Teoria Elastica

 

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INDI E INTRODUCCION.   .................................................................................................................................................... 2 I. 

OBJETIVOS.  .................................................................................................................................................... 3

II.  DESARROLLO DE TEMAS.  ......................................................................................................................... 4 A.  TEORIA ELASTICA DE SUELOS. ....................................................................................................... 4   B. PROBLEMAS EN CIMENTACIONES POR COMPORTAMIENTO PLASTICO (Aplicaciones).  .................................................................................................................................................... 8  



Definición de suelos plásticos: .......................................................................................................... 8

C.  PROBLEMAS DE ESTABILIDAD DE TALUDES Y MUROS EN SUELOS PLÁSTICO (Aplicaciones).  ..................................................................................................................................................10 D.  CALCULO DE PRESIONES VERTICALES Y ASENTAMIENTO ASENTAMIENTOS S UTILIZANDO TEORIA ELASTUICA. (Aplicaciones).  .........................................................................................................................20 E.  FALLAMIENTO DE TALUDES EN SUELOS FINOS.  ........................................................................22 III. 

CONCLUCIONES:  ....................................................................................................................................31

IV. 

BIBLIOGRAFIA:   ........................................................................................................................................31

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INTRODUCCION. Hoy en día la ingeniería civil ha ido implementando diversos tipos de cimentaciones que cumplan con requisitos de seguridad, economía y estabilidad para construcciones, pero para ello se deben considerar las cargas de dichas estructuras, que son transmitidas al terreno a través de una cimentación adecuada, teniendo presente la capacidad portante de la zona, para determinar si el tipo de suelo existente es apto para construir cimentaciones superficiales como las zapatas o es necesario utilizar cimentaciones profundas como los pilotes. Por lo tanto, en cualquier sistema de cimentación, el problema fundamental es evitar que se produzcan asentamientos diferenciales lo suficientemente grandes para dañar la estructura o dificultar sus funciones.

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I.

OBJETIVOS.   Saber aplicar las fórmulas de elasticidad de un suelo



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II.

DESARROLLO DE TEMAS. A. TEORIA ELASTICA DE SUELOS. Este tema trata de la aplicación de la teoría de elasticidad en la determinación de esfuerzos y deformaciones, que producen diferentes tipos de carga en la masa de suelo. Evalúa los asentamientos y esfuerzos, generados por distintas cargas, usando las respectivas ecuaciones de la teoría de elasticidad, donde se apreciará la deformación el suelo verticalmente y la magnitud de los esfuerzos a distancias y profundidades, medidas a partir del punto de aplicación de las cargas. El trabajo contiene una serie de gráficos que ayudan a determinar los esfuerzos y asentamientos para un medio representado por el semiespacio de Boussinesq (módulo de elasticidad constante con la profundidad) y para una capa de suelo sobre y haciendo una base rígida (también con módulo en la subcapa constante). El comportamiento elástico de los suelos, así como com o el comportamiento plástico del mismo hacen referencia al caculo de asentamientos por medio de la teoría elástica, la cual se emplea para obtener una estimación de los asentamientos iniciales que se generan en la masa del suelo producido por la aplicación de cargas. Y para utilizar la teoría de elasticidad es necesario determinar el (Es) y el módulo de possion (v), y entre estos el (Es) es el parámetro más crítico.

Hipótesis de la teoría elástica aplicada en suelos. Para aplicar la teoría de la elasticidad en los suelos, es necesario hacer las siguientes hipótesis: los suelos se encuentran en equilibrio o estado elástico. 1. El suelo es un medio continuo. 2. El suelo es un material homogéneo. 3. El suelo es un material isótropo. 4. La compresibilidad medida en el suelo es la misma en cualquier dirección. 5. La relación esfuerzo deformación del suelo es lineal 4

 

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Curva de deformación del suelo 

En suelos el módulo de elasticidad aumenta con la profundidad y varia con la presión de confinamiento, el (Es) no es un parámetro constante del suelo, sino más bien una magnitud que describe con aproximación el comportamiento del suelo para una combinación particular de esfuerzos. El modulo (Es) relaciona los esfuerzos aplicados y las deformaciones resultantes.

Ejemplo: el nivel de esfuerzos aplicados al suelo a través de la zapata es mínimo lo que originaría que el suelo se deforme, pero esta deformación no lo llevara a su condición de falla.

La teoría elástica permite determinar el (Es) mediante ensayos de campo y laboratorio tales como: ensayos de compresión edometrica, triaxial, CBR, placa de carga entre otros.

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La presión transmitida al suelo es permanente y baja lo que llevara a que la deformación sea elástica gráficamente existe una relación lineal entre la presión transmitida y la deformación la pendiente de la recta mostrada es el modulo elástico. El valor del (Es) equivalente puede determinarse con:

Donde: E: módulo de elasticidad equivalente Ei: módulo de elasticidad del estrato hi: espesor del estrato  Δσi: incremento de la presión vertical total, centro centro del estrato

Para estimar los valores de Δσi, se debe utilizar la solución de la   teoría de

elasticidad, o la siguiente expresión que da una aproximación suficiente mente precisa:

Donde: p: presión media transmitida por la cimentación α: arctg (a/z), expresado en radianes 

a: radio de la cimentación circular equivalente,

 = √ 

 

z: profundidad bajo el área del apoyo del cimiento

PARAMETROS ELASTICOS DE ALGUNOS SUELOS La estimación de asentamientos inmediatos de cimentaciones se basa en la hipótesis que el suelo es un medio isotrópico, además de considerar parámetros elásticos como E y μ, en el siguiente cuadro se presenta el rango aproximado de

los parámetros elásticos de algunos suelos.

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El modulo elástico se utiliza en la estimación de deformaciones bajo cargas estáticas, el modulo elástico relaciona los esfuerzos aplicados y las deformaciones resultantes. El nivel de esfuerzo aplicado al suelo atreves de una estructura es mínimo comparado con la deformación en falla por ello se asume que existe una relación lineal entre los esfuerzos y las deformaciones. La teoría de elasticidad permite utilizar ensayos de laboratorio y campo para la determinación del módulo elástico (E). Compresión Edometrica ASTM D2436 

 Δh/

 ==  ℎ  

Compresión Triaxial ASTM D4767 

CBR ASTM D1833 

Placa de Carga  ASTM D1194 

 

 = 

 

 = 9.83  =  4 1 − .   

. .

 

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B. PROBLEMAS EN CIMENTACIONES POR COMPORTAMIENTO PLASTICO (Aplicaciones).   Definición de suelos plásticos: La plasticidad es la propiedad que presentan los suelos de poder deformase, hasta 

cierto límite, sin romperse. El contenido de agua con que se produce el cambio de estado varía de un suelo a otro y en mecánica de suelos interesa fundamentalmente conocer el rango de humedades, para el cual el suelo presenta un comportamiento plástico, es decir, acepta deformaciones sin romperse (plasticidad).

  Límites de Atterberg



Los límites de Atterberg o límites de consistencia se basan en el concepto de que los suelos finos, presentes en la naturaleza, pueden encontrarse en diferentes estados, dependiendo del contenido de agua. Así un suelo se puede encontrar en un estado sólido, semisólido, plástico, semilíquido y líquido. La arcilla, por ejemplo, al agregarle agua, pasa gradualmente del estado sólido al estado plástico y finalmente al estado líquido.

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Los asentamientos y sus consecuencias en suelos plásticos De forma natural casi siempre se produce un asentamiento del suelo luego de construida una obra. Si los asentamientos son parejos no generan grandes problemas. Cuando se producen asentamientos diferenciales es cuando aparecen fisuras o grietas en la mampostería. Asentamientos Diferenciales. - Movimiento o desplazamiento relativo de las diferentes partes de una estructura a causa de un asentamiento irregular de la misma.

Los ejemplos más críticos son las arcillas expansivas y los suelos de rellenos compactados en forma inadecuada. Las arcillas expansivas sufren variaciones de volumen ante cambios de su contenido de humedad. Cuando aumentan su humedad tienden a empujar hacia arriba y ejercen presiones que llegan hasta los 4 kg/cm2. Como las cargas que los muros portantes en viviendas de hasta dos plantas transmiten al suelo están normalmente en el orden de los 2 kg/cm2, el empuje del suelo puede llegar a superarlas, produciendo grietas en los muros si los cimientos no fueron capaces de resistirlas sin deformarse.

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C. PROBLEMAS DE ESTABILIDAD DE TALUDES Y MUROS EN SUELOS PLÁSTICO (Aplicaciones). DEFINICIÓN DE ESTABILIDAD Se entiende por estabilidad a la seguridad de una masa de tierra contra la falla o movimiento. Como primera medida es necesario definir criterios de estabilidad de taludes, entendiéndose por tales algo tan simple como el poder decir en un instante dado cuál será la inclinación apropiada en un corte o en un terraplén; casi siempre la más apropiada será la más escarpada que se sostenga el tiempo necesario sin caerse. Este es el centro del problema y la razón de estudio.  A diferentes diferentes inclinaciones inclinaciones de talud corresponden corresponden diferentes diferentes masas de material terreo por mover y por lo tanto diferentes costos. Podría imaginarse un caso en que por alguna razón el talud más conveniente fuese tendido y en tal caso no habría motivos para pensar en problemas de estabilidad de taludes, pero lo normal es que cualquier talud funcione satisfactoriamente desde todos los puntos de vista excepto del económico.

A. Factores que inf influyen luyen en la estabilidad El que una ladera permanezca estable o sufra un deslizamiento depende de la unión de varios factores, entre ellos tenemos:

 

Características del terreno:  los lugares montañosos con pendientes fuertes

son los que con más facilidad sufren deslizamientos, aunque en ocasiones pendientes de muy pocos grados son suficientes para originarlos si la roca está muy suelta o hay mucha agua en el sub-suelo.  

Condiciones climáticas:  en las regiones lluviosas suele haber espesores

grandes de materiales alterados por la meteorización y el nivel freático suele ser alto lo que, en conjunto, facilita mucho los deslizamientos. Las lluvias intensas son el principal factor de los deslizamientos.  

Erosión:  los ríos, el mar u otros procesos van erosionando la base de las

laderas y provocan gran cantidad de deslizamientos.

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  ajamarca  

Expasividad de las arcillas:   las arcillas tienen la propiedad de que al

empaparse de agua aumentan su volumen. Esto supone que los terrenos arcillosos en climas en los que se alteran periodos ocasionan deslizamientos.

TALUDES EN ARCILLA A. Proceso de formación: Bien se sabe que el mineral de la arcilla es un mineral secundario el cual resulta de la meteorización de rocas con gran cantidad de feldespatos y micas. Estas arcillas son transportadas físicamente por agentes naturales siendo depositados en estratos de distintos espesores. Durante las distintas eras geológicas ocurren sobrecargas o efectos equivalentes como es el caso de la glaciación o secamiento de las arcillas en el fondo de los lagos, condición que comprime las partículas de arcilla con cargas elevadas, esta sobrecarga genera la preconsolidación de la arcilla. Como la sobrecarga que produjo la preconsolidación es de naturaleza variable, ya que todas las cargas pueden ser retiradas por erosión o los secamientos pueden recuperar la humedad perdida, lo que indica que puede ser removida, de este modo las partículas de arcilla tienden a recuperar su forma original.

El termino meteorización se utiliza para describir los cambios físicos y químicos que experimenta una roca o suelo. En el proceso de meteorización de una arcilla muy pre consolidada y una lutita blanda, es posible distinguir entre dos fases, en la primera ocurre una desintegración la cual rompe los enlaces y es llamada meteorización física y la segunda en donde ocurren cambios químicos y descomposición de minerales la cual es llamada meteorización química. En el proceso de meteorización el mayor efecto lo produce el contenido de agua de un suelo. En una arcilla muy pre consolidada se genera la desintegración del suelo, la cual gatilla una destrucción gradual de los enlaces en donde la arcilla trata de mantener su estructura original y como los enlaces se van rompiendo se genera una expansión de la arcilla reduciendo su resistencia al corte. 11

 

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B.

Cambios físicos químicos en los suelos arcillosos

Los cambios físicos y químicos en los suelos generalmente están relacionados con pérdida de resistencia e influyen principalmente en los suelos que contienen minerales de arcilla. El comportamiento mecánico de las arcillas está afectando. por la interacción físico-química entre las partículas de arcilla y esta interacción puede variar con el tiempo debido a diversos procesos ambientales. Los problemas más delicados corresponden a los suelos con minerales arcillosos activos, estos se reflejan en un alto índice plástico. Generalmente los materiales con arcillas plásticas son materiales con problemas de estabilidad.

C.

Taludes en arcillas

Entre las particularidades más molestas de la geotecnia destacan los suelos cohesivos: las arcillas, cutas propiedades resistentes varían con el grado de humedad y la rapidez con las que se aplican los esfuerzos. Son suelos conflictivos, si están muy húmedos y no son capaces de soportar esfuerzos, por lo contario si están muy secos aguantan más, pero se desmoronan y no son nada fiables. Es indudable que a nivel de ingeniería es mucho más fácil, cómodo y fiable trabajar con materiales cuyas propiedades se puedan considerar estables, como el hormigón y el acero.  Al empaparse empaparse los materiales materiales arcillosos, arcillosos, aumentan aumentan su su peso, peso, reducen reducen el rozamiento rozamiento interno y propician la formación de superficies de despegue. Todo ello favorece, en definitiva, los deslizamientos.

FALLAS EN ARCILLAS  A.

Falla rotacional rotacional

Se describe ahora los movimientos rápidos o prácticamente instantáneos que ocurren en los taludes y que afectan a masas profundas de los mismos con deslizamientos a lo largo de una superficie de falla curva que se desarrolla en el interior del cuerpo de un talud, interesando o no al terreno de cimentación. Las fallas de tipo rotacional pueden producirse a lo largo de superficies de fallas 12

 

  ajamarca identificables con superficies cilíndricas o conoidales cuya traza con el plano del papel sea un arco de circunferencia por lo menos con razonable aproximación. Este tipo de fallas ocurren por lo común en materiales arcillosos homogéneos o en suelos cuyo comportamiento mecánico este regido básicamente por su fracción arcillosa. En general afectan a zonas relativamente profundas del talud, siendo esta profundidad mayor, cuanto mayor sea la pendiente. Las fallas por rotación se denominan según donde pasa el extremo de la masa que rota. Puede presentarse pasando la superficie de falla por el cuerpo del talud (falla local), por el pie, o adelante del mismo afectando al terreno en que el talud se apoya (falla en base).

A. Falla traslacional Estas fallas por lo general consisten en movimientos traslacionales importantes del cuerpo del talud sobre superficies de falla básicamente planas, asociadas a la presencia de estratos poco resistentes localizados localizado s a poca profundidad del talud. La superficie de falla se desarrolla en forma paralela al estrato débil y se remata en sus extremos con superficies curvas que llegan al exterior formando agrietamientos. Los estratos débiles que favorecen estas fallas son por lo común de arcillas blandas o arenas finas o limos no platicos sueltos. Con mucha frecuencia, la debilidad del estrato está ligada a elevadas presiones de poro en el agua contenida en las arcillas o a fenómenos de elevación de presión de agua en estratos de arena. 13

 

  ajamarca Las fallas del material en bloque, muchas veces están asociadas a discontinuidades y fracturas de los materiales que forman un corte o una ladera natural, siempre en añadidura al efecto del estrato débil subyacente.

DESLIZAMIENTE

EN

LADERAS

NATURALES

SOBRE

SUPERFICIES

DE

FALLA

PREEXISTENTE: En muchas laderas naturales se encuentra en movimiento hacia abajo una costa importante de material; producido por un proceso de deformación bajo esfuerzo cortante en partes más profundas, que llega mucha vez a producir una superficie de falla. FALLA POR MOVIMIENTO DEL CUERPO DEL TATUL: En contraste con los movimientos superficiales lentos, pueden ocurrir en los taludes, pueden ocurrir en los taludes movimientos bruscos que afectan a masas considerables de suelo, con superficiales de falla que penetran profundamente en su cuerpo. FACTORES QUE PRODUCEN FALLAS DE ESTABILIDAD Y DESPLAZAMETO: 14

 

  ajamarca Los deslizamientos en taludes ocurren de muchas maneras y existe cierto grado de incertidumbre en predicción. Sin embargo, conocer los deslizamientos que han ocurrido en el área de interés, constituye un buen punto para la detención y evaluación de potenciales deslizamientos futuros.

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  ajamarca DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA:

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LA ESTABILIDAD DE TALUDES COMO PROBLEMA DE LA RESISTENCIA DE MATERIALES

Fuerzas en juego • Resistentes: cohesivas y friccionales •Ejemplo Desestabilizantes: peso propio y presión de agua de análisis de resistencia de materiales • Determinístico: encontrar K  más desfavorable y calcular F o S  • Probabilístico: estimar P  [ falla ]  para rangos de  

MUROS EN SUELOS PLASTICOS. Los muros son estructuras que surgen como alternativa alter nativa a los muros convencionales de concreto armado. El concepto o la idea que se manejó en los inicios de los muros de suelo reforzado está directamente relacionado con el concepto de Tierra Armada, el cual fue introducido por el francés Henri Vidal y patentado en 1963. En el Perú la primera obra que aplicó esta técnica fue ejecutada en el año 1972. Es a partir del concepto de Tierra Armada, suelo reforzado con elementos inextensibles, que surge el concepto de Muro de Suelo Reforzado, el cual no solamente involucra la técnica de Tierra Armada, sino también la técnica de Muros de Suelo Reforzado con elementos extensibles, como es el caso de los geosintéticos. Desde ese entonces se han construido en todo el mundo más de 40000 estructuras de muro de suelo reforzado, las cuales cubren alrededor de 30 millones de metros cuadrados. La construcción de estructuras que aplican la técnica de muros de suelo reforzado con elementos extensibles en nuestro país comienza a mediados de los años 90. Fue, sin embargo, en el año 2000 en que dicha técnica alcanzó un 17

 

  ajamarca alto grado de desarrollo y difusión. En la actualidad este tipo de estructuras son cada vez más requeridas, ya que tienen diversas aplicaciones en el campo de la ingeniería civil.

MUROS DE SUELO REFORZADO Las estructuras de suelo reforzado son sistemas compuestos de suelo compactado y elementos de refuerzo en tensión. Su resistencia interna se debe principalmente al refuerzo y externamente se diseñan como estructuras masivas por gravedad. Son fáciles, sencillas y rápidas de construir; utilizan el suelo como su principal componente y pueden adaptarse fácilmente a la topografía. Los muros de suelo pueden ser reforzados con flejes o mallas metálicas o con geosintéticos (geotextiles o geomallas). Son alternativas rentables para la mayoría de aplicaciones con concreto armado o muros de gravedad que tradicionalmente han sido utilizados para retener el suelo. Estos muros ofrecen diversas ventajas técnicas y económicas en comparación con las estructuras estru cturas convencionales de concreto armado en lugares con pobres condiciones del suelo de fundación. Los muros de suelo reforzado han sido por mucho tiempo estructuras temporales que han resultado convenientemente rentables en la construcción de desvíos provisionales en los proyectos de construcción de carreteras. Así también los muros de suelo reforzado se emplean como soporte de los pilares de un puente provisional.

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MUROS DE SOSTENIMIENTO Y CONTENCIÓN: Inserción de obras en el terreno: necesidad de establecer dos niveles (o cotas) de servicio •Posibles soluciones: Muros o taludes •Zonas urbanas: Muros, economía y funcionalidad

El muro se encaja entre la transición de niveles para asegurar el cambio de cota.

Acciones a soportar •Empujes trasdós (Et)

•Acciones externas (Ae)

•Peso propio (W)

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D. CALCULO DE PRESIONES VERTICALES Y ASENTAMIENTOS UTILIZANDO TEORIA ELASTUICA. (Aplicaciones). ENSAYO DE PALCA DE CARGA: Llamado también prueba de carga de placa, permite determinar la capacidad de soporte de carga ultima, la capacidad de carga permisible de una cimentación mediante la compresibilidad basado en consideraciones de asentamientos tolerables. (therzagui y peck, Bond)

Expresión propuesta por therzagui y peck para el asentamiento:  

   2. 2.    =     

 ᶴ  

  ᶴ  

 

Donde:   ᶴ p=asentamiento p=asentamiento medio en la placa  Bz=ancho de la placa  Bp=ancho de la zapata 

Expresión propuesta por Bond para el asentamiento:  

Suelo

“n” 

 Arcilla húmeda húmeda

0.03-0.05

 Arcilla arenosa arenosa

0.08-0.10

 Arcilla compacta compacta

0.4-0.50

 Arcilla media media

0.25-0.35

 Arena suelta suelta

0,20-0.25

n+ B z i = p Bp

 ᶴ 

  ᶴ 

 

20

 

  ajamarca EJEMPLO: Determine el asentamiento, para una cimentación cuadrada de ancho 1.50m, si los resultados obtenidos de una arena suelta con un “n”=0.20 arroja 12mm de deformación, con una placa de 50cm de ancho, utilice las dos expresiones.

datos: ancho de la zapata 1.50m ancho de la placa 50cm “n”=0.20  ᶴ p= p= 12mm

+    =  

 ᶴ  

  ᶴ  

 

 =   22. .  

 ᶴ  

  ᶴ  

.+ 1. 5 0 12 (0.50) i = 12

 ᶴ 

 

 = 44.80mm 

 ᶴ  

 = 12 12 (1.500.50   2.1.50   ) 

 ᶴ  

 = 27.00mm 

 ᶴ  

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E. FALLAMIENTO DE TA TALUDES LUDES EN SUELOS FINOS. El moderno desarrollo de las actuales vías de comunicación, tales como canales, caminos y ferrocarriles, así como el impulso de la construcción de presas de tierra, y el desenvolvimiento de obras de protección contra la acción de ríos han puesto al diseño y construcción de taludes en un plano de importancia importan cia ingenieril de primer pr imer orden. Tanto por el aspecto de inversión como por las consecuencias derivadas de su falla, los taludes constituyen hoy una de las estructuras ingenieriles que exigen mayor cuidado por parte del proyectista. Con la expansión de los canales del ferrocarril y de las carreteras, provocaron los primeros intentos para realizar un estudio racional en este campo, pero no fue sino hasta el advenimiento de la mecánica de suelos cuando fue posible aplicar al diseño de taludes normas y criterios. El objetivo principal de un estudio de estabilidad de taludes o laderas es el de establecer medidas de prevención y control para reducir los niveles de amenaza y riesgo. Generalmente, los beneficios más importantes desde el punto de vista de reducción de amenazas y riesgos es la prevención.

Definición de fallamiento El fallamiento (o formación de fallas) es uno de los procesos geológicos importantes durante la formación de montañas. Asimismo, los bordes de las placas tectónicas están formados por fallas de hasta mi les de kilómetros de longitud. Fallamiento es lo mismo que ruptura. El fallamiento se produce cuando se aplican fuerzas tan grandes que las rocas se rompen.

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Definición de talud Se entiende por talud a cualquier superficie inclinada respecto de la horizontal que hayan de adoptar permanentemente las estructuras de tierra. No hay duda que el talud constituye una estructura compleja de analizar debido a que en su estudio coinciden los problemas de mecánica de suelos y de mecánica de rocas, sin olvidar el papel básico que la geología aplicada desempeña en la formulación de cualquier criterio aceptable. En ciertos trabajos de la ingeniería civil es necesario utilizar el suelo en forma de talud como parte de la obra. Tal es el caso de terraplenes en caminos viales, en presas de tierra, canales, etc; donde se requiere estudiar la estabilidad del talud. En ciertos casos la estabilidad juega un papel muy importante en la obra, condicionando la existencia de la misma como puede verse en presas de ti erra, donde un mal cálculo puede hacer fracasar la obra.

Tipos de talud Los taludes pueden ser naturales o artificiales.

 

Naturales: son formados por la naturaleza a través de la historia

geológica.  

Artificiales: necesitan la intervención del hombre y son ejecutados para

construir carreteras, terraplenes, etc.

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Definición de suelos finos Los suelos finos están constituidos de partículas compuestas de fragmentos diminutos de roca, minerales de arcillas con textura granular. De acuerdo al sistema de clasificación clasific ación unificado, estas partículas tienen un tamaño inferior 0.075mm, que corresponden a la categoría de limos y la arcilla, por lo que toda fracción de suelo que pasa por el tamiz N° 200 es considerado como un suelo fino.

DEFINICIÓN DE ESTABILIDAD Se entiende por estabilidad a la seguridad de una masa de tierra contra la falla o movimiento. Como primera medida es necesario definir criterios de estabilidad de taludes, entendiéndose por tales algo tan simple s imple como el poder decir en un instante dado cuál será la inclinación apropiada en un corte o en un terraplén; casi siempre la más apropiada será la más escarpada que se sostenga el tiempo necesario sin caerse. Este es el centro del problema y la razón de estudio.  A diferentes diferentes inclinaciones inclinaciones de talud corresponden corresponden diferentes masas de material terreo por mover y por lo tanto diferentes costos. Podría imaginarse un caso en que por alguna razón el talud más conveniente fuese tendido y en tal caso no habría motivos m otivos para pensar en problemas de estabilidad de taludes, pero lo normal es que cualquier talud funcione satisfactoriamente desde todos los puntos de vista excepto del económico.

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A. Factores que influyen en la estabilidad El que una ladera permanezca estable o sufra un deslizamiento depende de la unión de varios factores, entre ellos tenemos: Características del terreno: los lugares montañosos con pendientes fuertes son los que con más facilidad sufren deslizamientos, aunque en ocasiones pendientes de muy pocos grados son suficientes para originarlos si la roca está muy suelta o hay mucha agua en el sub-suelo. Condiciones climáticas: en las regiones lluviosas suele haber espesores grandes de materiales alterados por la meteorización y el nivel freático suele ser alto lo que, en conjunto, facilita mucho los deslizamientos. Las lluvias intensas son el principal factor de los deslizamientos. Erosión: los ríos, el mar u otros procesos van erosionando la base de las laderas y provocan gran cantidad de deslizamientos. Expasividad de las arcillas: las arcillas tienen la propiedad de que al empaparse de agua aumentan su volumen. Esto supone que los terrenos arcillosos en climas en los que se alteran periodos ocasionan deslizamientos.

Taludes en arcilla Proceso de formación Bien se sabe que el mineral de la arcilla es un mineral secundario el cual resulta de la meteorización de rocas con gran cantidad de feldespatos y micas. Estas arcillas son transportadas físicamente por agentes naturales siendo depositados en estratos de distintos espesores. Durante las distintas eras geológicas ocurren sobrecargas o efectos equivalentes como es el caso de la glaciación o secamiento de las arcillas en el fondo de los lagos, condición que comprime las partículas de arcilla con cargas elevadas, esta sobrecarga genera la preconsolidación de la arcilla. Como la sobrecarga que produjo la preconsolidación es de naturaleza variable, ya que todas las cargas pueden ser retiradas ret iradas por erosión o los secamientos pueden recuperar la humedad perdida, lo que indica que

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  ajamarca puede ser removida, de este modo las partículas de arcilla tienden a recuperar su forma original. El termino meteorización se utiliza para describir los cambios físicos y químicos que experimenta una roca o suelo. En el proceso de meteorización de una arcilla muy pre consolidada y una lutita blanda, es posible distinguir entre dos fases, en la primera ocurre una desintegración la cual rompe los enlaces y es llamada meteorización física y la segunda en donde ocurren cambios químicos y descomposición de minerales la cual es llamada meteorización química. En el proceso de meteorización el mayor efecto lo produce el contenido de agua de un suelo. En una arcilla muy pre consolidada se genera la desintegración del suelo, la cual gatilla una destrucción gradual de los enlaces en donde la arcilla trata de mantener su estructura original y como los enlaces se van rompiendo se genera una expansión de la arcilla reduciendo su resistencia al corte. Cambios físicos químicos en los suelos arcillosos Los cambios físicos y químicos en los suelos generalmente están relacionados con pérdida de resistencia e influyen principalmente en los suelos que contienen minerales de arcilla. El comportamiento mecánico de las arcillas está afectando por la interacción físico-química entre las partículas de arcilla y esta interacción puede variar con el tiempo debido a diversos procesos ambientales. Los problemas más delicados corresponden a los suelos con minerales arcillosos activos, estos se reflejan en un alto índice plástico. Generalmente los materiales con arcillas plásticas son materiales con problemas de estabilidad. Taludes en arcillas Entre las particularidades más molestas de la geotecnia destacan los suelos cohesivos: las arcillas, cutas propiedades resistentes varían con el grado de humedad y la rapidez con las que se aplican los esfuerzos. Son suelos conflictivos, si están muy húmedos y no son capaces de soportar esfuerzos, por lo contario si están muy secos aguantan más, pero se desmoronan y no son nada fiables. Es indudable que a nivel de ingeniería es mucho más fácil, cómodo y fiable 26

 

  ajamarca trabajar con materiales cuyas propiedades se puedan considerar estables, como el hormigón y el acero. Al empaparse los materiales arcillosos, aumentan su peso, reducen el rozamiento interno y propician la formación de superficies de despegue. Todo ello favorece, en definitiva, los deslizamientos. deslizami entos. En su forma más simple, el factor de seguridad frente a una rotura de un talud vertical, un caso muy habitual en las excavaciones, se define como:

Fallas en arcillas Falla rotacional Se describe ahora los movimientos rápidos o prácticamente instantáneos que ocurren en los taludes y que afectan a masas profundas de los mismos con deslizamientos deslizamien tos a lo largo de una superficie de falla curva que se desarrolla en el interior del cuerpo de un talud, interesando o no al terreno de cimentación. Las fallas de tipo rotacional pueden producirse a lo largo de superficies de fallas identificables con superficies cilíndricas o conoidales cuya traza con el plano del papel sea un arco de circunferencia por lo menos con razonable aproximación. Este tipo de fallas ocurren por lo común en materiales arcillosos homogéneos o en suelos cuyo comportamiento mecánico este regido básicamente por su fracción arcillosa. En general afectan a zonas relativamente profundas del talud, siendo esta profundidad mayor, cuanto mayor sea la pendiente. Las fallas por rotación se denominan según donde pasa el extremo de la masa que rota. Puede presentarse pasando la superficie de falla por el cuerpo del t alud (falla local), por el pie, o adelante del mismo afectando afe ctando al terreno en que el talud se apoya (falla en base).

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Falla traslacional Estas fallas por lo general consisten en movimientos traslacionales importantes del cuerpo del talud sobre superficies de falla básicamente planas, asociadas a la presencia de estratos poco resistentes localizados a poca profundidad del talud. La superficie de falla se desarrolla en forma paralela al estrato débil y se remata en sus extremos con superficies curvas que llegan al exterior formando agrietamientos. Los estratos débiles que favorecen estas fallas son por lo común de arcillas blandas o arenas finas o limos no platicos sueltos. Con mucha frecuencia, la debilidad del estrato está ligada a elevadas presiones de poro en el agua contenida en las arcillas o a fenómenos de elevación de presión de agua en estratos de arena. Las fallas del material en bloque, muchas veces están asociadas a discontinuidades y fracturas de los materiales que forman un corte o una ladera natural, siempre en añadidura al efecto del estrato débil subyacente.

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  ajamarca Tipologia de fallas En general se toma superficie de falla circular:

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III.

CONCLUCIONES:   Conocimiento sobre el comportamiento de estructuras ante suelos plásticos. plásticos .



  Problemas ocasionados por suelos plásticos.



IV.

BIBLIOGRAFIA:

 

Internet (Variado)   www.ingenieríacivil.blogspot.com     www.monografias.com    AASHTO T37-70 ASTM D421-58 



 

ASSTHO T33-70 ASTM D422-63

 

Terzagui,Karl (1986) Mecánica de los Suelos.2da

 

Edicion. Editorial El Ateneo. Caracas. Venezuela

 

Lambe, T. William Willi am (1974) Mecánica de los Suelos. Suelos.

 

Editorial Limusa. Caracas, Venezuela. Tomo I y Li.

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