MECANICA DE

SUELOS

METODOS Y APLICACIONES

Ing Mximo Huambachano Martel

MECANICA DE SUELOS

La ingeniera geolgica (mecnica de

suelos), tiene sus fundamentos en la

geologa y en el comportamiento

mecnico de los suelos y de las rocas.

Considera el conocimiento de las

tcnicas de investigacin del subsuelo,

tanto mecnicas como instrumentales y

geofsicas, as como los mtodos de

anlisis y modelacin.

El estudio responde en trminos generales al proceso

metodolgico siguiente:

1. Identificacin de materiales y procesos. Definicin de la geomorfologa, estructura, litologa

y condiciones del agua subterrnea.

2. Investigacin geolgica y geotcnica del subsuelo.

3. Distribucin espacial de materiales, estructuras y discontinuidades.

4. Condiciones hidrogeolgicas, tensionales y ambientales.

5. Evaluacin del comportamiento mecnico e hidrulico de suelos y macizos rocosos.

6. Determinacin de los parmetros a utilizar en los anlisis de estabilidad para excavaciones,

estructuras de tierras y cimentaciones.

7. Caracterizacin de propiedades geomecanico, hidrogeolgicas y qumicas.

8. Caracterizacin de los materiales geolgicos utilizados en la construccin, extraccin de

recursos naturales y trabajos de proteccin medioambiental.

9. Comportamiento geolgico- geotcnico bajo las condiciones del proyecto.

10. Evaluacin de los tratamientos del terreno para su mejora frente a filtraciones, asientos,

inestabilidad de taludes, desprendimientos, hundimientos, etc.

11. Consideraciones frente a riesgos geolgicos e impactos ambientales.

12. Verificacin y adaptacin de los resultados del proyecto a las condiciones geolgico-

geotcnicas encontradas en obra. Instrumentacin y auscultacin.

Metodolgicamente se considera

pertinente que para definir el desarrollo

secuencial se debe tratar tres tipos de

modelos :

Modelo geolgico

Modelo geomcanico

Modelo geotcnico de comportamiento

EL MODELO GEOLOGICO

Representa la distribucin espacial de los materiales, estructuras

tectnicas, datos geomorfolgicos, entre otros , presentes en el rea

de estudio y su entorno de influencia.

Este proceso de conocimientos permite la aplicacin de la

ingeniera geolgica a la ingeniera civil y al medio ambiente:

- Infraestructura para el transporte.

- Obras hidrulicas, martimas y portuarias.

- Edificacin urbana, industrial y de servicios.

- Centrales de energa.

- Minera y canteras.

- Almacenamientos para residuos urbanos, industriales y

radioactivos.

- Ordenacin del territorio y planificacin urbana.

- Proteccin civil y planes de emergencia.

ORIGEN Y FORMACION

DE LOS SUELOS

Distintos procesos que se presentan en la formacin

de los suelos:

a. Se presenta como un sistema particulado de solidos de diverso

origen, considerado indeformable.

b. Tienen una granulometra de gruesos (cm) a finos (micras), las

mas finas ( - 2 a 5 micras), necesitan procesos fsico qumicos, las

de mayor tamao solo fsicos.

c. Poseen una estructura y fabrica en funcin del origen de los

minerales, agentes cementantes, transformaciones qumicas,

medio de deposicin, etc.

d. A veces presentan un alto porcentaje de poros o intersticios, agua

(suelo saturado) o solo aire (seco, es raro en la naturaleza)

e. Las deformaciones del suelo se deben a giros y deslizamientos

relativos de las partculas y por expulsin del agua, raramente es

por rotura.

FORMACION DE LOS SUELOS

SUELO Se puede catalogar como un agregado de minerales, unidos por

fuerzas dbiles de contacto, separables por medios mecnicos de

poca energa o por agitacin del agua.

DESCRIPCION Y

CLASIFICACION DE

SUELOS

- Arcillas.- Formado por partculas con tamao inferiores

a los limos (0,002 mm). Estn formados principalmente

por materiales silicatados, constituidos por cadenas de

elementos tetradricos y octadricos, unidas por enlaces

covalentes dbiles, pudiendo entrar las molculas de agua

entre las cadenas, produciendo, a veces aumento de

volumen (recuperable cuando el agua se evapora). Esta

situacin provoca que la retencin de agua sea muy

grande (pequeos huecos con una gran superficie de

absorcin en las partculas y una estructura que permite

retener el agua), por lo que son problemticos( tiempos

muy elevados de consolidacin o de expulsin de agua

bajo esfuerzos).

DISTRIBUCION GRANULOMETRICA

Para conocer la proporcin de cada material que tiene un

suelo, se realizan anlisis granulomtricos, utilizando la va

seca, para partculas superiores a 0,075 mm, y la

granulomtrica por sedimentacin mediante el hidrmetro

(va hmeda), para tamaos iguales o inferiores a 0,075 mm.

Los primeros se llevan a cabo tomando una muestra

representativa del suelo, secndola y disgregando en seco

el conjunto de partculas. A esta muestra se le hace pasar

por una serie de tamices de diferentes dimetros, agitando

el conjunto.

Despus se pesa lo retenido en cada tamiz, con lo que,

conocido el peso inicial de la muestra, se determina el

porcentaje de material, Cj, que pasa por un tamiz de

dimetro Dj

Para definir la granulometra de un suelo, se analizan

coeficientes.

1ro. El de uniformidad (Cu) , que es la relacin entre el dimetro

correspondiente al tamiz por el que pasa el 60% del material, y el

dimetro correspondiente al tamiz por el que pasa el 10%.

Si Cu < 5 .. Suelo con granulometra Uniforme. Si 5 < Cu < 20 .. Suelo poco uniforme. Si Cu > 20 .. Suelo bien graduado.

2do. Cuanto mas uniforme es la granulometra de un suelo, mas uniforme es

el tamao de sus huecos, menores densidades alcanzar, mas

fcilmente ser erosionado., etc.

3ro. El porcentaje de finos, es decir la cantidad del suelo que pasa por el

tamiz N 200 , serie A.S.T.M. (0.075 mm.), indica la proporcin de arcilla

y limo que sta contiene, y tiene relacin con la posibilidad de retencin

de agua. Cuanto mayor sea la proporcin de finos, mayor ser la

dificultad de expulsin de agua bajo esfuerzos.