Ing. suelos
Páginas: 175 (43615 palabras)
Publicado: 13 de marzo de 2012
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 de Ingeniería Definiciónde 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 de retención para excavacionesy 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 de Suelos que trata sobre elcomportamiento 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 aplicación mediante casos prácticos.
1.1CIMENTACIÓN 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 el personal que trabaja cerca de lamáquina. Causar daño a la máquina o tuberías de conexión. Producir grandes asentamientos en la cimentación que pueden impedir el funcionamiento apropiado de la máquina.
2. 3.
Los movimientos del bloque de cimentación adicionalmente serán transmitidos a través del terreno a edificaciones o maquinarias adyacentes, pudiendo causar movimientos no confortables o dañinos en dichas edificaciones, o puedencausar 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 importantes trabajos teóricos fundamentales en dicha época, elenfoque 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 Unión Soviética, comenzando en el año 1930, pero no se conoció en elmundo 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. La cimentación de maquinaria es el problema más frecuente en dinámica desuelos, 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 instala una turbina bien diseñada, se originan fuerzas dinámicas pequeñas....
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 de Ingeniería Definiciónde 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 de retención para excavacionesy 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 de Suelos que trata sobre elcomportamiento 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 aplicación mediante casos prácticos.
1.1CIMENTACIÓN 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 el personal que trabaja cerca de lamáquina. Causar daño a la máquina o tuberías de conexión. Producir grandes asentamientos en la cimentación que pueden impedir el funcionamiento apropiado de la máquina.
2. 3.
Los movimientos del bloque de cimentación adicionalmente serán transmitidos a través del terreno a edificaciones o maquinarias adyacentes, pudiendo causar movimientos no confortables o dañinos en dichas edificaciones, o puedencausar 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 importantes trabajos teóricos fundamentales en dicha época, elenfoque 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 Unión Soviética, comenzando en el año 1930, pero no se conoció en elmundo 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. La cimentación de maquinaria es el problema más frecuente en dinámica desuelos, 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 instala una turbina bien diseñada, se originan fuerzas dinámicas pequeñas....
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