“MECANICA DE SUELOS”

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AGRADECIMIENTO;

Al ing. José Matías Gonzales pineda con colaboraciones de Arq. Carlos Rangel Díaz y su cuerpo de laboratoristas, por la revisión técnica del manuscrito.

El suelo ha sido hasta el presente un patrimonio subestimado, un recurso que hemos dilapidado y cuya perdida, de continuar, pone en peligro nuestras viabilidad como nación “…”

Recuperar el suelo y protegerlo eficazmente de los agentes erosivos y degradantes solo será posible con grandes esfuerzos de muchas generaciones “…”

De la manera como una sociedad utiliza la tierra, se puede predecir el futuro.(Ing. Manuel Velázquez plan estratégico forestal para México 2025),

Ing. Manuel Velázquez Camacho

Índice

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Introducción………………………………………………………………..4

Capitulo1 Ingeniería geotécnica ………………………………….....5

Capítulo 2 laboratorio de suelos……………………………..….……. 5

Traxial consolidado no drenado……………………………………………..…………..5

Traxial consolidado drenado…………………………………………………..…………6

Clasificación de roca…………………………………………………………..………….6

Clasificación sucs……………………………………………………………...……...…..6

Límites de Atterberg…………………………………………………………...………….7

California bearing ratio…………………………………………………...……………….7

Análisis granulométrico……………………………………………..……………………8

Capítulo 3 Suelos deficientes………..…………….……………….......9

Capítulo 4 Mensaje a los ingenieros geotécnicos.…………….……9

Retroalimentación…………………………………………………….….10

Conclusiones……………………………………………………………...10

Obras maestras de la ingeniería civil..……………………………….11

Bibliografía………………………………………………………………………………..12

INTRODUCCION;

Hablaremos sobre la gran y basta ciencia del mecanismo del suelo, este tema surgió gracias al considerado padre de la mecánica de suelos y de la ingeniería geotécnica  Karl von Terzaghi, Recién con el trabajo realizado por Terzaghi, la Mecánica de Suelos fue reconocida como una disciplina principal de la Ingeniería

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Civil. Este término y el de Geología Aplicada a la Ingeniería, fueron introducidos en su libro pionero “Erdbaumechanick auf Bodenphysikalischer Grundlage” (publicado en 1925). El reconocimiento internacional de esta disciplina se logró con la Primera Conferencia Internacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería de Cimentaciones, llevada a cabo en la Universidad de Harvard en junio de 1936. Esta conferencia, presidida por Terzaghi, fue organizada por el Profesor Casagrande. Un hito principal en la Mecánica de Suelos fue la publicación en 1943 del libro “Theoretical Soil Mechanics” de Terzaghi, el que hasta ahora permanece como una importante referencia. Este libro fue seguido por “Soil Mechanics in Engineering Practice” de K. Terzaghi y R.B. Peck enel año 1948 y por trabajos posteriores de otros investigadores.

Técnicamente esto se basa en la aplicación de las leyes de la física y las ciencias naturales a los problemas que involucran las cargas impuestas a la capa superficial de la corteza terrestre (Caudal y Strack, 1979, Kitamura, 1981), es decir la resistencia a la carga estática y dinámica del suelo y su clasificación del mismo.

Esto surgió desde el siglo XIX y se ha ido actualizando debido a la gran contingencia de la modernización de ciudades, enormes rascacielos, puentes, túneles, muelles, etc. Así mismo comenzaron los estudios al suelo ya que es de gran importancia el saber su resistencia al soporte y su propiedad del mismo, a continuación se presenta, la base de esta disciplina.

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1.-INGENIERÍA GEOTÉCNICA;

La Ingeniería geotécnica es una rama de la Ingeniería civil que se encarga del estudio de las propiedades mecánicas, hidráulicas e ingenieriles de los materiales provenientes de la Tierra. Los ingenieros geotécnicos investigan el suelo y las rocas por debajo de la superficie para determinar sus propiedades y diseñar las cimentaciones para estructuras tales como edificios, puentes, centrales hidroeléctricas, estabilizar taludes, construir túneles y carreteras, etc.

Es de gran importancia esta disciplina ya que es las que infieren para dar un resultado amplio y conciso del material estudiado (Northey, 1952), se cree que son la base de la ingeniería civil, ya que son lo que dan la pauta al buen control y seguimiento de obras civiles.

2.- LABORATORIO DE SUELOS;

Esta se apoya con los laboratorios de suelos, los cuales realizan los estudios preliminares para la determinación de resultados, el estudio referente hacia una mecánica de suelos son primordialmente de gran importancia para la realización de diseño del soporte, a continuación se presenta los principales estudios que se realizan y sus objetivos de estos;

2 .1.-Traxiales consolidado no drenado;

La muestra es llevada a la falla por rápido incremento de la carga axial, de manera que no exista cambio de volumen, se refiere al hecho de aplicar carga a un elemento cilíndrico extraído de suelo sin alteración alguna sin cambios de humedad y volumetría en su estructura a fin de obtener las cargas de soporte de los suelos.

2.2.-Traxiales consolidado drenado;

La diferencia esencial con respecto al ensayo anterior corresponde al hecho de abrir la válvula de la bureta, esto con el propósito de desalojar el agua contenida en los poros de la muestra de suelo que se está ensayando, se refiere al hecho de

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aplicar carga a un elemento cilíndrico como la traxial consolidada no drenada a diferencia que esta es repercutida y alterada por la erosión de agua a presión, al mismo tiempo que se le aplica las cargas de compresión axial, tiene como objetivo determinar el soporte de suelo a estado saturados por lluvias , mantos freáticos o escurrimientos de ríos, laderas etc.

2.3.- Clasificación de rocas;

Se refiere al análisis conservativo y físico de las rocas, en las cuales nos sirve para determinar su tipo, entre los más comunes del tipo; ígneas, metamórficas y sedimentarias las cuales se miden en base a su textura, forma, color, resistencia y desgate ala abrasión. A pesar de todos los esfuerzos, no existe en actualidad una

sola clasificación que reúna todos los diversos tipos de rocas. Si bien algunas tablas de clasificación satisfacen.

A algunos Petrógrafos también se disponen de otras tantas desarrolladas por otro gran número de estudiosos. Su objetivo de este es el saber su soporte y rendimiento para la aplicación de cargas tanto estáticas dinámicas como expansivas.

2.4.-Clasificación suscs;

El Sistema Unificado de Clasificación de Suelos, (Unified Soil Classification System (USCS)) es un sistema de clasificación de suelos usado en ingeniería y geología para describir la textura y el tamaño de las partículas de un suelo. Este sistema de clasificación puede ser aplicado a la mayoría de los materiales sin consolidar y se representa mediante un símbolo con dos letras.

2.5.- Límites de Atterberg;

Los límites de Atterberg o límites de consistencia se utilizan para caracterizar el comportamiento de los suelos finos, aunque su comportamiento varía a lo largo del tiempo. El

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nombre de estos es debido al científico sueco Albert Mauritz Atterberg (1846-1916).

Los límites se basan en el concepto de que en un suelo de grano fino solo pueden existir cuatro estados de consistencia según su humedad. Así, un suelo se encuentra en estado sólido, cuando está seco. Al agregársele agua poco a poco va pasando sucesivamente a los estados de semisólido, plástico, y finalmente líquido. Los contenidos de humedad en los puntos de transición de un estado al otro son los denominados límites de Atterberg.

2.6.- California bearing ratio (valor relativo de soporte) ;

El valor de soporte de California, cuyas siglas CBR viene de California Bearing Ratio fue considerada por Porter en el estado de California para estandarizar un modelo de ensaye a esfuerzo cortante para determinar la resistencia del suelo para ser considerado en el diseño de un pavimento.

En México fue considerado como el Valor Relativo de Soporte, contemplando el ajuste propuesto por el Ing. Rodrigo Padrón para el manejo de las características de clima propicias en México mediante el ajuste de humedades a diferentes grados de compactación, creando el estándar VRS modificado.

Como objetivo de esta prueba es el valor de soporte que presenta un suelo al estado saturado aplicando carga a compresión en un punto específico y definido observando claramente el valor ala cortante de este (Rodrigo padrón, 1989). Este método es aplicable a materiales ya consolidados en capas de suelo o en estado suelto y compactados en laboratorio.

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2.7.- Análisis granulométrico;

Se denominada  clasificación granulométrica o granulometría, a la medición y gradación que se lleva a cabo de los granos de una formación sedimentaria, de los materiales sedimentarios, así como de los suelos, con fines de análisis, tanto de su origen como de sus propiedades mecánicas, y el cálculo de la abundancia de los correspondientes a cada uno de los

tamaños previstos por una escala granulométrica.

Este estudio se efectúa al hacer pasar las partículas por una serie de mallas de distintos anchos de entramado (a modo de coladores) que actúen como filtros de los granos que se llama comúnmente columna de tamices.

Pero para una medición más exacta se utiliza un granulómetro láser, cuyo rayo difracta en las partículas para poder determinar su tamaño. O también se pueden utilizar los rayos gamma obs.

Es claro que es indispensable para logras saber que gradación tiene el suelos ya que esto da amplitud al soporte del suelo.

3.-Suelos Deficientes Alcalinos;

Los suelos alcalinos son suelos arcillosos con pH elevado (>9), estructura pobre y densa, baja capacidad de infiltración y lenta permeabilidad. Poseen a menudo una capa calcárea compacta a una profundidad de 0.5 - 1 m (en la India llamada kankar). Son difíciles de cultivar para la agricultura.

Las propiedades físicas desfavorables de estos suelos se deben mayormente a la presencia de carbonato de sodio, que causa la expansión de la arcilla cuando están húmedos. Su nombre lo derivan del grupo de metales alcalinos al cual pertenece el sodio, que puede originar condiciones básicas. Suelos que son básicos por otras razones no se llaman alcalinos: todos los suelos alcalinos son

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básicos, pero no todos los suelos básicos son alcalinos. Los suelos alcalinos son el opuesto de los suelos sulfatados ácidos que tienen un pH < 5.

El grado de ocurrencia de los suelos alcalinos no se conoce exactamente, 1 pero en Europa oriental y la India septentrional se encuentran millones de hectáreas.

4.- MENSAJE A LOS INGENÍEROS GEOTECNICOS;

Terzaghi (1958) indica que un Consultor es una persona que supuestamente sabe más que su cliente sobre una determinada materia. Cuando un Consultor adquiere una reputación y descubre que sus servicios están en demanda, su carrera futura dependerá de lo que desea conseguir en la vida.

Terzaghi presentó las calificaciones necesarias para la aplicación de la mecánica de Suelos de forma satisfactoria:

1.- Adecuado conocimiento de fundamentos

2.- Conocimiento adquirido por experiencia

3.- Sentido común

4.- Apropiada observación

5.- Iniciativa

6.- Imaginación

El Prof. Casagrande (1959) complementó las recomendaciones propuestas por Terzaghi, con el objeto de animar a los ingenieros jóvenes a desarrollar una posición correcta frente a esta materia.

Retroalimentación;

Esta disciplina son base de años de conocimiento, experimentación para lograr conocer los soportes del suelo sus propiedades y así diseñar los elementos estructurales a soportar, para que estos logren tener una larga vida útil, esta disciplina basada en la ingeniería civil es fundamental en construcción (Karl von Terzaghi en 1925) con la publicación Erdbaumechanik .

Como se ha podido comprobar que el suelo está en constante cambio aun en estados estáticos ya sean cambios volumétricos propiedades primas y el deterioro en base al alto grado de contaminación de los suelos tanto en agrícolas como vía estructural.

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Conclusión;

En resumen la base de toda un diseño y construcción estructural o pavimentario, requiere de un exhaustiva analizacion de suelo el cual será la base de la construcción, es de gran importancia conocer sobre la mecánica de un suelo, también sabemos que su base de este término son la ingeniería geotécnica y los laboratorios de suelos ya que son los que analizan y dan a certedad el resultado en todas sus características del mismo.

Aún existe la incertidumbre y se cree que aún no se tiene conceptualizado referente a información sobre esta disciplina (Wroth y Houlsby, 1992). Ya que son pocos los investigares que se adentran al enfoque del suelo, aunque gracias a los grandes esfuerzos de esta disciplina “Mecánica de suelos” tales como Karl Von Terzaghi, Thomas William Lambe, Robert Whitman, entre otros, Se puede decir en la actualidad que gracias a estos grandes genios se logra así ser esta disciplina la base fundamental de la construcción civil, la premisa del éxito y desafío a la física y las ciencias naturales.

Obras maestras de la ingeniería civil;

Se muestran algunos ejemplos donde influye mucho el estudio del suelo.

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¿Por qué elegí este tema?

En base a mis conocimientos sobre esta disciplina y el deseo de seguir conociendo este extenso y bello arte del suelo y sus estados cambiantes.

¿De dónde partí para empezar a escribir?

Desde mi experiencia sobre el tema ya que estos estudios que conlleva la geotecnia los realizo diariamente en mi trabajo y parto de ello con apoyo de grandes arquitectos, geólogos e ingenieros que dieron sus aportaciones para que se tenga un extenso conocimiento de esta ciencia.

Bibliografía;

TERZAGHI Y LA MECANICA DE SUELOS, Jorge E. Alva Hurtado, PhD

PROTECCIÓN, RESTAURACIÓN CONSERVACIÓN DE SUELOS FORESTALES manual de obras y prácticas tercera edición.

http://pavimentositt.blogspot.mx/2011/03/valor-de-soporte-de-california-cbr-y.html

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADmites_de_Atterberg

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Mazatlán

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http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Unificado_de_Clasificaci%C3%B3n_de_Suelos

http://www.pdv.com/lexico/museo/rocas/clasificacion.htm

http://www3.ucn.cl/FacultadesInstitutos/laboratorio/difM9.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_geot%C3%A9cnica

http://www.cismid.uni.edu.pe/descargas/a_labgeo/labgeo31_a.pdf

http://normas.imt.mx/normativa/M-MMP-1-06-03.pdf

http://www.conagua.gob.mx/CONAGUA07/Contenido/Documentos/Manualdemecanica.pdf

http://es.wikipedia.org/wiki/Suelo_alcalino

http://fic.uanl.mx/iic/mecanica-de-suelos/

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