Y

ESTADO PLASTICO

LIMITE LIQUIDOWp ó LL

CAMBIO ENTRE ESTADO PLASTICO

AL ESTADO LIQUIDO

ESTADO DE CONSISTENCIA DE LOS ESTADO DE CONSISTENCIA DE LOS SUELOSSUELOS

LIMITES DE ATTERBERG

PROPIEDADES YAPARIENCIA DEUNASUSPENSIÓN

El Indice de plasticidad Ip= WL-Wp, Índice de fluidez IEl Indice de plasticidad Ip= WL-Wp, representa el intervalo de humedades para pasar del estado semisólido al semilíquido; a partir de diversos estudios prácticos, Casagrande definió que los suelos WL > 50 son de alta plasticidad. Admiten mucha agua, pueden experimentar deformaciones plásticos grandes.

Índice de fluidez IL, se usa para cuantificar la consistencia que normalmente varia de 0 y 1

PERMEABILIDAD EN SUELOS

MUCHAS GRACIASMUCHAS GRACIAS