Mecánica de Suelos I Diapositivas

5/25/2018 Mec nica de Suelos I Diapositivas

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Definicines

QU ES GEOTCNIA?


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GEOTCNIA

Es una ciencia aplicada

que se ocupa de los

problemas tcnicos de la

construccin, en relacin

con la naturaleza del

suelo y del subsuelo.


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GEOLOGA

La geologa (del griegogeo, tierra, y logos, estudio) es la ciencia que estudia laforma interior del globo terrestre, la materia que lo compone, su mecanismo de

formacin, los cambios o alteraciones que estas han experimentado desde su

origen, y la colocacin que tienen en su actual estado.
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MECNICA DE SUELOS WIKIPEDIA)

En ingeniera, la mecnica de sueloses la aplicacin de las leyes de la

fsica y las ciencias naturales a los

problemas que involucran las cargasimpuestas a la capa superficial de la

corteza terrestre. Esta ciencia fue

fundada por Karl von Terzaghi, a

partir de 1925.
http://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciencias_naturaleshttp://es.wikipedia.org/wiki/Karl_von_Terzaghihttp://es.wikipedia.org/wiki/1925http://es.wikipedia.org/wiki/1925http://es.wikipedia.org/wiki/Karl_von_Terzaghihttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciencias_naturaleshttp://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa


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TERZAGHI

Terzaghi dice:

La mecnica de suelos es laaplicacin de las leyes de lamecnica y la hidrulica a losproblemas de ingeniera que tratancon sedimentos y otras

acumulaciones no consolidadas departculas slidas, producidas porla desintegracin mecnica o ladescomposicin qumica de lasrocas, independientemente de quetengan o no materia orgnica.


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LA MECNICA DE SUELOS INCLUYE:

Teoras sobre elcomportamiento de lossuelos sujetos a cargas,basadas en simplificacionesnecesarias dado el estado

actual de la teora.

Investigacin de laspropiedades fsicas de lossuelos.

Aplicacin del conocimientoterico y emprico de losproblemas prcticos.


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Todas las estructuras de Ingeniera Civil

DEBEN FUNDARSE SOBRE LA TIERRA


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EDIFICIOS


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PUENTES


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CARRETERAS


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TUNELES


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FUNDACIN ADECUADA

Prcticamente todas lasestructuras de ingenieracivil, edificios, puentes,carreteras, tneles,muros, torres, canales opresas, deben cimentarsesobre la superficie de latierra o dentro de ella.

Para que una estructura

se comportesatisfactoriamente debeposeer una fundacinadecuada.


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FUNDACIONES SUPERFICIALES (ZAPTAS)

Cuando el terreno firmeest prximo a lasuperficie, una formaviable de transmitir al

terreno las cargasconcentradas de losmuros o pilares de unedificio es mediante

zapatas. Un sistema de zapatas se

denomina fundacinsuperficial.


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FUNDACIONES PROFUNDAS (PILOTES)

Cuando el terreno firme

no est prximo a la

superficie, un sistema

habitual para transmitirel peso de una

estructura al terreno es

mediante elementos

verticales como pilotes.


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TIPOS DE FUNDACIONES


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EL SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIN

El suelo es el material deconstruccin ms abundante delmundo y en muchas zonasconstituye, de hecho, el nicomaterial disponible localmente.

Cuando el ingeniero emplea el

suelo como material deconstruccin debe seleccionar eltipo adecuado de suelo, as comoel mtodo de colocacin y, luego,controlar su colocacin en obra.

Ejemplos de suelo como material

de construccin son las presas entierra, rellenos paraurbanizaciones o vas.


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1000 A.C. - 2007

HISTORIA DE LA MECNICA DE SUELOS


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En la dinasta Chou, 1000 A. C, se danrecomendaciones para construir loscaminos y puentes.

El siglo XVII trae las primeroscontribuciones literarias sobre ingenierade suelos y el siglo XVIII marca elcomienzo de la Ingeniera Civil, cuando la

ciencia se toma como fundamento deldiseo estructural.

Vauban, 1687, ingeniero militar francs dareglas y frmulas empricas paraconstruccin de muros de contencin.

Bullet, 1691, (francs), presenta laprimera teora sobre empuje de tierras y aella contribuyen los franceses

Couplet (1726), Coulomb (1773), Rondelet(1802), Navier (1839), Poncelet (1840) yCollin (1846).

Ms adelante el escocs Rankine (1857) yel suizo Culman (1866).

Charles Augustin de Coulomb


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En 1773, Coulomb (francs), relaciona laresistencia al corte con la cohesin yfriccin del suelo. En 1857,

Rankine (escocs), presenta su teora delempuje de tierras. En 1856, se presentala "Ley de Darcy" (Francia) y la Ley deStokes (Inglaterra), relacionadas con lapermeabilidad del suelo y la velocidad decada de partculas slidas en fluidos.

Culman (1866) aplica grficamente lateora de Coulomb a muros de contencin.En 1871, Mohr (Berln) desarrolla elclculo de esfuerzos (una representacingrfica) en un punto del suelo dado.

1873, Bauman (Chicago) afirma que el

rea de la zapata depende de la carga dela columna y recomienda valores de cargaen arcillas.

En 1885 Boussinesg (Francia) presenta suteora de distribucin de esfuerzos ydeformaciones por cargas estructuralessobre el terreno.

Wiliam Rankine


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En 1890, Hazen (USA) mide propiedades dearenas y cascajo para filtros.

En 1906, Strahan (USA) estudia lagranulometra para mezclas en va.

En 1906, Mler, experimenta modelos demuros de contencin en Alemania.

En 1908, Warston (USA), investiga las cargasen tuberas enterradas.

En 1911, Atterberg (Suecia), establece loslmites de Atterberg para suelos finos.

En 1913, Fellenius (Suecia), desarrollamtodos de muestreo y ensayos paraconocer la resistencia al corte de los suelos yotras propiedades. Adems, desarrolla elmtodo sueco del crculo para calcular lafalla en suelos cohesivos.

En 1925, Terzagui, presenta en Viena eltratado ERDBAUMECHANIK que hace de laMecnica de Suelos una rama autnoma dela Ingeniera. El cientfico de Praga, KarlTerzagui, es el padre de la Mecnica deSuelos.

Kurt Magnus Atteberg


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CONCEPTOS BSICOS


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LA TIERRA

Es el tercer planeta del

sistema solar, considerando su

distancia al sol, y el quinto de

ellos segn su tamao.

Es el nico planeta del

universo que se conoce en el

que exista y se origine la vida


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CARACTERSTICAS

Dimetro ecuatorial 12.756,28 km

Dimetro Polar 12.713,50 km

Dimetro Medio 12.742,00 km

Superficie 510.065.284,7 km2

Masa 5,974 1024 kg

Densidad media 5,515 g/cm3

Gravedad superficial 9,78 m/s2

Periodo de rotacin 23,9345 horas

Inclinacin 23,45


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ESTRUCTURA DE LA TIERRA

La corteza del planeta

Tierra est formada por

placas que flotan sobre el

manto, una capa de

materiales calientes y

pastosos que, a veces,

salen por una grieta

formando volcanes.

Corteza Manto

Ncleo

Interno

Ncleo

Externo


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La densidad y la presin aumentan

hacia el centro de la Tierra.

En el ncleo estn los materiales ms

pesados, los metales.

El calor los mantiene en estado

lquido, con fuertes movimientos.

El ncleo interno es slido.


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Las fuerzas internas de la

Tierra se notan en el

exterior.

Los movimientos rpidos

originan terremotos.

Los lentos forman

plegamientos, como los que

crearon las montaas.


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PLACAS TECTNICAS

Una placa tectnica es unfragmento de litsfera que se

desplaza como un bloque

rgido.

La tectnica de placas es la

teora que explica de manera

elegante y coherente la

estructura, historia y dinmica

de la superficie de la Tierra.


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TECTNICA DE PLACAS

La litsfera (la porcin superior

ms fra y rgida de la Tierra) est

fragmentada en una serie de

placas o baldosas (12 grandes

placas), que se desplazan sobre

el manto terrestre fluido.

En los bordes de las placas se

concentra actividad ssmica,

volcnica y tcnonica.


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TECTNICA DE PLACAS


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CONTACTO ENTRE PLACAS

Segn el movimiento relativo entre ellas, puede

ser convergente, divergente o transcurrente.


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Causan problemas a los suelos

LOS TERREMOTOS


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ENERGA LIBERADA DURANTE UN TERREMOTO Frank Press and Raymond Siever, UNDERSTANDING EARTH, Third Edition 2000


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LICUACIN DEL TERRENO Niigata (Japn), 1964


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LICUACIN DURANTE TERREMOTO Niigata (Japn), 1964


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LICUACIN DEL TERRENO Niigata (Japn), 1964


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LICUACIN DE SUELOS


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TERREMOTO DE VALDIVIA Valdivia, 1960


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TERREMOTO DE VALDIVIA Puerto Montt, 1960


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FALLA EN LA CAPACIDAD DE SOPORTE Luzon, 1990


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FALLA EN LA CAPACIDAD DE SOPORTE Izmit (Turqua), 1999


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TERREMOTO DE CHI-CHI Taiwan, 1990


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DESLIZAMIENTOS

Otro problema comn escuando la superficie delterreno no es horizontal yexiste una componente delpeso que tiende aprovocar el deslizamientodel suelo.

Si a lo largo de unasuperficie potencial dedeslizamiento, losesfuerzos tangencialesdebidos al peso ocualquier otra causa(como agua de filtracin,

peso de una estructura ode un terremoto) superanla resistencia al corte delsuelo, se produce eldeslizamiento de unaparte del terreno.


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CERRO LA PLVORA2005.06.28


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DERRUMBE TALUD RUTA 160

Colcura, Agosto 2006


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DERRUMBE DE UN TUNEL, Singapur, 2004


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GUATEMALA 2007.02.23


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SOCAVACIN


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TEMPORALES 2005.08


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RETEN DE CARABINEROS2007.07.30


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CAIDA PUENTE LONCOMILLA San Javier, diciembre 2004


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FORMACIN DE LOS SUELOS


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DEFINICIN DE SUELO

Suelo, en ingeniera, corresponde a los

sedimentos no consolidados de partculas

slidas, fruto de la alteracin de las rocas, o

suelos transportados por agentes como el

agua, hielo o viento con contribucin de la

gravedad como fuerza direccional selectiva,

y que pueden tener materia orgnica.


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DEFINICIN DE SUELO

El suelo es un cuerpo natural

heterogneo.

La mecnica de suelos es la

aplicacin de la mecnica a los

problemas geotecnicos.


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LA ESTRUCTURA DEL SUELO PUEDE SER:

NATURAL (LA DEL SUELO IN SITU),COMO UN TALUD, CANAL EN TIERRA.

Artificial suelo como material deconstruccin), como un terraplno un relleno.


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HORIZONTES DEL PERFIL GEOTCNICO

Mecnicarocas

I

Roca sana

II

Parcialmentedescompuesto

Mecnica degranos gruesos

III

Altamentedescompuesto

IVCompletamentedescompuesto

Mecnica desuelos

V

Suelo sinhumus

VI

Suelo conhumus

Humus: Residuo de la descomposicin de

tejidos orgnicos, que da el color al suelo.

PROCESOS EN LA FORMACIN DEL


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PROCESOS EN LA FORMACIN DELSUELO

RocaMadre

DerrubiosMinerales

Suelo

Meteorizacin

Qumica

Agua

Seres vivos

Meteorizacin

Qumica

Agua

Seres vivos


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FORMACIN DEL SUELO


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FACTORES DE FORMACIN Y EVOLUCIN DELSUELO

Permeabilidad y constituyentes mineralesde la roca madre.Material Parental

El clmax puede ser de decenas a miles deaos. Por ejemplo siglos.Tiempo

Pendientes, drenaje; orientacin de laladera y barreras topogrficas.Topografa

Micro y macro fauna como fuente de

humus.

Formadores

biolgicos

Temperatura, balance hdrico, intensidad deaccin y velocidad de procesos.Clima


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DEPSITOS DE SUELO

El nombre de los depsitos depende

del agente, el lugar y su estructura.

Se deben reconocer y advertir las

propiedades ingenieriles de un

depsito, como su densidad,

resistencia, permeabilidad, naturaleza,

etc., recurriendo al anlisis de su

gnesis y a los materiales y procesos

que lo explican.

Por elagente:

Coluvial (gravedad),elico (viento), aluvial(agua), glaciar (hielo).

Por ellugar:

Palustre (pantanos),marino (mar), lacustre(lagos), terrgenos(continentes).

Por laestructura:

clstico (fragmentos),no clstico (masivo).


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TAMAO DE LAS PARTCULAS DE SUELO

Arcilla

Limo

Arena

Grava


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INTRODUCCIN

Los suelos por lo general

contienen partculas

slidas, agua y aire.

Estas son conocidas como

las tres fases del suelo.

Fase slida

Fase lquida

Fase gaseosa


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DEPSITO DE SUELO


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FASE SLIDA

Est formada por las

partculas minerales del

suelo


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FASE LQUIDA

Agua (libre,

especficamente)

En el suelo pueden

existir otros lquidos de

menor significacin.


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FASE GASEOSA

Comprende sobre todo

el aire.

Pueden estar presentes

otros gases (vapores

sulfurosos, anhdrido

carbnico, etc).


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FASES DEL SUELO

ELEMENTO DE SUELO EN ESTADONATURAL TRES FASES DEL ELEMENTO DE SUELO

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