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CLASE 1: INTRODUCCION A LA
MECANICA DE SUELOS
I UNIDAD
EXPLORACION Y MUESTREO
DE UN SUELO
UNIVERSIDAD CATOLICA LOS ANGELES DE CHIMBOTE
DOCENTE : ING. GIOVANA MARLENE ZARATE ALEGRE
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UN POCO DE HISTORIA
Mecnicos de Suelos Famosos
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HISTORIA DE LA MECANICA DE SUELOS
Bullet, 1691, (francs), presentala primera teora sobre empuje
de tierras y a ella contribuyen
los franceses: Coulomb (1773),
Rondelet (1802), Navier (1839),Poncelet (1840) y Collin (1846).
En 1773, Coulomb, relaciona la
resistencia al corte con la
cohesin y friccin del suelo.
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Rankine (escocs), presenta suteora del empuje de tierras.
En 1856, se presenta la "Ley de
Darcy" (Francia) y la Ley de
Stokes(Inglaterra), relacionadas
con la permeabilidad del suelo y
la velocidad de cada departculas slidas en fluidos.
HISTORIA DE LA MECANICA DE SUELOS
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HISTORIA DE LA MECANICA DE SUELOS
En 1911, Atterberg (Suecia), establece
los lmites de Atterberg para suelos
finos.
En 1925, Terzagui, presenta en Viena
el tratado ERDBAUMECHANIK quehace de la Mecnica de Suelos una
rama autnoma de la Ingeniera.
El cientfico de Praga, Karl Terzagui, esel padre de la Mecnica de Suelos.
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QUE ES LA MECANICA DE SUELOS ?
DEFINICIONES
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QUE ES LA MECANICA DE SUELOS ?
En ingeniera, la mecnica de
suelos es la aplicacin de lasleyes de la fsica y las ciencias
naturales a los problemas que
involucran las cargas impuestas
a la capa superficial de la corteza
terrestre.
Esta ciencia fue fundada por
Karlvon Terzaghi, a en 1925.
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TERZAGHI, DIJO:
La mecnica de suelos es la
aplicacin de las leyes de la
mecnica y la hidrulica a los
problemas de ingeniera que tratan
con sedimentos y otrasacumulaciones no consolidadas de
partculas slidas, producidas por
la desintegracin mecnica o la
descomposicin qumica de lasrocas, independientemente de que
tengan o no materia orgnica.
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LA MECANICA DE SUELOS INCLUYE:
Teoras sobre el comportamiento
de los suelos sujetos a cargas,
basadas en simplificaciones
necesarias dado el estado actual
de la teora.
Investigacin de las propiedades
fsicas de los suelos.
Aplicacin del conocimientoterico y emprico de los
problemas prcticos.
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Edificios
Todas las estructuras deben fundarse sobre el suelo
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Puentes
Todas las estructuras deben fundarse sobre el suelo
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Carreteras
Todas las estructuras deben fundarse sobre el suelo
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Tuneles
Todas las estructuras deben fundarse sobre el suelo
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TODAS LAS ESTRUCTURAS DE INGENIERIA CIVIL
deben fundarse sobre la tierra
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Las estructuras, edificios,puentes, carreteras, tneles,
muros, torres, presas, deben
fundarse sobre la superficie
de la tierra o dentro de ella.
Para que una estructura se
comporte satisfactoriamente
debe poseer una fundacinadecuada.
FUNDACION ADECUADA
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FUNDACIONES SUPERFICIALES
ZAPATAS)
Cuando el terreno firme estprximo a la superficie, una
forma viable de transmitir al
terreno las cargas concentradas
de los muros o pilares de un
edificio es mediante zapatas.
Un sistema de zapatas sedenomina fundacin superficial.
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FUNDACIONES PROFUNDAS PILOTES)
Cuando el terreno firme no est
prximo a la superficie, un
sistema habitual para transmitir
el peso de una estructura al
terreno es mediante elementosverticales como pilotes.
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QUE ES LA MECANICA DE SUELOS ?
La mecnica de suelos es 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.
Todas las obras de ingeniera civil se apoyan sobre el suelo deuna u otra forma, y muchas de ellas, adems, utilizan la tierra
como elemento de construccin para terraplenes, diques y
rellenos en general; por lo que, en consecuencia, su estabilidad
y comportamiento funcional y esttico estarn determinados,entre otros factores, por el desempeo del material de asiento
situado.
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QUE ES EL SUELO ?
El suelo es la capa de transformacin de la corteza slida
terrestre, sometida a un constante cambio estacional y a undesarrollo peculiar. Aparece como resultado de un conjunto de
procesos fsicos, qumicos y biolgicos sobre el medio rocoso
original (roca madre) denominados genricamente
meteorizacin.
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ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS
Parte de la descomposicin de la roca en su lugar; mediante
un proceso esttico (meteorizacin) por el cual la roca serompe en pequeos fragmentos, se disuelve, se descompone
y se forman nuevos minerales.
Los factores que condicionan las caractersticas de la
meteorizacin y por lo tanto la evolucin de un suelo, son: el
clima, la topografa, los organismos vivos, la roca madre y el
tiempo transcurrido. El resultado es la formacin de un perfilde suelo, sucesin tpica de capas horizontales que denota el
conjunto de factores que han intervenido en su formacin.
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PROCESO DE FORMACION DE LOS SUELOS
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RESULTADO DE LA METEORIZACION
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COMPOSICION DEL SUELO
Desde el punto de vista de su composicin, el suelo es un
material complejo compuesto por slidos (materia mineral ymateria orgnica), lquidos (sobre todo el agua, que en
ocasiones, es un componente ms de las rocas) y gases (aire
y vapor de agua, esencialmente). A su vez, los gases y los
lquidos llevan sustancias disueltas o en suspensin quepueden adherirse a la matriz slida.
La gnesis del suelo es un proceso extremadamente lento. La
formacin de una capa de 30 cm de suelo puede durar de1.000 a 10.000 aos. Desde este punto de vista, se debe
considerar el suelo como un recurso no renovable y por lo
tanto un bien a proteger.
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CUAL ES LA DIFERENCIA ENTRE ROCA Y
SUELO
La roca es considerada como un agregado natural de
partculas minerales unidas mediante grandes fuerzas
cohesivas. Se llama roca a todo material que suponga una alta
resistencia.
Elsuelo es todo elemento natural compuesto de corpsculos
minerales separables por medios mecnicos de poca
intensidad, como son la agitacin en agua y la presin de losdedos de la mano.
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EL SUELO COMO MATERIAL DE
CONTRUCCION
El suelo es el material deconstruccin ms abundante del
mundo y en muchas zonas
constituye, de hecho, el nico
material disponible localmente.
Se debe seleccionar el tipo
adecuado de suelo, as como elmtodo de colocacin y, luego,
controlar su colocacin en
obra.
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EL SUELO COMO MATERIAL DE CONTRUCCION
Como consecuencia de la actividad humana desarrollada a travs de
los aos, surge la necesidad de introducir un nuevo concepto, elsuelo artificial o material de construccin. La procedencia de los
materiales puede ser diversa, diferenciando entre materiales
naturales (arcillas, arenas y gravas) y materiales artificiales
(escombros de construccin, residuos de diversos procesos defabricacin como el cemento, etc).
En el mbito de la construccin los suelos se distinguen
principalmente de acuerdo a su capacidad de soporte o cimentacin.Los suelos rocosos poseen altas resistencias a acciones o
solicitaciones de carga por eso lo convierte en el suelo por
excelencia para cimentacin.
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EL SUELO COMO MATERIAL DE CONTRUCCION
Presas de Tierra
Estructura de PavimentosLagunas de Oxidacin
Estructuras de adobe (Mezcla de suelos)
Construcciones de Terraza
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IMPORTANCIA DE UN ESTUDIO DE SUELO
Actualmente es cada vez ms concluyente el hecho de que
ningn ingeniero que sienta la responsabilidad tcnica y moralde su profesin, deja de efectuar un estudio de las
condiciones del subsuelo cuando disean estructuras de
cierta importancia. Ya que ello conlleva dos caractersticas
que se conjugan: seguridad y economa.
No olvidemos: Quiensolo conoce la teora de la Mecnica
de Suelos y carece de prctica, puede ser un peligro
pblico,Dr. Karl V. Terzaghi (Fundador de la Mecnica de
Suelos).
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IMPORTANCIA DE UN ESTUDIO DE SUELO
Es por eso que en los proyectos de construccin sedesprende la necesidad de contar, tanto en la etapa de
proyecto, como durante la ejecucin de la obra, con datos
firmes, seguros y abundantes respecto al suelo que se est
tratando. El conjunto de estos datos deben llevar alproyectista a adquirir una concepcin razonablemente
exacta de las propiedades fsicas del suelo.
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EQUIPOS EXISTENTES EN UN LABORATORIO
DE SUELOS
Equipo bsico para
determinar la densidad del
suelo o dicho de otra forma
para conocer el porcentaje
de compactacin del suelo
donde se construir.
Malla de distintas graduacionespara clasificar el suelo segn el
tamao de sus partculas.
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LABORATORIO DE SUELOS
Para llegar en el laboratorio a unos resultados
razonablemente dignos de crdito es preciso cubrir en formaadecuada una etapa previa e imprescindible: la obtencin de
muestras de suelo apropiadas para la realizacin de las
correspondientes pruebas.
Resultan as estrechamente ligados las dos importantes
actividades, el muestreo de los suelos y la realizacin de las
pruebas necesarias de laboratorio. El muestreo debe estar
regido ya anticipadamente por los requerimientos impuestos a
las muestras obtenidas por el programa de pruebas de
laboratorio.
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CONSTRUCCIONES Y CIMENTACIONES
El programa exploratorio para la cimentacin de una
construccin depende de dos factores:
1. El peso de la construccin y otras fuerzas que actan
sobre ella.
2. El servicio de la construccin o fin para el que se va a
construir. Si la estructura es ligera no es necesario
mucho estudio, pero para estructuras pesadas es
imprescindible explorar la profundidad mediante la tomade muestras con pozos y perforaciones, adems
conocer la geologa local y regional.
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CONSTRUCCIONES Y CIMENTACIONES
Para pequeas
construcciones
Para construcciones de
envergadura
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TIPOS DE SUELOS ENLA CONSTRUCCION
Los suelos en la construccin pueden agruparse en 5 tipos bsicos:
La grava: Esta formada por grandes granos minerales con dimetrosmayores a 2 mm.
La arena: Se componen de partculas minerales que varan
aproximadamente desde 0.06 y 2 mm.
El limo: Consiste en partculas minerales naturales, mas pequeas con
tamaos que oscilan entre 0.002 y 0.06 mm.
La arcilla: Contienen partculas de tamao coloidal que producen suplasticidad. La plasticidad y resistencia en seco estn afectadas por la
forma y la composicin mineral de las partculas.
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