geotecnia

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
SECCION DE POSTGRADO

Dr. Ing. Jorge E. Alva Hurtado

CAPÍTULO I
PROBLEMAS DE INGENIERÍA QUE INVOLUCRAN A LA
DINÁMICA DE SUELOS

1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7

Cimentación de Máquinas
Efectos de Explosión Nuclear
Ingeniería Sismo-Resistente
Hincado de Pilotes
Compactación por Vibración
Otros Problemas deIngeniería
Definición de Dinámica de Suelos

CAPÍTULO I
PROBLEMAS DE INGENIERÍA QUE INVOLUCRAN A LA
DINÁMICA DE SUELOS

En su práctica profesional, el ingeniero civil tiene muchos encuentros diferentes e
importantes con el suelo. El ingeniero civil utiliza el suelo como cimentación de estructuras y
terraplenes; utiliza el suelo como material de construcción; debe diseñar estructuras deretención para excavaciones y aberturas subterráneas; y encuentra el suelo en un gran
número de problemas especiales. En el desarrollo de dichas tareas, el ingeniero se basa en
la Mecánica de Suelos, que es una disciplina que organiza de manera sistemática los
principios y el conocimiento de las propiedades ingenieriles del suelo. La Dinámica de
Suelos es una parte especializada de la Mecánica deSuelos que trata sobre el
comportamiento del suelo y la respuesta de masas de suelo durante la aplicación rápida de
carga, el uso de vibraciones para mejorar las propiedades ingenieriles del suelo y el uso de
transmisión de ondas para evaluar las propiedades del terreno.
En este capítulo se presenta la naturaleza de los problemas que involucra la dinámica de
suelos, ilustrando su aplicaciónmediante casos prácticos.

1.1

CIMENTACIÓN DE MÁQUINAS
Una máquina que produce vibraciones o fuerzas dinámicas desbalanceadas está
apoyada en un bloque de cimentación estructural, que reposa en el suelo. Las fuerzas
dinámicas de las máquinas causan movimientos en el bloque de cimentación, que si
son excesivos pueden:
1.

Imponer condiciones no confortables o imposibles de soportar en elpersonal que
trabaja cerca de la máquina.

2.

Causar daño a la máquina o tuberías de conexión.

3.

Producir grandes asentamientos en la cimentación que pueden impedir el
funcionamiento apropiado de la máquina.

Los movimientos del bloque de cimentación adicionalmente serán transmitidos a
través del terreno a edificaciones o maquinarias adyacentes, pudiendo causar
movimientos noconfortables o dañinos en dichas edificaciones, o pueden causar
asentamientos en la cimentación de dichas edificaciones.

La dinámica de suelos tuvo sus comienzos en Alemania, en 1930, cuando los
ingenieros de DEGEBO (Deutsche Forschungsgesellschaft fur Bodenmechanik)
empezaron las primeras investigaciones científicas de problemas de cimentación de
maquinaria. Aunque se desarrollaron importantestrabajos teóricos fundamentales en
dicha época, el enfoque inicial del estudio estaba basado en correlaciones empíricas
entre comportamientos y velocidad sísmica a través del suelo.
En los Estados Unidos y Europa Occidental se utilizaron dichas y otras correlaciones
hasta los años 50. Se realizó un excelente trabajo de relación de comportamiento
observado y teoría fundamental en la UniónSoviética, comenzando en el año 1930,
pero no se conoció en el mundo occidental sino hasta el año 1960.
En los Estados Unidos se logró durante los años 1955 a 1965 un conocimiento
fundamental de la relación entre comportamiento, teoría y propiedades esfuerzodeformación del suelo, principalmente debido al apoyo e interés del gobierno federal
en cimentaciones de antenas grandes de radar.
Lacimentación de maquinaria es el problema más frecuente en dinámica de suelos,
los libros iniciales en esta materia tratan dicho tópico (Barkan, 1962; Major, 1962;
Richart et al, 1970).
Maquinaria Reciprocante y Rotativa
Las máquinas, tales como compresores y motores grandes, ocasionan fuerzas
dinámicas que varían sinusoidalmente, resultando en movimientos de la cimentación.
Cuando recién se...