Taller de Geotecnia

7/23/2019 Taller de Geotecnia

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GEOTECNIA


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Mejoramiento de suelos Tablestacas Tneles en suelos Introduccin a la

sismologa Cimentacin de

maquinaria


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Mejoramiento de suelos

Suelos colapsables

Suelos licuables Suelos Compresibles Suelos expansivos

Zonas minadas


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Sueloscolapsables

DEFINICIN

Los suelos colapsables son suelos no saturados queexperimentan cuando est!n sujetos a saturacin unreacomodo de sus partculas " un excesivo decremento en suvolumen con o sin la aplicacin de cargas externas# Losproblemas de suelos colapsables no se presentan nicamente

en ambientes des$rticos sino tambi$n pueden encontrarse enotros entornos geolgicos% Los suelos compactados que seconsideran estables pueden ser colapsables dependiendo delintervalo en la aplicacin de la carga " otros &actores# 'e(ec(o cualquier suelo no saturado que no contenga mineralesexpansivos abundantes puede tener caractersticas

colapsables#

)ste tipo de suelo tiene ma"or importancia en obras(idr!ulicas que en otras obras civiles "a que aquellas siempretienen que interactuar con el agua cu"a presencia constitu"eel problema primordial#


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Sueloscolapsables

Los mecanismos que originan el colapso del suelo encondiciones de saturacin son* )structura abierta +resencia

de cementantes Cargas externas#


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Sueloscolapsables

TI!OS DE S"ELOS COLA!SA#LES$

a, 'epsitos elicosb, 'epsitos aluvialesc, Suelos residualesd, Suelos compactados


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Sueloscolapsables

A% DE!SITOS ELICOS

)ntre todos los tipos de suelo los depsitos elicos son losm!s colapsables " se distinguen tres tipos*

a#- Loessa#. 'epsitos costeros

a#/ Ceni0as volc!nicas

Todos ellos son transportados por el viento a gran distancia enregiones c!lidas#


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a#- LoessSon partculas de tama1o semejante al de la arena con &ormasque van de la subredondeada a la redondeada " con unadistribucin relativamente uni&orme# Las partculas de suelo secomponen generalmente de minerales recientes como elcuar0o &eldespato calcita o mica con otro material que actacomo aglutinante de modo que cuando est! seco el suelotiene una textura relativamente dura# +resentan una granporosidad " una ex&oliacin vertical combinada con unaestructura extremadamente suelta# La ma"ora de los loess

son duros pero debido a la deposicin de carbonato de calcio" xido de (ierro que reviste los antiguos (uecos de races se(acen blandos cuando se saturan# )n las m!rgenes de lascorrientes los barrancos " los cortes los taludes son casiverticales#

Loess


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a#. 'epsitos costeros

La intemperi0acin mec!nica produce abundantes partculasgruesas que son acarreadas cuando se seca la pla"a por los

vientos costeros durante las (oras de marea baja " que seconcentran en pla"as o barras debido a acciones de las olas#

Dep&sitoscosteros


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a#/ Ceni0as 2olc!nicas

Consisten en peque1os &ragmentos de rocas gneas lan0adospor el vapor sobrecalentado " los gases de los volcanes# La

ceni0a volc!nica reciente es una arena o grava arenosa ligera#Los depsitos pueden ser estrati3cados o me0clas biengraduadas# Las ceni0as absorben el agua con &acilidad " sedescomponen r!pidamente# Toba " arcilla volc!nica sonproductos de la descomposicin de las ceni0as en di&erentesgrados#

Ceni'as(olc)nicas


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Sueloscolapsables

#% DE!SITOS AL"(IALES

)stos depsitos se &orman en abanicos aluviales# Sondepositados originalmente por avenidas sbitas o 4ujos delodo que se generan en periodos de retorno largos " consistenen materiales sueltos con un considerable porcentaje dearcilla# 'ic(os depsitos se van secando " no vuelven asaturarse (asta la llegada de la siguiente avenida por lo queson inestables en estado seco# )l contenido de arcillas tieneuna in4uencia importante en el comportamiento del suelo# Se(a observado que el asentamiento m!ximo ocurre cuando elporcentaje de arcillas alcan0a a -.5 de los slidos " sepresenta un menor asentamiento cuando las arcillasrepresentan una cantidad menor que 65 * el suelo see+pande si dic,o porcentaje es ma*or -ue el treinta porciento.


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Sueloscolapsables

DE!SITOS AL"(IALES


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Sueloscolapsables

C% S"ELOS RESID"ALES

)n algunas regiones (medas " c!lidas el proceso deintemperi0acin puedealcan0ar pro&undidades considerables# Como producto dedi&erentes grados de descomposicin qumica el suelo residualpuede estar constituido por granos de arena " mineralesarcillosos originados respectivamente de cuar0o " &eldespatos#Los granos de arena &orman una estructura de alma abiertamientras los minerales arcillosos sirven como unin granularentre los primeros# )stando seco el suelo parece ser mu"3rme% pero una ve0 est! saturado la escasa cantidad deminerales arcillosos generalmente caolinitas pierde su

capacidad de unir las partculas slidas de arena# )nconsecuencia el suelo se comprime o se colapsaconsiderablemente#


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Sueloscolapsables

C% S"ELOS RESID"ALES


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Suelos

colapsables

D% S"ELOS COM!ACTADOS

7l (umedecerse los suelos compactados pueden tener uncomportamiento expansivo o colapsable dependiendoprincipalmente del intervalo de carga " del tipo de suelo# )nlos suelos arenosos o limosos casi siempre se presenta unatendencia a la reduccin de volumen# +ara otros suelos si lacarga aplicada es peque1a los suelos se expanden alsaturarse% por lo que se puede de3nir una carga de expansinque sirva como una &rontera que marca la tendencia al cambiode volumen* si la carga aplicada es ma"or que ella los suelosexperimentan reduccin de volumen# 7l ser m!s pl!stico elsuelo con un ma"or contenido de arcilla la carga de expansines ma"or " el suelo es menos colapsable# 'e acuerdo con estecomportamiento se puede esperar de un terrapl$ncompactado que experimente expansin en la capa super3cial" colapso a grandes pro&undidades# )l grado de compactacintambi$n in4u"e en el comportamiento de suelo# Si $ste est!compactado con un contenido de agua menor que el ptimo "

una baja densidad el potencial de colapso es alto#


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Suelos

colapsables

D% S"ELOS COM!ACTADOS


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Suelos

colapsables

METODOS DE IDENTIFICACIN.

a, M$todo de campo

Se toma una muestra de suelo " se divide en dos partes serecortan ambas (asta que $stas tengan una &orma regular " un

mismo volumen# Se satura una de las dos con agua " secomparan ambas# Si en la porcin saturada se observa unareduccin en su volumen el suelo puede ser colapsable#


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Sueloscolapsables

M)T8'8S ') I')9TI:IC7CI;9#b, +ropiedades ndice


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Suelos

colapsables

M)T8'8S ') I')9TI:IC7CI;9#b, +ropiedades ndice


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Suelos

colapsables

M)T8'8S ') I')9TI:IC7CI;9#C, +rueba de consolidacin#

=na identi3cacin m!s con3able se tiene llevando a cabo una

prueba de consolidacin# La muestra de suelo manteniendo sucontenido de agua natural se coloca en el anillo de consolidacin#Las cargas se aplican progresivamente (asta alcan0ar una presinde .>> ?+a ?g@cmA,# 7l 3nal de este incremento de carga sesatura la muestra con agua " se le deja por un da# La prueba secontina (asta alcan0ar la carga m!xima programada# )l potencial

de colapso se de3ne como*

'onde*C+ B +otencial de colapsoCB Cambio de altura de la muestra durante la saturacin B 7ltura inicial de la muestra antes de la saturacin


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Suelos

colapsables

M)T8'8S ') I')9TI:IC7CI;9#C, +rueba de consolidacin#

)s importante (acer notar que el potencial de colapso essolamente un indicadorrelati/o de la colapsabilidad de suelo * no puede utili'arseen el c)lculo de asentamiento por colapso. )sto se debe aque la de&ormacin de colapso depende

en gran medida del nivel de es&uer0o a que est! sometido el sueloantes de la saturacin% como el potencial de colapso esdeterminado solamente para el nivel de es&uer0o igual a .>> ?+ano es v!lido para estimar el colapso para otros niveles dees&uer0o#


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Suelos

colapsables

F"ENTES DE SAT"RACIN

7, Saturacin local " somera:ugas de tuberas rotas9o ma"or a /#> m de pro&undidad9o modi3ca el nivel del 9#7#:#

E, Saturacin local " pro&unda'escargas industriales "@o riegoModi3ca el nivel del 9#7#:#Saturacin a corto pla0o < de varios meses (asta - a1o,7sentamiento grandes aun bajo peso propio

C, Saturacin general+resencia de embalses lagunas "@o canales mal impermeabili0ados

7scenso lento " uni&orme del 9#7#:#7sentamiento gradual#

', Saturacin Interna)l aumento gradual " lento del contenido de aguaCarencia de condiciones de evaporacin)l terreno est! cubierto por concreto o as&alto'ebilitamiento de la co(esin interna

7sentamiento es incompletose incrementa lentamente con una ma"or saturacin del suelo


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SuelosE+pansi/os

DEFINICIN

Los suelos expansivos son arcillas pl!sticas que por su altocontenido de minerales arcillosos tales como montmorilonita "esmectita experimentan grandes cambios de volumen almodi3car su (umedad% dic(os suelos est!n caracteri0ados porun comportamiento cclico de expansin " contraccin al

incrementar " reducir su contenido de agua respectivamente#'e modo que todos los suelos co(esivos se expanden ocontraen con el cambio de (umedad# La di&erencia entre lossuelos comunes " los expansivos radica en que los cambios devolumen en estos ltimos llegan a alcan0ar niveles quegeneran da1os a las obras construidas sobre ellos#


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SuelosE+pansi/os

La mec!nica de suelos tradicional se (a en&ocadoprincipalmente a resolver

problemas geot$cnicos en suelos surgidos en ambientes de&ormacin geolgica aluvial " lacustre donde se puedenconsiderar totalmente saturados# 7 medida que se expandencentros urbanos e in&raestructura de transporte e industrial aregiones !ridas " semiF!ridas los problemas que se generanson relativos a suelos no saturados siendo el de car!cter

expansivo uno de ellos# Se requiere por ello de conocimientosnuevos que la mec!nica de suelos tradicional poco aborda "que (o" en da apenas se comien0an a investigar " di&undir#


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SuelosE+pansi/os

MecanismosLos mecanismos que inducen grandes cambios de volumen en

suelos expansivos son mltiples " complejos los cualespueden integrarse a grandes rasgos en dos tipos* mec!nico "3sicoqumico% ambos interactan entre s " son indispensablespara que tenga lugar el &enmeno de expansin en el suelo#a, Mecanismos mec!nicosb, Mecanismos 3sicoqumicos

Mecanismos mec)nicosLos suelos expansivos siempre se encuentran en un estado desaturacin parcial para el cual los poros del suelo est!n llenosde aire " agua La presencia del aire " el agua en los poros del

suelo puede tener varias &ormas dependiendo del grado desaturacin en el cual se pueden considerar tres casos* de aireentrapado doblemente abierto " de agua encerrada


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SuelosE+pansi/os

)n los tres sistemas mencionados el agua est! sujeta a unapresin de poronegativa o bien una presin por debajo de la presinatmos&$rica o de la presin de la &ase gaseosa# )sta presin deporo negativa se llama presin capilar o succin# La succintotal del suelo consiste en dos partes* succin m!trica ocapilar " succin osmtica# La primera se debe principalmenteal &enmeno de capilaridad mientras la segunda al e&ecto desales sueltas en el agua de poro#


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SuelosE+pansi/os

La succin m!trica depende principalmente del tama1o departculas del suelo por lo que entre m!s 3no sea el suelo

ma"or succin se desarrolla# Siguiendo este ra0onamiento losmodelos de tubo capilar muestran una relacin entre lapresin capilar " el radio de los meniscos &ormados en losporos del suelo#


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SuelosE+pansi/os

b, Mecanismos 3sicoqumicos

La succin est! presente en todos suelos co(esivos nosaturados pero no todos de estos son expansivos# La succinpor s sola no explica el gran cambio de volumen que sepresenta en suelos expansivos por lo que el mecanismo3sicoqumico no debe menospreciarse#Los suelos expansivos tienen la capacidad de absorbergrandes cantidades de agua las cuales generan un(inc(amiento en la masa del suelo# 'esde el punto de vistamineralgico dic(a capacidad de absorcin del agua " surespectivo cambio de volumen dependen del tipo " cantidadde minerales arcillosos " sus iones intercambiables as comoel contenido " la estructura interna de electrolitos en la &aselquida# Los minerales arcillosos se &orman a partir de unproceso de alteraci de las rocas%la alteracin inclu"e desintegracin oxidacin (idratacin "lixiviacin# La combinacin de la roca " las condiciones dealteracin crean di&erentes tipos de mineral arcilloso#


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SuelosE+pansi/os

Como se puede observar tanto las condiciones de saturacinparcial como el

contenido de minerales coloidales son indispensables para quesuceda el &enmeno de suelo expansivo# =n suelo no saturadosin montomorilonita tal como la ma"ora de los suelosco(esivos no tiene problemas de expansin% igualmente unaarcilla saturada aun con alto contenido de montomorilonitano tiene problemas similares a los que tienen los suelos

expansivos# La arcilla del 2alle de M$xico es uno de estoscasos misma que es altamente compresible " al mismotiempo posee una marcada caracterstica expansiva pero sinllegar a generar da1os severos como otros suelos expansivosporque el (ec(o de que el suelo est! totalmente saturadoimpide la absorcin de una gran cantidad adicional de agua#


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SuelosE+pansi/os

E0ectos da1inosLos suelos expansivos generan da1os a estructuras causados

por el movimiento del suelo a consecuencia del cambio de(umedad% cuando el suelo est! con3nado lateralmente elpotencial de expansin se traduce en un empuje lateral# Sedistinguen cinco tipos de e&ectos da1inos#

a, Movimiento c$ntricob, Movimiento perimetralc, Movimiento cclicod, )mpuje laterale, 7grietamiento de suelo


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SuelosE+pansi/os

E0ectos da1inosa, Movimiento c$ntrico

8curre en la parte central de una estructura en una &orma dedomo con su valor m!ximo en el centro# )l movimiento no esbrusco " se desarrolla durante varios a1os mismo que est!asociado con una reduccin en la evapotranspiracin# Laconstruccin de la estructura rompe el equilibrio en lascondiciones de evaporacin " elimina la presencia devegetacin de manera que la (umedad se acumula en elsubsuelo# Las grietas se presentan en &orma vertical(ori0ontal " diagonal siendo $sta ltima desde la parte centralin&erior de la estructura (acia sus esquinas superiores# )lanc(o de las grietas es ma"or en la parte superior cercana altec(o% $ste restringe la propagacinde grietas verticales generando grietas (ori0ontalesadicionales a lo largo delcontorno del tec(o# Los da1os son severos " progresivos enregiones cu"o clima es semi!rido caluroso " seco " que el

nivel &re!tico se encuentra pro&undo#


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SuelosE+pansi/os

b, Movimiento perimetral

:orma un patrn de disco en la peri&eria de la estructura# )lretiro de vegetacin preexistente " enc(arcamiento en lainmediacin de sitios de construccin causan un aumento de(umedad en el subsuelo% los e&ectos da1inos se observan conprontitud despu$s de la construccin# )l levantamiento de lasesquinas de la estructura genera grietas (ori0ontales

verticales " diagonales siendo estas ltimas desde lasesquinas in&eriores (acia la parte central superior )l anc(o dela grieta es ma"or en la parte in&erior de la estructura#


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SuelosE+pansi/os

c, Movimiento cclico

)l movimiento est! asociado con el cambio cclico deexpansin " contraccin en que el drenaje la precipitacin " laevapotranspiracin generan p$rdida o incremento de (umedaden el subsuelo# )l movimiento est! controlado por &ugas deagua locales cambio clim!tico estacional o e&ectos dedesecacin de las vegetaciones cercanas a la estructura# Los

da1os son m!s severos cuando el suelo posee una buenapermeabilidad en el que intensas lluvias generanlevantamientos perimetrales# )l patrn de da1os en los murosde tabique no son bien de3nidos present!ndose generalmentegrietas diagonales cru0adas#


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SuelosE+pansi/os

d, )mpuje lateralLa expansin del suelo es un &enmeno de cambio devolumen por lo que genera movimientos del terreno en todaslas direcciones# Los movimientos (ori0ontales del terreno senotan de dos maneras* el movimiento o inestabili0acin de untalud o empujes laterales sobre un muro de contencin#'ependiendo del potencial de expansin los empujes lateralesgenerados por el aumento de (umedad pueden alcan0argrandes magnitudes#

e, 7grietamiento de sueloComo la tensin capilar se ejerce en todas direcciones lacontraccin se produce vertical " (ori0ontalmente# Lacontraccin (ori0ontal del suelo genera es&uer0os de tensinen la misma direccin% si este es&uer0o rebasa la resistencia ala tensin del suelo que es de baja a nula se &orman grietas desecado las cuales son todava m!s peligrosas que un simplecambio de volumen# )stas grietas reducen con3namientolateral a las estructuras propician la acumulacin de agua "disminu"en el &actor de seguridad contra la estabilidad de untalud#


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SuelosE+pansi/os

M2TODOS DE IDENTIFICACIN

Identi3caci&n en campo

7lgunos indicadores de la presencia de los suelos expansivosson*

a, Grietas de secado# Las grietas aparecen en la super3cie deterreno duranteperiodos de sequa con un arreglo geom$trico del tipopoligonal &recuentemente de gran dimensin# La resistenciadel suelo seco es alta#b, +lasticidad# )s relativamente &!cil (acer un rollo sintriturarlo#c, )spejos de &riccin# Las super3cies de suelos recientemente

expuestas al aire muestran abundantes 3suras " espejos de&riccin#d, Textura# Los suelos son resbalosos " tendientes a pegarse a0apatos o llantas de ve(culos cuando est!n (medos#e, 'a1os estructurales# La observacin de grietas "distorsiones en las estructuras vecinas indican el potencial deexpansin


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SuelosE+pansi/os

Clasi3caci&n de da1os estructurales por sueloe+pansi/o.

M4todos mineral&5icosLa composicin mineralgica tiene una in4uencia &undamentalsobre el potencial expansivo de suelos# Las cargas el$ctricas

negativas existentes en la super3cie de minerales arcillosos laresistencia de ligas entre capas " la capacidad de intercambiocatinico contribu"en al potencial expansivo# )s posible identi3carla expansividad de las arcillas al conocer su constitucinmineralgica# Se dispone de varias t$cnicas tales como di&raccinra"o H an!lisis t$rmico di&erencial an!lisis qumico " microscopio

electrnico# +ara una identi3cacin con3able se deben usar variosm$todos al mismo tiempo# )n la identi3cacin mineralgicaparticularmente la interpretacin de resultados para uso ingenierilrequieren de conocimientos " experiencias que no tienegeneralmenteun geotecnista por lo que se debe acudir a expertosen el tema


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SuelosE+pansi/os

M4todos indirectosSe (an desarrollado varios m$todos de acuerdo con suspropiedades ndice para clasi3car suelos expansivos#

a, +ropiedades ndiceolt0 " Gibbs


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SuelosE+pansi/os

M4todos indirectos)l lmite lquido tambi$n (a sido utili0ado junto con el ndice deplasticidad para de3nir tres niveles en el potencial deexpansin#

Criterios del #ureau o0 Reclamation para suelos


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SuelosE+pansi/os

Criterios del #ureau o0 Reclamation para suelose+pansi/os * colapsables


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SuelosE+pansi/os

b% M4todo de !(C+2C son las siglas en ingl$s del potencial de cambiovolum$trico# )ste m$todo &ue desarrollado por Lambe en -J>#

Las muestras son primeramente compactadas en unconsolidmetro de anillo 3jo con una energa espec3ca de .K>tonFm@m/# 'espu$s se aplica una presin inicial de -6 ?g@cm.#Se agrega el agua a la muestra la cual est! parcialmenterestringida de la expansin vertical por un anillo de carga#'espu$s de dos (oras se toma la lectura del anillo de carga lacual se convierte en presin siendo designada esta comondice de expansin# )ste ltimo se trans&orma en potencial decambio de volumen#


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SuelosE+pansi/os

c% M4todo de la acti/idad)l m$todo de la actividad &ue propuesto por Seed oodard "Lundgren


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SuelosE+pansi/os

M4todos directosLa expansin se puede estimar por un ensa"o parecido al deconsolidacin en el cual se pueden obtener tres tipos de

par!metros de suelo en cuanto a suexpansividad* expansin libre expansin bajo presincon3nante " volumenconstante#a, )xpansin libre

)sta prueba se lleva a cabo saturando la muestra antes deaplicar la carga# Se aplica una peque1a presin inicialequivalente a >#>- ?g@cm. por el peso de piedras porosas " laplaca de carga% la muestra se satura con agua " se permite laexpansin vertical# La expansin libre es el porcentaje dede&ormacin despu$s de que se establece la expansin

primaria# +osteriormente la muestra se somete a variosincrementos de carga (asta que se recupere su relacin devacos que se tena antes de la saturacin# La presin totalaplicada se de3ne como presin de expansin# La pruebadeber! continuar con cargas adicionales " subsecuentesdescargas como lo establece una prueba de consolidacin

convencional#


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SuelosE+pansi/os

b, )xpansin bajo presin con3nante)sta prueba se lleva a cabo aplicando la carga antes desaturar la muestra# Se mide la de&ormacin de la muestra

saturada# )sta de&ormacin puede resultar una expansin ouna contraccin dependiendo de la magnitud de la presinaplicada# Generalmente la presin inicial es equivalente a la decon3namiento en campo pero puede ser otro valor pre3jadosegn los procedimientos de pruebaestablecidos# 'eber!reportarse la expansin medida junto con la presin aplicada#

c, 2olumen constante'espu$s de (aber aplicado una presin inicial comnmenteequivalente a la de con3namiento en campo se registra laaltura de la muestra la cual se toma como re&erencia# Sesatura la muestra que tiende a expandirse o contraerse% se

incrementa o se reduce la presin para lograr que la altura dela muestra sea la misma que la que se tom como re&erencia#La presin 3nal resultante es la de expansin# La pruebadeber! continuar con cargas adicionales " subsecuentesdescargas como lo establece una prueba de consolidacinconvencional#


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SuelosE+pansi/os

Gua para la determinacin de la pro&undidad de la 0ona activade expansin


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Suelos de altaCompresibilidad

DEFINICINLos suelos de alta compresibilidad son aquellos susceptibles a

experimentar grandes de&ormaciones al somet$rseles a cargasma"ores a las que actualmente tienen debidas a su pesopropio# )ste tipo de suelos se caracteri0an &undamentalmentepor sus altos contenidos de agua en su estado natural 5 >, " valores mu"altos en su relacin de vacos


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Ori5en)l origen de la alta compresibilidad de los suelos puede

deberse a su alto contenido de materia org!nica


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7 continuacin se (ace una descripcin de las caractersticasm!s sobresalientes de algunos de los suelos de m!s altacompresibilidad#

Turbas * suelos or5)nicos'escripcin# Generalmente estos suelos tienen un color deca&$ a ca&$ oscuro " una consistencia mu" blanda " esponjosaen su estado inalterado# 7unque las 3bras " las (ojas sepueden observar claramente en su estado inalterado durante

el remoldeo $stas se desintegran mu" &!cilmenteconvirti$ndose en una masa amor&a# Las turbas poseen unacierta &ragilidad en su estado inalterado misma que se pierdetotalmente junto con su resistencia al remoldearse#

)n su estado natural las turbas tienen una relacin de vacosmu" alta " unapermeabilidad tambi$n relativamente alta# Sin embargo alaplic!rseles una carga o si se altera su estado natural ambospar!metros disminu"en a valores muc(o m!s peque1os#


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Turbas * suelos or5)nicosContenido de a5ua. 'ependiendo del origen " el espesor deldepsito de turba el valor del contenido de agua vara en unintervalo mu" amplio# Mientras que el contenido de agua en lacostra super3cial puede ser menor a ->>5 en la turba debajode dic(a costra puede alcan0ar valores de que varan desdevarios cientos de (asta algunos miles en por ciento# +or otrolado tomando en cuenta que por lo general el peso sumergidode la turba es casi despreciable la variacin de con la

pro&undidad es pr!cticamente nula#

!lasticidad. La plasticidad de la turba es generalmente baja#Como muestra L#Casagrande > " mil porciento#


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Turbas * suelos or5)nicosOelacin de vacos


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Turbas * suelos or5)nicos


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Arcillas de alta plasticidad


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La densidad de slidos disminu"e con el contenido de agua "tiende a un lmite in&erior de .#/P cuando R>>5#La relacin de vacos inicial ei " el contenido de agua naturali en promedio est!n correlacionadas por la ecuacin* ei B>#>./ i #)stadsticamente en la carta de plasticidad las arcillas del2alle de M$xico selocali0an alrededor de la recta* I+ B >#PR LL F / misma queintersecta a la lnea 7 en la abscisa LL B .-P5#

Tanto la resistencia a la compresin simple quU como elmdulo el!stico tangente M en estas arcillas disminu"enapreciablemente al crecer el contenido de agua#

+or otro lado se encontr que la sensitividad S de las arcillas con unpromedio de K#. " que debido a la 3suracin #K del valor de la determinacinen la prueba de corte simple#


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'espu$s de (acer un estudio estadstico con la arcilla de lacuidad de M$xico iriart " Marsal conclu"en lo siguiente*

-, Los coe3cientes avm " avp crecen con el contenido deagua% los valores medios son >#JR " -#/K cm.@?grespectivamente# Los correspondientes ndices de compresinvolum$trica resultaron en promedio >#R6 " >#R centmetroscuadrados por ?ilogramo#., )l ndice de compresin en carga mv crece segn una

&uncin aproximadamente lineal en el intervalo > V n V.6>5% para n V .6>5 mc esconstante e igual a >#6- cm.@seg# La variacin de md aldescargar el esp$cimen es similar a la de mv " la relacin demd@mv es el orden de >#-#/, Mientras el coe3ciente de consolidacin determinadoensa"ando especmenes inalterados crece en &orma montonacon e de >#.x->F/ a /#Jx->F/ cm.@seg el obtenido en &ormasimilar pero en arcillas remoldeadas es aproximadamenteigual a >#-x->F/ centmetros cuadrados por segundo#


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!RO#LEMAS 6"E ORIGINAN LOS S"ELOS ALTAMENTECOM!RESI#LES

-, 7sentamientos totales " di&erenciales de gran magnitud esdecir mu" superiores a los permisibles en una estructuranormal# =n ejemplo de este tipo de problema " susconsecuencias se observa en la ciudad de M$xico misma queen su conjunto se (a (undido en lo que va de este siglo unpromedio de die0 metros# Los da1os originados en muc(as de

las estructuras locali0adas en la llamada Zona del lago o en laZona de transicin#

)ste mismo problema de grandes (undimientos totales odi&erenciales se puede presentar en un pavimento unterrapl$n una va de &errocarril o una cortina de tierra# )s

decir al construir cualquier estructura que indu0casigni3cativos es&uer0os al estrato de suelo altamentecompresible se podr!n tener (undimientos cu"a magnitudimpida un buen &uncionamiento de la obra#


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., undimientos regionales con importantes agrietamientosobservadossuper3cialmente por la consolidacin de estratoscompresibles# )ste problemasurge por ejemplo al producirse la sobreexplotacin de losacu&eros que sub"acen a un estrato potente de suelo

compresible# Tal es el caso de ciudades como Cela"a7guascalientes Tijuana " la misma ciudad de M$xico# )stos(undimientos " agrietamientos regionales originanrompimientos en estructuras enterradas tales como tuberasde agua potable " drenaje as como en pavimentos " murosen casas (abitacin# La contaminacin de suelos " acu&eros

representa tambi$n un problema importante adicional a losantes mencionados# 7 continuacin se muestran un &otogra&asde algunos da1os observados en la ciudad de 7guascalientescomo consecuencia de los (undimientos mencionados#


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Foto5ra07a mostrando asentamientos di0erenciales debidos alos ,undimientos re5ionales obser/ados en la ciudad deA5uascalientes8 A5s


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E0ectos del ,undimiento re5ional en la de la ciudad de M4+ico


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/, undimientos debidos al e&ecto de la consolidacinsecundaria# Cuando una estructura


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R, :riccin negativa en pilotes " pilas apo"adas en estratosresistentes que atraviesan estratos compresibles# La &riccinnegativa sobre dic(os elementos se produce al comprimirselos estratos compresibles por e&ecto de la consolidacin


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Suelos susceptibles delicuaci&n

)l t$rmino licuacin se utili0a para describir una gran variedadde &enmenos que se relacionan con el cambio de estadoslido al lquido en suelos granulares saturados# 'ic(o cambioes acompa1ado por un aumento en la presin de poro "

disminucin en los es&uer0os e&ectivos as como laconsecuente reduccin de rigide0 " resistencia al cortecondiciones que pueden ocurrir bajo la accin de cargasmonotnicas transitorias o repetidas# La licuacingeneralmente se mani3esta por agitacin volc!n de arena&alla por 4ujo movilidad cclica u otras evidencias# +ara que sepresente cualquiera de estos &enmenos son indispensableslas dos condiciones siguientes*

Wue el suelo sea granular Wue la presin de poro sea alta#


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7 3n de entender mejor la primera condicin vale la penarecordar que la estructura de los suelos granulares se &orma atrav$s de contactos intergranulares#

Los es&uer0os se transmiten a trav$s de estos contactosproporcionado al conjunto de granos o a la estructura delsuelo resistencia al corte " rigide0# Si por alguna ra0n sepierden algunos contactos intergranulares se disminu"e laresistencia " rigide0 del conjunto (asta que $ste puede tener

un comportamiento similar al de un 4uido viscoso# +or otraparte si el suelo est! saturado el agua en los poros ejerce unapresin en las partculas " sus contactos por lo que la presinde contacto e&ectiva o bien presin total menos la presin deporo es el par!metro que controla el comportamiento delsuelo siendo por lo tanto el aumento en la presin de poro

una de las principales causas de la p$rdida de contactosintergranulares#


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)ste &enmeno se observa en un estrato de arena sujeto a un4ujo de aguaascendente# Si la presin de poro excede al peso del suelo porunidad de !rea la super3cie de $ste 4otar! generando une&ecto similar al de un (ervor o agitacin#Cuando el suelo pierde totalmente su resistencia al corte sedice estar licuado por 3ltracin# )l mecanismo de este&enmeno se comprende con &acilidad pues se produce en unasola dimensin que es la direccin contraria a la de gravedad "

adem!s el &enmeno &sico se puede observar directamente enla inter&a0 sueloFagua#Cualquier solicitacin exterior induce en el suelo dos tipos dees&uer0o* el con3nante " el cortante# Si el comportamiento delsuelo es el!stico lineal el es&uer0o cortante solamente generaun cambio de &orma " el es&uer0o con3nante un cambio de

volumen# +or ser no el!stico en $l se experimenta bajo unes&uer0o cortante los cambios de &orma " de volumen# )nsuelos granulares el cambio de volumen inducido por estees&uer0o cortante puede ser de dos tipos* dilativo ocontractivo en los cuales el volumen del suelo aumenta odisminu"e su volumen respectivamente#


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Los suelos granulares densos son dilatantes " los sueltos soncontractantes#Si el suelo granular contractante se encuentra saturado " laaplicacin de es&uer0os cortantes es mu" r!pida como porejemplo una excitacin ssmica de tal manera que cualquierexceso de presin de poro no se pueda disipar la tendencia dela disminucin del volumen de suelo se convierte en unaumento de presin de poro#)sto ltimo conduce a una disminucin de los es&uer0os

e&ectivos en el contacto generando por lo tanto unadisminucin en la resistencia al corte de suelo# Cuando estaresistencia al corte resulte extremadamente baja pero nonecesariamente nula se considera que el suelo est! en estadode licuacin#

Sin exceso de presin de poro Con exceso de presin de poro


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Identi3caci&n preliminarLa identi3cacin preliminar del potencial de licuacin puedellevarse a cabo mediante uno de los tres siguientes m$todos ouna combinacin de ellos#

a, 'atos (istricosMuc(os de los casos de licuacin (an sido reportados en laliteratura los cuales constitu"en un acervo mu" valioso en unestudio preliminar del &enmeno# )n M$xico los problemas de

licuacin se (an encontrado en los estados de Mic(oac!nC(iapas 2eracru0 " Colima#Se (a observado que en un sitio donde (a ocurrido lalicuacin si las condiciones del subsuelo " del aguasubterr!nea no cambian el problema puede volver apresentarse


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b, 'atos geolgicosLos depsitos de suelo susceptibles a la licuacin est!n&ormados dentro de un intervalo relativamente estrec(o deentornos geolgicos# )l ambiente de

depositacin entorno (idrolgico " edad de un suelo a&ectansu potencial delicuacin#Los procesos geolgicos que segregan suelos a unadistribucin uni&orme de

tama1os de partculas " deposit!ndolos en estado sueltoproducen depsitos m!s susceptibles a la licuacin# )n esterubro se pueden encontrar suelos 4uviales suelos coluviales "elicos si estos est!n saturados# La licuacin tambi$n se (apresentado de &orma menos consistente en abanicos "planicies aluviales terra0as pla"as " estuarios# =n suelo con

una edad de &ormacin ma"or es menos susceptible a uno quees m!s joven#La licuacin ocurre solamente en suelos saturados " es m!scomn a unapro&undidad menor de 6 m debajo del nivel &re!tico# Si el nivel

&re!tico no es


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c, +ropiedades ndiceComo la causa &undamental del &enmeno es la generacin delexceso en la presin de poro " la di3cultad de su disipacin esobvio que las propiedades ndice tales como el tama1o " la

&orma de partcula as como la distribucin granulom$tricaa&ectan el potencial de licuacin# La granulometra a&ectaal potencial de licuacin% los suelos bien graduados son menossusceptibles a la licuacin que los suelos uni&ormes o malgraduados# 7renas 3nas o arenas limpias tienen ma"or

potencial que las gruesas o las contaminadas con limos# Lasme0clas de arenas con arcillas tienen mu" baja posibilidad delicuacin porque los materiales 3nos proporcionan la co(esinal suelo#Tambi$n se (an observado casos de licuacin en limos nopl!sticos tanto en el laboratorio como en el campo% en estos

casos las caractersticas de consistencia controlan el potencialde licuacin# Limos con partculas redondas son m!ssusceptibles a la licuacin que aquellos que tienen partculasde &orma laminar# )l criterio de identi3cacin m!s usado paralimos &ue establecido en C(ina mismo que se resume en latabla siguiente# =n suelo licuar! si se cumplen

simult!neamente los cuatro criterios especi3cados en la tabla#


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