Mecanica de Suelos Exl 1

MECÁNICA DE SUELOS SEMANA I

Ing: SHEYLA YULIANA CORNEJO RODRIGUEZ

Mecánica de Suelos OBJETIVO Estudiar el comportamiento del suelo para ser usado como material de construcción o como base de sustentación de las obras de ingeniería.

Mecánica de Suelos OBJETIVO Estudiar el comportamiento del suelo para ser usado como material de construcción o como base de sustentación de las obras de ingeniería.

Mecánica de Suelos IMPORTANCIA  La importancia de los estudios de la mecánica de suelos radica en el hecho de que si se sobrepasan los límites de la capacidad

resistente del suelo o si, aún sin llegar a ellos, las deformaciones son considerables, se pueden producir esfuerzos secundarios en los miembros estructurales , quizás no tomados en consideración en el diseño, produciendo a su vez deformaciones importantes, fisuras, grietas, alabeo o desplomos que pueden producir, en casos extremos, el colapso de la obra o su inutilización y  abandono.

La Torre Torre de Pisa, ejemplo de un problema originado por deformaciones importantes.

Mecánica de Suelos IMPORTANCIA  La Mecánica de Suelos se interesa por la estabilidad del suelo, por su deformación y por el flujo de agua, hacia su interior, hacia el exterior y a través de su masa, tomando en cuenta que resulte económicamente factible usarlo como material de construcción.

Concepto del término suelo desde el punto de vista ingenieril Karl Terzaghi, se llama suelo a todo agregado natural de  partículas minerales separables por medios mecánicos de poca intensidad, como agitación en agua. Por el contrario, roca es un agregado de minerales unidos por fuerzas cohesivas poderosas y  permanentes. Suelo es una delgada capa de la corteza terrestre de material que  proviene de la desintegración y/o alteración física y/o química de las rocas y que pueden haberse quedado en el sitio o haber  sido transportados, por el aire, agua o la gravedad.

CONCEPTO DEL TÉRMINO SUELO DESDE EL PUNTO DE VISTA INGENIERIL Como elemento soporte de las cimentaciones El análisis de las particularidades del suelo o terreno como elemento soporte de los diferentes tipos de cimentaciones de las edificaciones, es un estudio particularizado de su estructura y componentes físico-químicos y el comportamiento de estos ante las cimentaciones superficiales, profundas, con cargas estáticas o dinámicas aplicadas sobre el mismo.

CONCEPTO DEL TÉRMINO SUELO DESDE EL PUNTO DE VISTA INGENIERIL Como elemento estructural En toda obra de tierras y en especial en las de carácter industrial se realizan rellenos (terraplenes); se hacen obras de sostenimiento o contención; se realizan excavaciones superficiales y subterráneas; se crean infraestructuras para las obras viales, propias o inducidas de la industria y en todas ellas el suelo o terreno juega un papel como elemento estructural.

CARACTERÍSTICAS DE LOS SUELOS 

Medio natural con propiedades inherentes.

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Diferentes tipos de suelos.



Comportamientos del suelo depende de presión, tiempo y  medio físico.

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Mayoría de suelos son muy susceptibles a alterarse.



Comportamiento en laboratorio puede ser diferente al de campo

CRITERIOS 

Propiedades deben ser determinadas para cada caso.

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Representatividad de las muestras.



Representatividad de los ensayos.

  Agrupamiento   Algunas

se suelos: arcillas y arenas.

propiedades deben ser fijadas.

IDENTIFICACIÓN DEL SUELO Para la completa identificación de un suelo o terreno el ingeniero necesita saber lo siguiente: 

granulometría



forma



composición química de las partículas



las fracciones coloidales y sedimentables que contiene.

Caracterización del Suelos

Desde el punto de vista del ingeniero civil representa la roca fragmentada, de todo tipo y representa la corteza terrestre visible, que no supera los 80 mts de profundidad, hasta donde a la fecha han llegado sus cimentaciones.  La cimentación de este edificio es la más grande jamás construida, ya que tiene un  sistema de varillas de 1,5 metros de diámetro en su base y más de 50 metros de profundidad 

Venecia es quizás uno de los ejemplos más notables de la cimentación por  medio de pilotes de madera

Puertas y ventanas que se traban o están descuadradas, o con dificultades para abrir o cerrar.

Grietas nuevas o grietas visiblemente reparadas en la estructura y en obras exteriores

Desniveles entre pisos y terreno. El terreno ha bajado dejando el piso al aire en algunos sectores

Depresiones en el terreno. Un jardín en áreas planas o en pendiente, normalmente no debe tener formas onduladas.

Levantamientos del terreno y de aceras. A veces estos levantamientos son debidos a raíces de árboles. Si esto no es evidente, pueden ser por expansión del suelo

Grietas en el suelo en forma de media luna. Las grietas en el terreno siempre son indicio de algún problema geotécnico

Terreno con topografía original escalonada . Indicio de movimientos antiguos que pueden reactivarse, o de un movimiento actual lento pero continuo.

o escarpas viejos cubiertos por  vegetación Estas son evidencias claras de deslizamientos Escarpas que muestran suelo “fresco”

Muros, cercas, postes, o cualquier otra cosa que no esté aplomada o alineada en su forma natural Estos son indicios de que el terreno se está moviendo, arrastrando o empujando obras enterradas

Árboles inclinados: son indicadores menos confiables de movimientos, pues tienden a doblarse en búsqueda de la luz solar. Cuando se presentan muy inclinados o inclinados en diferentes direcciones, pueden ser indicio de deslizamientos o reptación superficial.

Taludes verticales o con pendientes abruptas. Los taludes pueden lucir estables, pero la descomposición con el tiempo de los materiales que los constituyen, puede originar su deslizamiento.

Desprendimiento de material del talud. Se considera uno de los indicios más evidentes, pero su relevancia debe ser determinada por un especialista

Formación de cárcavas o surcos de erosión por aguas de escorrentía. Aunque aparenta ser un problema superficial, puede causar otros o tros más graves

Huecos en el terreno similares a cuevas de roedores. Son el producto de erosión interna, causada por agua infiltrada

Socavación del pie de laderas por ríos y quebradas. Este proceso  puede originar el deslizamiento deslizamiento progresivo de la ladera

Sobrecargas en la parte superior de taludes. Como construcción de muros y rellenos

Colocación de rellenos sobre laderas

Cortes al pie de taludes para ganar área de construcción o de  jardines y recreación

Alteración de las condiciones naturales de las aguas, como obstrucción de cauces, eliminación de la cobertura vegetal, terraceos que impiden el flujo y favorecen la infiltración

Humedad o filtraciones en sótanos u otras áreas, manantiales al  pie de taludes. Pueden deberse a aguas propias del terreno o a rupturas de tuberías y tanques de almacenamiento

Riego excesivo de jardines

Colocación de tuberías sobre materiales de relleno sin compactación adecuada.

Siembra de árboles que desarrollan raíces gruesas y extensas

Son suelos que tienen la propiedad de contraerse o expandirse debido a cambios en su contenido de humedad. Este proceso involucra grandes cambios volumétricos generando esfuerzos considerables. Son arcillas altamente plásticas y con alto contenido de montmorillonita en su composición.

a) Movimientos estacionales del terreno descubierto b) Movimiento estacionales debajo de un edificio, a partir  de su construcción.

DISTRIBUCION DE LOS SUELOS EXPANSIVOS EN EL PERU Región Norte y Nororiente. Piura. Paita. Talara. Chiclayo. Iquitos. Bagua.

Región Sur. Moquegua.

0°

82°

80°

78°

76°

74°

72°

70°

2°

0°

2°

Tumbes Iquitos

4°

4°

Piura

Moyobamba C hacha poyas

6°

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C hic layo

C ajam arca

8°

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78°

76°

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Zona de Ca racterísticas Geol ógicas y Climáticas Favorables a la Presencia de Suelos Expansivos. Se h a comprobado su existencia en esta zona. Zona de Características Ge ológicas y Climáticas que hacen p osible l a Ocurrencia de Suelos Expansivos en det erminados lugares. Se h a comprobado su existenci en el Ecuador. Zona con Geol ogía Favo rable y Clima Desfavorable para la Ocurrencia de Suelos Expansivos se necesita mayor  información.

70°

8°

DAÑOS OCASIONADOS POR LOS SUELOS EXPANSIVOS

Daños en Construcciones livianas

Agrietamientos Producidos por Levantamiento de la Cimentación

Fallas Características por Expansión de Suelos

Fallas por Expansión de Suelos en el Centro de Salud de San Antonio Antonio - Moquegua

ALTERNATIVA DE SOLUCION Esta es otra forma para diseñar una estructura adecuándola a suelos expansivos. Esta casa es construida sobre una plataforma rígida que se inclina cuando el suelo se expande.

SUELOS COLAPSABLES CARACTERISTICAS Y ALTERNATIVAS DE SOLUCIONES

.

Estos se encuentran en las regiones áridas y semiáridas. Los depósitos eólicos, coluviales, residuales, tufos volcánicos pueden ser colapsables. En Lima, se han encontrado estos tipos de suelos en la ciudadela Antonia Moreno de Cáceres. En otros departamentos a nivel Nacional: Arequipa, Majes, Moquegua .

VISTA DE UN MATERIAL GRAVOSO COLAPSABLE

VISTA DE UN MATERIAL GRAVOSO COLAPSABLE

ALTERNATIVAS DE SOLUCION Generación del Colapso por Saturación

•

Impermeabilización de suelos.

•

Evitar

•

la

construcción

de

jardines,

diseñando jardineras. Estabilización

•

del

terreno

procesos físicos o químicos.

mediante



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

Se aprecia la erosión causada por las arcil las disper sivas. L a zona  se encuentr a cer ca a un a laguna en Orlando. (F lori da - USA) 

Ejemplo de fal la por tubi ficación en u na Pr esa debido a l a presencia de Suelos  Dispersivos 

ALGUNOS CASOS VISTOS:

FENOMENO DE LICUACIÓN DE SUELOS

PERDIDA DE CAPACIDAD PORTANTE Estado Inicial

Nivel Freático

Estado Final

Flujo de agua hacia arriba

Manifestaciones de la Licuación en Superficie

Licuación de Suelos en Nigata, Japón Sismo de 1964

Licuación de Suelos en Venezuela, Sismo de 1969

Licuación de Suelos en Kobe, Japón Sismo de 1995

Licuación de Suelos en Kobe, Japón Sismo de 1995

Licuación de Suelos en Chimbote, Perú. Sismo de 1970

Licuación de Suelos en Chimbote, Perú. Sismo de 1970

Licuación de Suelos en Tahuishco, Moyobamba Sismo de 1990

Licuación de Suelos en Asungue, Moyobamba Sismo de 1990.

PROBLEMAS DE TALUDES

SISMOS

El análisis de las observaciones sismológicas ha permitido estimase la composición interna de la tierra, sintetizada en:

CORTEZA TERRESTRE MANTO ROCOSO  NUCLEO