Libro Guia

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE CONSTRUCCIÓN CIVIL

TEXTO GUÍA
PARA LA CÁTEDRA DE
MECÁNICA DE SUELOS

Raúl Espinace Abarzúa
Carola Sanhueza Plaza

Septiembre, 2004
SANTIAGO DE CHILE

INDICE
Introducción……………………………………………………………………………………..

i

CAPÍTULO 1: Conceptos Básicos de Geología y Geotecnia.
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7

Problemas asociados a laMecánica de Suelos......................................................
Conceptos básicos de Geología..............................................................................
La Tierra y su estructura..........................................................................................
Los materiales de la corteza terrestre.....................................................................Procesos geológicos que determinan el emplazamiento de las obras civiles.........
Rocas y minerales...................................................................................................
Origen y formación de suelos..................................................................................

1
6
7
9
11
22
30

CAPÍTULO 2: Naturaleza del Suelo y sus Propiedades Elementales.
2.1
2.22.3
2.4
2.5
2.6

Propiedades índices................................................................................................
Estructura de los minerales de arcilla......................................................................
Características de las partículas y de la masa de suelo..........................................
Granulometría desuelos.........................................................................................
Límites de Atterberg................................................................................................
Sistemas de clasificación de suelos........................................................................

35
46
51
55
57
60

CAPÍTULO 3: El Agua en los Suelos.
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5

Formas en que se encuentra elagua......................................................................
Permeabilidad de los suelos....................................................................................
Infiltración en el terreno...........................................................................................
Fuerzas de filtración. Sifonamiento.........................................................................Agotamiento y drenaje de suelos............................................................................

72
74
81
84
86

CAPÍTULO 4: Distribución de Presiones y Deformaciones en el Suelo.
4.1
4.2
4.3
4.4

Esfuerzos en una masa de suelos........................................................................... 90
Ley de Terzaghi y el concepto de la presiónefectiva.............................................. 92
Distribución de esfuerzos y deformaciones debido a una carga en la superficie.... 104
Asentamientos elásticos.......................................................................................... 120

CAPÍTULO 5: Resistencia y Deformación de los Suelos.
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5

Resistencia alcorte.................................................................................................
Criterio de rotura de Coulomb.................................................................................
Criterio de rotura de Mohr – Coulomb.....................................................................
Principales ensayos esfuerzo – deformación..........................................................
Trayectoria detensiones.........................................................................................

122
122
124
127
138

i

CAPÍTULO 6: Equilibrio Plástico de Masas de Suelo.
6.1 Empuje de tierras..................................................................................................... 144
6.2 Teoría de Rankine................................................................................................... 144
6.3 Teoría de...