MECNICA DE SUELOS Y ROCAS

INTRODUCCIN Y GENERALIDADES

ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL

CONTENIDO1.- Introduccin2.- Definicin de Roca3.- Tipos de Rocas4.- Definicin de Mecnica de Rocas5.- Definicin de Suelo6.- Definicin de Mecnica de Suelo7.- Origen y Formacin de los Suelos8.- Principales Tipos de Suelos9.- Problemas Tpicos de Suelos10.- Laboratorio de Mecnica de suelos

DEFINICIN DE ROCAMasa slida formada por minerales de origen natural. Pocas rocas estn formadas por un solo mineral, como la caliza. La mayora, como el granito, estn formadas por ms de uno.Material Geolgico con una resistencia a la compresin simple mayor que 1 1.25 MPa

DEFINICIN DE ROCA

TIPOS DE ROCAS

DEFINICIN DE MECNICA DE ROCASSoc. Am de Mec. de Rocas (1962): Rama de la mecnica queestudia la reaccin de los materiales ante los campos de esfuerzos activos en su entorno fsicoJ. Talobre: Ciencia que estudia el comportamiento mecnico de las rocasCiencia que estudia el comportamiento de las rocas ante campo de esfuerzos de origen natural o artificial

Como se deforman las rocas (deformabilidad)Porqu y cunto se deformanOBJETIVOS DE LA MECNICA DE ROCAS

FACTORES PRINCIPALES QUE CONTROLAN LADEFORMACION DE LAS ROCAS - NATURALEZAPropiedades intrnsecas de la roca intacta y del macizo rocoso (tipo de roca cohesin grado de alteracin ).

FACTORES PRINCIPALES QUE CONTROLAN LADEFORMACIN DE LAS ROCAS - NATURALEZAEstado de esfuerzos (esfuerzos iniciales, residuales, tectnicos, topogrficos...).

FACTORES PRINCIPALES QUE CONTROLAN LADEFORMACIN DE LAS ROCAS - NATURALEZAEstado de esfuerzos (esfuerzos iniciales, residuales, tectnicos, topogrficos...).

FACTORES PRINCIPALES QUE CONTROLAN LADEFORMACIN DE LAS ROCAS - NATURALEZAPropiedades ambientales (humedad, contenido de agua...)

Estados de esfuerzos inducidos (construcciones, desmontes subterrneas, anclajes, explotacin de acuferos)FACTORES PRINCIPALES QUE CONTROLAN LADEFORMACION DE LAS ROCAS - HOMBRE

PROPIEDADES DE LA MECNICA DE ROCAS

DENOMINACINCARACTERISTICASTCNICAS DE ESTUDIOPropiedades de IdentificacinComposicin Mineralgica , estructura, microestructura, textura, etc.Descripcin Visual, microscopio, etc.PorosidadTcnicas especificas de laboratorio y ensayos In SituDensidad y Peso EspecificoHumedadPermeabilidadDurabilidad y AlterabilidadPropiedades MecnicasResistencia a la Compresin SimpleEnsayos de CompresinResistencia a la TraccinEnsayos de Traccin Velocidad de Ondas SnicasMedicin en el LaboratorioResistencia a la compresin TriaxialEnsayo Triaxial Deformabilidad y mdulos elsticosEnsayos de Compresin

DEFINICIN DE SUELOLa Definicin de suelo cubre una extensin y Variedad:AgrnomoGelogoIngenieraActividades Orgnicas y vidavegetalLocalizacin deracesMaterial TerrosoOrgnico e Inorgnico

DEFINICIN DEL ESTUDIO DE LA MECANICA DE SUELOS TERZAGHI

PECK

MECANICAHIDRAULICACIENCIAARTEEs la Rama de la ciencia que trata el estudio de sus propiedades fsicas y el Comportamiento de masas de suelos sometidas a varios tipos de fuerzas.

Clasificacin de la Mecnica de Suelos con base enla fase gaseosa y lquida*

Clasificacin de la problemtica relacionada con la Mecnica de Suelos No Saturados*

ORIGEN Y FORMACIN DE LOS SUELOSCICLO ROCA SUELOTERZAGHIASTMSUELOROCASUELOROCASedimentosM. Slida Min.Agregado Min.Agregado Min.DesintegracinM. MecnicosFzas. Cohesi.

CICLO EROSIVOROCASUELOEROSINFSICAQUMICA

EROSIN FISICAIN SITUCambio de T : ( Exfoliacin ) Los cambios de T ms presencia de agua, generan una fractura violenta, expansiones trmicasCrecimiento de Cristales : Aumento de cristales de agua, por ciclos de hielo - deshielo, producen fracturacin de la roca, lo que depende del grado de porosidad.Accin orgnica : Por accin de vegetales y animales, rompen y desplazan la rocaTensin de la corteza : Rotura por efecto de esfuerzos de tensin mayores a la resistencia al corte. Las fallas se conocen como Diaclasas y DislocacionesGravedad : Debido a tracciones de macizos rocosos , sin soporte lateral. Fallas o diaclasas verticales

EROSION FISICATRANSPORTE Y EROSINGravedad: Fuerza que contribuye a transportar el material de una zona alta a una baja de una roca ya erosionadaAgua: Transporta y erosiona activamente, ya sea por lluvia, ro o mar, fracturando y moliendo el trozo inicialHielo: Efecto combinado de transporte y erosin por friccin : fracciona en partculas muy pequeas y transporta partculas grandesViento: Accin erosiva de materiales finos no cohesivos, transportando a grandes distancias

EROSION QUIMICAHidratacin: Adicin de agua para transformar un compuesto en otro Aceleracin del proceso con presencia de otros elementosHidrlisis: Descomposicin qumica por efectos del agua ms anhdrido carbnicoDisolucin: Disolucin de una roca debido a la presencia de agua y anhdrido carbnico.Se generan grietas, cavernas y oquedadesSe denomina a esto Fenmenos KrsticosOxidacin: Transformacin de xidos ferrosos en frricos ante la presencia de agua y T .

PROCESOS

PRINCIPALES TIPOS DE SUELOSS. ResidualS. TransportadosD. EolicosD. GlacialesD. AluvialesCint. MeandricosC. InterconectadasS. Orgnicos

NOMBRES LOCALES PARA SUELOS CalicheArena + Limo + GravaGumboS. ArcillosoAdobeS. ArcillosoTerra Rossa D. de Suelo ResidualFangoS. OrgnicoTierra TurbosaD. de Suelo OrgnicoSaprolitaD. de Suelo ResidualMargaArena + Limo + ArcillaLateritaFe2O3 + Al2O3TurbaMateria Orgnica

PROBLEMAS TIPICOS DE SUELOSEn su trabajo prctico el ingeniero civil ha de enfrentarse con muy diversos e importantes problemas planteados por el terreno. Prcticamente todas las estructuras de ingeniera civil, edificios, puentes, carreteras, tneles, muros, torres, canales o presas, deben cimentarse sobre la superficie de la tierra o dentro de ella. Para que una estructura se comporte satisfactoriamente debe poseer una cimentacin adecuada.

PROBLEMAS TIPICOS DE SUELOS

PROBLEMAS TIPICOS DE SUELOSCuando el terreno firme est prximo a la superficie, una forma viable de transmitir al terreno las cargas concentradas de los muros o pilares de un edificio es mediante zapatas. Un sistema de zapatas se denomina cimentacin superficial. Cuando el terreno firme no est prximo a la superficie, un sistema habitual para transmitir el peso de una estructura al terreno es mediante elementos verticales como pilotes o caissons.

PROBLEMAS TIPICOS DE SUELOS

PROBLEMAS TIPICOS DE SUELOS

PROBLEMAS TIPICOS DE SUELOS

PROBLEMAS TIPICOS DE SUELOS

PROBLEMAS TIPICOS DE SUELOSOtro problema comn es cuando la superficie del terreno no es horizontal y existe una componente del peso que tiende a provocar el deslizamiento del suelo. Si a lo largo de una superficie potencial de deslizamiento, los esfuerzos tangenciales debidos al peso o cualquier otra causa (como agua de filtracin, peso de una estructura o de un terremoto) superan la resistencia al corte del suelo, se produce el deslizamiento de una parte del terreno.

PROPIEDADES FISICO QUIMICAS DE LOS MINERALES ARCILLOSOSARCILLA : Partculas menores a 0,002 mm (AASHTO) producto de la meteorizacin qumica , Las cuales presentan cohesin y plasticidad, compuestos . Bsicamente por silicatos de Al, Fe y Mg .MINERAL ARCILLOSO : Formaciones cristalinas constituidas por dos unidades estructurales : Tetradrica y Octadrica .De acuerdo a la organizacin de estas unidades, losminerales arcillosos se dividen principalmente en tres grupos - Caolinitas : Espesor de 7 A ( 1A = 0,0001 micra )- iIlitas : Espesor de 10 A- Montmorilonitas : Similar a las ilitas.

PROPIEDADES FISICO QUIMICAS DE LOS MINERALES ARCILLOSOSCaolinitas: Unidad octadrica + tetradrica hasta formar bloques de 500 - 1000 A de espesor. Estable, baja absorcin , baja retraccin y expansin.Ilitas: Formado por una estructura octadrica entre dos tetradricas, hasta formar bloques de 200 - 300 A. Por su adherencia son menos estables, poseen mayor absorcin de agua y mayor potencial de expansin y contraccin.Montmorilonitas : Pero muy susceptibles a la absorcin, formando bloques de 10 - 30 A Son de muy alto potencial de expansin - contraccin.

ESTRUCTURA DE LOS MINERALES ARCILLOSOSLa arcilla posee dos unidades estructurales bsicas : Tetradrica y Octadrica.La estructura laminar se forma cuando los iones de oxgeno se enlazan entre varias unidades, formando distintos tipos, con distintas caractersticas.

Cationes de cambio n H2O

ESTRUCTURA DE LOS PRINCIPALES MINERALES ARCILLOSOS

ESTRUCTURA DE LOS MINERALES ARCILLOSOS

ESTRUCTURA DE LOS MINERALES ARCILLOSOS