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introduccion a la geotecnia
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Introduccin a la ingeniera geotcnicaingeniera geotcnica
(84.07) Mecnica de Suelos y Geologa
FIUBA
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Contenido y organizacin de laasignatura Mecnica de Suelos y GeologaM i d ln
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Mecnica de suelos y rocas Ingeniera geotcnica
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Repaso de conceptos previos El suelo es un medio porosoI n t
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Cuerpo docente
Profesor: Dr. Alejo O. Sfriso [email protected]
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Cuerpo docente Ing. Mauro Codevilla
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Ing. Ernesto Strina Ing. Jorge G. Lain
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Ing. Ezequiel ZielonkaProyectos de investigacin I n
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Dr. Diego Manzanal Ing. Osvaldo N. Ledesmag
Programa y calendario
Busquen en www.fi.uba.ar/materias/6408
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a q El programa de la asignatura El calendario de clases
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El calendario de evaluaciones Material de clases y de consulta
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Horarios de clase Las clases son terico-prcticas, Lu y Mi 1500/1900
S t li t l l d lib l 8 f lt
I
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Se toma lista: el alumno queda libre en la 8va faltaLista obligatoria:htt //li t fi b / il /li ti f / i d lhttp://listas.fi.uba.ar/mailman/listinfo/[email protected]
Evaluacionesn
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Cuatro mdulos (M1 a M4) mas coloquio integrador Semana 4: Evaluacin M1
n
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Semana 8: Evaluacin M2 y Recuperacin M1 Semana 12: Evaluacin M3 y Recuperacin M2
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Semana 16: Evaluacin M4 y Recuperacin M3 Semana 17 y 18: Recuperacin M1 a M4 (hasta I n
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dos mdulos por da)Coloquio integrador
Modalidad de evaluacinn
i
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Mdulos Evaluaciones escritas, a libro cerrado y duran dos
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horas Cada examen puede repetirse hasta dos veces
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Los exmenes son pblicos y quedan en la ctedra
C l i i t d
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Coloquio integrador Evaluacin oral o escrita, a libro cerrado,
d 30 i tdura 30 minutos El coloquio puede repetirse hasta dos veces
Calificacin finaln
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Deben aprobarse todas las instancias de evaluacin
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La calificacin final es
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Nota = (M1 + M2 + M3 + M4) / 4 +/- 2
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El alumno interesado en mejorar su nota puede li it l t t didsolicitar que se le tome un examen extendido
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Contenido y organizacin de laasignatura Mecnica de SuelosM i d ln
i
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Mecnica de suelos y rocas Ingeniera geotcnica
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Repaso de conceptos previos El suelo es un medio porosoI n t
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Suelos y rocasn
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Los suelos son para los ingenieros conjuntos de partculas, aire y agua con escasa resistencia mecnican i
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mecnica Un terrn (de suelo) ensucia
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Las rocas son para los ingenieros materiales geolgicos consolidados con importante resistencia
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geolgicos consolidados con importante resistencia mecnica
Una piedra (de roca) lastimaUna piedra (de roca) lastima
Mecnica de suelos y rocasn
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Es una ciencia aplicada que estudia el comportamiento mecnico de los suelos y rocas
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El comportamiento del suelol lt d d l i t ii
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es el resultado de la interaccin a veces muy compleja entre sus diferentes elementos
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entre sus diferentes elementosconstituyentes
La ciencia naci en 1934 (K. Terzaghi)
Suelos de grano grueson
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(FHWA 2006 Soils and Foundations)
Suelos de grano fino (Pampeano)n
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(Ledesma et al 2014 tesis doct)
Macizos rocososn
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(Aliviadero Caracoles 2007)
La Mecnica de Suelos y Rocas es n
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parte de la Mecnica del SlidoPartculas en contacto
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+Deformaciones reversibles
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+Deformaciones permanentes
+
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i +Deformaciones diferidas
=Los suelos son slidos
friccionaleselasto-visco-plsticos
(Torre de Pisa 2005)
Se estudian los fundamentos y las aplicaciones
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Parte I: Propiedades fsicas, mecnicas, hidrulicasParte II: Diseo ingenieril
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Ejemplo: Este es un ensayo de laboratorio de un suelo expansivo
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(Sfriso - Ensayos en bentonita - Curso Mecnica de Fractura Alvaredo 1998)
Se estudian los fundamentos y las c
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aplicaciones
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c Ejemplo: Esta es la consecuencia prctica
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(US Army TM 5-808-7 C1 Foundations on expansive soils)
http://www.nrcs.usda.gov/wps/portal/nrcs/detail/nc/soils/?cid=nrcs142p2_054256
Karl Terzaghi (1883-1963)n
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c Libros fundamentales(y fundadores)
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n Erdbaumechanik (1925)M i T i
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i Mecnica Tericade los Suelos (1934)
Mecnica de Suelos Mecnica de Suelosen la Ingeniera PrcticaPrctica(1948, 1963, 1996)
(http://www.igb.tuwien.ac.at/uploads/pics/terzaghi_marke_01.jpg)
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Contenido y organizacin deMecnica de SuelosM i d ln
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Mecnica de suelos y rocas Ingeniera geotcnica
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Repaso de conceptos previosEl l di
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El suelo es un medio poroso
Estabilidad de taludes naturalesn
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(http://www.reviewcivilpe.com/pressfolder/wp-content/uploads/Taiwan-Landslide.jpg)
Asentamiento de construccionesn
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(http://www.treklens.com/gallery/North_America/photo136834.htm) (Torre de Pisa 2005)
Suelos colapsablesn
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(Presentacin Redolfi 2009)
Fundacionesn
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(http://archiseek.com/gifs/winnipeg_grainsilos.jpg)
Tnelesn
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(Sfriso Primer tnel Subte con NATM 1998)
Presasn
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(http://www.technoproject.com.mx/images/thumb_01%20Foto%20Portada.JPG)
(Sfriso Los Caracoles 2008)
Efecto del agua sobre el terrenon
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(Sfriso Los Caracoles 2008)
Rajos minerosn
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(Sfriso Bajo La Alumbrera 2014)
Excavaciones a cielo abierton
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(Sfriso y Terratest Edificio Territoria - 2009)
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Contenido y organizacin Mecnica de suelos y rocas
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Ingeniera geotcnica Repaso de conceptos previos
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Tensin vs resistencia El criterio de Mohr-Coulomb
P i i i d A d
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Principio de Arqumedes El suelo es un medio poroso
Tensin vs resistencian
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Tensin vs resistencia (pizarrn)Un bloque de 10 kg est apoyado en un plano horizontal. La interfaz tiene un coef de friccin 0 3n i
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La interfaz tiene un coef. de friccin 0.3. Cuanto es la tensin de corte? Y la resistencia?
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Estabilidad de un bloque rgido sobre un plano inclinado (pizarrn)I n
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(p )El plano se inclina 15Cuanto es la tensin de corte? Y la resistencia?Cual es el coeficiente de seguridad?
El criterio de Mohr-Coulomb para n
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superficies en contacto
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coef. de rozamientoT N =
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El criterio de Mohr-Coulomb para n
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superficies en contacto
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[ ] ng friccint coef. de rozamientoT N =
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n [ ] ng. friccins tan = N A =s
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El criterio de Mohr-Coulomb y el n
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ngulo de friccin interna
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c [ ] ng. friccin internas tan =
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s T A=N As
El criterio de Mohr-Coulomb en n
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tensiones principales
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[ ]ns tan =
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El criterio de Mohr-Coulomb en n
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tensiones principales
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[ ]sin
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El criterio de Mohr-Coulomb en n
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tensiones principales
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s [ ]1 1 sin = +
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El criterio de Mohr-Coulomb en n
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tensiones principales
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s [ ]1 i [ ]1 1 sin = +
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n [ ]3 1 sin =
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El criterio de Mohr-Coulomb en n
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tensiones principales
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n 3 1 sin ( )
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El criterio de Mohr-Coulomb en n
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tensiones principales
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s 1 = 3N + 2c N s= c+ tan [ ]
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Principio de Arqumedesn
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Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo recibe un empuje de abajo hacian i
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recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desalojai n
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del fluido que desaloja
La aplicacin de este principio
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La aplicacin de este principioa los suelos dio origen a la Mecnica de Suelos
(Michael Malak, Wikipedia)
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Contenido y organizacin Mecnica de suelos y rocas
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Ingeniera geotcnica Repaso de conceptos previos
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El suelo es un medio poroso
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Definicin de medio poroson
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Un medio poroso es un slido con porosLos poros pueden estar interconectados o aislados
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Ejemplos de medios porosos
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Suelos, rocas y hormigones Maderas, plantas, huesosI n
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Polvos industriales, papel, esponjas Granos, alimentos Nosotros
Fases de un medio poroson
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En un medio poroso siempre hay dos fases Slida: partculas de suelo y hielo
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Fluida: agua, aire, CO2, hidrocarburos
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A escala macroscpica, en un medio poroso hay dos o mas materiales que
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comparten un mismo espacio
La definicin de tensin en un medio poroso
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Las fuerzas concentradas que actan en los granos se convierten en una tensin integranular que acta en toda la superficien i
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acta en toda la superficie
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Pi ' = PiAua uw
A ua uw uw
El principio de Arqumedes en un medio poroso: tensiones efectivas
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' = PiA
= uPiA + uw = AA
Bibliografa bsica del curso
Ingeniera Geolgica Goodman Engineering Geology Wileyn i
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Goodman. Engineering Geology. WileyMecnica de Suelos
Powrie Soil Mechanics 3 Ed Spon Pressn i er
a
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o
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Powrie. Soil Mechanics. 3 Ed. Spon Press Juarez Badillo y otros. Mecnica de Suelos. Limusa Olivella, S. Problemas resueltos. Geotecnia. Mecnica
i
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i
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g
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n
de Suelos. UPC, 2003.Mecnica de RocasI n t
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d
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i
Goodman. Rock Mechanics. WileyIngeniera Geotcnica
Jimenez Salas y otros. Geotecnia y Cimientos. Rueda USACE y FHWA. Serie de manuales de diseo
Bibliografa complementaria
Ingeniera Geolgica Bell Engineering Geology Elseviern i
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Bell. Engineering Geology. Elsevier Blyth. A Geology for Engineers. Elsevier Price. Engineering Geology. Springer
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g g gy p g Waltham. Foundations on Engineering geology. Spon
Mecnica de Suelos
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Fredlund. Soil Mechanics for Unsaturated Soils. Wiley Mitchell. Fundamentals of Soil Behavior. 3 Ed. WileyI n
t
r
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c
i
Terzaghi, Peck y Mesri. Soil Mechanics in Engineering Practice. 3 Ed. WileyWood Soil Behavior and CS Soil Mechanics Wood. Soil Behavior and CS Soil Mechanics. Cambridge Univ Press
Bibliografa complementaria
Mecnica de Rocas Brady Rock Mech for Undeground Mining Springern i
c
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Brady. Rock Mech for Undeground Mining. Springer Hudson. Engineering Rock Mechanics. Pergamon Mogi. Experimental rock mechanics. Balkema
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g p Pariesau. Design Analysis in Rock Mech. Balkema
Ingeniera Geotcnica
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g Dunnicliff. Geotechnical Instrumentation for Monitoring
Field Performance. WileyK G h i l E h k E i i
I
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c
c
i
Kramer. Geotechnical Earthquake Engineering. Prentice-Hall
Poulos Pile Foundation Analysis and Design RainbowPoulos. Pile Foundation Analysis and Design. Rainbow Bridge Press