Mecánica de suelos hospital gea gonzales

MECÁNICA DE SUELOS Y ESTUDIOS GEOTÉCNICOS EN OBRAS DE INGENIERÍA

MASTER EN INGENIERÍA DEL AGUA SOSTENIBLE
MAYO DE 2006

JOSÉ JAVIER MÁRQUEZ

MECÁNICA DE SUELOS Y ESTUDIOS GEOTÉCNICOS EN OBRAS DE INGENIERÍA I. EL SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN.

I.1. INTRODUCCIÓN. La Mecánica de Suelos es una ciencia que trata de responder, entre otras, a las siguientes cuestiones: 1)Comportamiento del suelo cuando es sometido a una carga externa (resistencia del suelo, deformaciones que experimenta, distribución interna de las tensiones, etc.) 2) Comportamiento y calidad del suelo para su uso como material de construcción (terraplenes de carreteras, presas de materiales sueltos, etc.) 3) Calculo de las acciones que un suelo ejerce sobre una estructura (acciones sobre estructuras comomuros de contención de tierras, pantallas, túneles, etc.) 4) Análisis de la estabilidad de taludes naturales o artificiales como los de presas de materiales sueltos. La consecución de estos objetivos requiere datos sobre las propiedades físicas, químicas y mecánicas de los suelos y para ello, la Mecánica de Suelos emplea las siguientes herramientas: a) Realización de ensayos “in situ” b) Sondeos y/ocalicatas para la toma de muestras para su posterior ensayo en laboratorio. El objetivo de estas técnicas es determinar parámetros característicos del suelo (cohesión, ángulo de rozamiento interno, módulo de elasticidad, etc.) que empleándolos en modelos matemáticos den respuesta a los objetivos anteriores. A este conjunto de técnicas es a lo que se denomina “Reconocimiento y/o estudio geotécnicodel terreno”. La dificultad con la que nos encontraremos se debe a que el suelo tiene dos características: a) Variabilidad espacial de sus propiedades. Las propiedades de un suelo pueden ser muy diferentes de un punto a otro relativamente próximos (suelos poco homogéneos). b) Variabilidad temporal. Como ejemplo, las arcillas en período húmedo tienen poca resistencia pero cuando se secan tienen unaresistencia media-alta. Estas dos características originan incertidumbre ante el comportamiento del suelo. Para estar del lado de la seguridad se deberán usar factores de seguridad que oscilarán entre dos y tres.

I.2. ORIGEN Y FORMACIÓN DE UN SUELO. El suelo es la capa más superficial de la corteza terrestre, constituida por fragmentos de roca de diferente tamaño. Esta capa puede tener hastavarios cientos de metros y se distinguen dos capas: La más superficial presenta una intensa actividad biológica (contiene microorganismos, raíces, materia orgánica, etc). Este es el suelo edáfico y no es apto como material de construcción ni para soportar cargas significativas. La retirada de esta capa es necesaria para construir y se realiza mediante la operación de desbroce.

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MECÁNICA DESUELOS Y ESTUDIOS GEOTÉCNICOS EN OBRAS DE INGENIERÍA La capa más profunda está constituida por materiales totalmente inertes y es el objeto de la Mecánica de Suelos. El suelo procede de la fragmentación de grandes masas de rocas. Los distintos tipos de roca son: o Ígneas: formadas por el enfriamiento de magma. Se dan en las proximidades de rocas volcánicas. De grano grueso: granito, diorita, gabro.De grano fino: ryolita, basalto. Lavas: Escorias, obsidiana. o Sedimentarias: los fragmentos de roca meteorizados son transportados por el viento, agua o gravedad y se depositan en estratos o capas que posteriormente son compactados y cementados. Destacan las areniscas, conglomerados, calizas y dolomías. o Metamórficas: se originan por la acción de altas presiones y temperaturas sobre rocassedimentarias o ígneas. Cabe destacar la antracita, la cuarcita, y el gneis.

A su vez, los suelos se clasifican en: Suelos residuales: no han experimentado ningún fenómeno de transporte, es decir, se han formado “in situ”. Son típicos de zonas llanas y con intensas lluvias (trópicos). Suelos transportados: o Coluviales: trozos de roca que por gravedad caen por la ladera y se depositan de una forma...