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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.
http://es.wikipedia.org/wiki/Idioma_griegohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cienciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Tierrahttp://es.wikipedia.org/wiki/Tierrahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cienciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Idioma_griego5/25/2018 Mec nica de Suelos I Diapositivas
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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%ADa5/25/2018 Mec nica de Suelos I Diapositivas
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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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HISTORIA DE LA MECNICA DE SUELOS
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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HISTORIA DE LA MECNICA DE SUELOS
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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HISTORIA DE LA MECNICA DE SUELOS
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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ESTRUCTURA DE LA TIERRA
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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ESTRUCTURA DE LA TIERRA
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