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CAPTULO 1GENERALIDADES

Profesor:Ing. Francisco Grau Sacoto, M.Sc.

1.1 Qu es la Mecnica de Suelos?1.1 Qu es la Mecnica de Suelos?

Es la ciencia que estudia el comportamiento de lossuelos en funcin de otros factores como carga ytiempo y suministra al constructor los medios paraevaluar su comportamiento para asegurar laestabilidad de la estructura.

Los edificios, presas, puentes, etc. son construidosen contacto con los suelos o rocas. Los elementosque transmiten las cargas al suelo distribuyndolasde forma que no superen su presin admisible selos conoce como cimentaciones.

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Cimentacin Superficial:Se apoyan en las capassuperficiales o pocoprofundas del suelo, portener ste suficientecapacidad portante o portratarse de construccionesde importancia secundaria yrelativamente livianas.

Cimentacin Profunda:Cuando el suelo resistentese encuentra a granprofundidad.

Erdbaumechanik (Mecnica deSuelos) se publico en 1925 enViena.

Un hito principal en laMecnica de Suelos fue lapublicacin en 1943 del libroTheoretical Soil Mechanics deTerzaghi, el que hasta ahorapermanece como unaimportante referencia. Karl Terzaghi

Expansividad

Arcillas que presentan un cambio de volumen al entrar encontacto con el agua.

Son suelos potencialmente inestables.

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Permeabilidad Compactacin

Estabilidad de Taludes Muros de Contencin

1.2 Ciclo 1.2 Ciclo Geolgico: Geolgico: OrigenOrigen, , Formacin Formacin y Constitucin de los Suelosy Constitucin de los Suelos

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Suelo es la parte superficial de la corteza terrestre, conformada por minerales y partculas orgnicas. Est formada por la disgregacin y descomposicin de los ltimos niveles.

SUELOConjunto de partculas orgnicas e inorgnicas con una estructura (slidos, agua y aire) y organizacin definida. Todo material terroso, incluyen areniscas parcialmente cementadas y lutitas suaves. No incluyen rocas sanas.

ROCAEstructura densa con sus partculas firmemente ligadas entre s. Material endurecido de la corteza terrestre que requiere fuerza bruta para su excavacin (Sowers).

Desintegracin Mecnica Agentes Fsicos- Cambios de Temperatura- Accin de la congelacin del agua en grietas de rocas- Efectos de organismos, plantas, etc.

Descomposicin Qumica Agentes modifican mineraloga- El agua

- Mecanismos de ataque:Oxidacin, Hidratacin y Carbonatacin.

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ResidualesProducto de la meteorizacin. No son transportados como sedimentos. Se acumulan en el sitio en que se van formando.

TransportadosSon removidos del lugar de formacin (por agentes geolgicos) y depositados en otra zona.

AGENTES:Glaciares, viento, ros y corrientes de agua superficial, mares, fuerza de gravedad.

Residuales Transportados

Ejemplos: Ros; acarrean materiales de diversas graduaciones

segn vare la velocidad de su curso.

Depsitos lacustres; son de granos muy finos.

Vientos arrastran limos, arcillas y arenas gruesas a Km. de distancia.

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Los depsitos tambin pueden ser homogneos o heterogneos:

Homogneos, si estn conformados por un solo tipo de material.

Heterogneos, si los materiales se encuentran en disposicin rtmica (estratificados).

Depsitos errticos: son aquellos que no presentan una ordenacin simple. Son los mas tpicos en la zona baja de la cuenca del Guayas.

1.3 Geologa del rea de Guayaquil1.3 Geologa del rea de Guayaquil

Esta localizada sobre la margen derecha del rio Guayas y del rio Daule.

La mayor parte de la ciudad ocupa los depsitos recientes acumulados por los procesos de erosin de la Cuenca Hidrogrfica del Guayas

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Al final del Terciario se fue rellenando la zona deGuayaquil, apareciendo bancos y bajos de arcilla,dispuestos segn las condiciones hidrulicas y ciclosgeolgicos, siguiendo una estratigrafa irregular.

Esta faja arcillosa se fue secando por los agentesatmosfricos, y oxidando sus materiales, dando lugar auna arcilla de color amarillento, tpica de Guayaquil.

Sin embargo, existen potentes estratos arenosos en laCiudadela Universitaria.

En casi el 80% de la ciudad se encuentra primero unacapa de relleno de espesor variable, entre 0.40 y 1.50 m.

Luego una capa de arcilla color gris oscura que puedecontener material vegetal, sujeta a cambios de volumenpor la variacin de humedad.

Despus una arcilla amarilla que llega hasta 5 o 6metros, de buena resistencia a la compresin.

Seguida de una arcilla gris con pequeos estratos delimo y arena fina, hasta los 10 metros de profundidad.

En los sitios de esteros, manglares o salitrales (o enantiguos esteros rellenados) se encuentran arcillasextremadamente blandas, con alto contenido demateria orgnica.

La necesidad de ganar terreno y de elevar la cota paraevitar inundaciones hizo que se rellenaran los esteros enlas intersecciones de las calles Loja y Rocafuerte,Escobedo y Juan Montalvo (presenta asentamientos deun metro), Carchi y C. Balln.

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1.4 Minerales constitutivos de los 1.4 Minerales constitutivos de los SuelosSuelos

Mineral: Sustancia inorgnica con una estructura interna caracterstica determinada por un cierto arreglo especifico de tomos e iones.

La estructura atmico-molecular del mineral es el factor ms importante para condicionar sus propiedades fsicas.

SilicatosFeldespato (K, Na, C)MicasOlivinoSerpentina

xidosCuarzo (SiO2)LimonitaMagnetitaCorindn

CarbonatosCalcitaDolomita

SulfatosYesoAnhidrita

En los suelos granulares, el comportamiento mecnico e hidrulico est principalmente condicionado por su compacidad y por la orientacin de sus partculas.

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En las arcillas, el comportamiento mecnico se ve decisivamente influido por su estructura y constitucin mineralgica.

Las arcillas estn constituidas bsicamente por silicatos de aluminio hidratados, presentando adems silicatos de magnesio, hierro y otros metales.

Segn su estructura reticular, los minerales de arcilla se encasillan en 3 grandes grupos: las caolinitas, las ilitas y las montmorillonitas.

Estn formadas por una lamina silcica y otra alumnica que se superponen indefinidamente.

Unin es muy firme (fuerzas de Van der Waals y enlaces de hidrgeno) que no permite la adsorcin de molculas de agua.

Al2O32SiO22H2O

Estn formadas por una lamina alumnica entre dos silcicas que se superponen indefinidamente, pero con tendencia a formar grumos.

Esos grumos reducen el rea expuesta al agua; y por ello su expansividad no es considerable.

(OH)4K1.5 (Si6.5Al1.5) (Al4Fe4Mg4Mg6) O20

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Estn formadas por una lamina alumnica entre dos silcicas que se superponen indefinidamente.

La unin entre las retculas del mineral es dbil permitiendo que las molculas de agua entren con facilidad, produciendo un incremento de volumen que se traduce en una expansin.

(OH)4Si8Al4O20nH2O Un ejemplo de montmorillonitaes la bentonita,

originada por la descomposicin qumica de cenizas volcnicas.

Caolinita Ilita Montmorillonita

1:1 2:1 2:1

DEFINICIONESDEFINICIONES

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Geotecnia: Rama de la Ingeniera Civil que relaciona el entorno geolgico con las obras civiles; en muchos casos requiere del apoyo de disciplinas relacionadas, como el caso de la Ingeniera Geolgica.Mecnica: Ciencia o parte de la Fsica que trata con masas y su respuesta ante fuerzas.Mecnica de Suelos y Rocas: Estudio de las respuestas de los materiales suelo y roca ante los sistemas de fuerza impuestos por la accin natural o del hombre.Suelo: Masa particulada de la corteza terrestre que posee una estructura de slidos + (gases y agua).Roca: Estructura densa con sus partculas firmemente ligadas entre s; material endurecido de la corteza terrestre que requiere fuerza bruta para su excavacin (Sowers)

GeologaExploracin del subsuelo

CriterioMecnica de Suelos + del Solucin

IngenieroExperienciaEconoma

Lectura: Lambe & Whitman, temas 1.1 a 1.5