Topografia

CAPÍTULO I

1. INTRODUCCION.

La mecánica de suelos es la aplicación de las leyes de la física y las ciencias naturales a los problemas que involucran las cargas impuestas a la capa superficial de la corteza terrestre. Esta ciencia fue fundada por Karl von Terzaghi, a partir de 1925.

Todas las obras de ingeniería civil se apoyan sobre el suelo de una u otra forma, y muchas de ellas, además, utilizan la tierra como elemento de construcción para terraplenes, diques y rellenos en general; por lo que, en consecuencia, La mecánica de suelos estudia las propiedades, comportamiento y utilización del suelo como material estructural, de tal modo que las deformaciones y resistencia del suelo ofrezcan seguridad, durabilidad y estabilidad de las estructuras.

La mecánica de suelos incluye:

a. Teorías sobre el comportamiento de los suelos sujetos a cargas.

b. Investigación de las propiedades físicas de los suelos.

c. Aplicación del conocimiento teórico y empírico de los problemas prácticos.

En la mecánica de suelos es importante el tratamiento de las muestras (inalteradas-alteradas). La mecánica de suelos desarrolló los sistemas de clasificación de suelos, color, olor, texturas, distribución de tamaños y plasticidad. El muestreo y la clasificación de los suelos son dos requisitos previos indispensables para la aplicación de la mecánica de suelos a los problemas de diseño.

2. PROBLEMAS PLANTEADOS POR LOS SUELOS A LA INGENIERÍA CIVIL

En su trabajo práctico el ingeniero civil ha de enfrentarse con muy diversos e importantes problemas planteados por el terreno. Prácticamente todas las estructuras de ingeniería civil, edificios, puentes, carreteras, túneles, muros, torres, canales o presas, deben cimentarse sobre la superficie de la tierra o dentro de ella. Para que una estructura se comporte satisfactoriamente debe poseer una cimentación adecuada. Cuando el terreno firme está próximo a la superficie, una forma viable de transmitir al terreno las cargas concentradas de los muros o pilares de un edificio es mediante zapatas. Un sistema de zapatas se denomina cimentación superficial. Cuando el terreno firme no está próximo a la superficie, un sistema habitual para transmitir el peso de una estructura al terreno es mediante elementos verticales como pilotes.

El suelo es el material de construcción más abundante del mundo y en muchas zonas constituye, de hecho, el único material disponible localmente. Cuando el ingeniero emplea el suelo como material de construcción debe seleccionar el tipo adecuado de suelo, así como el método de colocación y, luego, controlar su colocación en obra. Ejemplos de suelo como material de construcción son las presas en tierra, rellenos para urbanizaciones o vías.

Otro problema común es cuando la superficie del terreno no es horizontal y existe una componente del peso que tiende a provocar el deslizamiento del suelo. Si a lo largo de una superficie potencial de deslizamiento, los esfuerzos tangenciales debidos al peso o cualquier otra causa (como agua de filtración, peso de una estructura o de un terremoto) superan la resistencia al corte del suelo, se produce el deslizamiento de una parte del terreno. Las otras estructuras muy ligadas a la mecánica de suelos son aquellas construidas bajo la superficie del terreno como las alcantarillas y túneles, entre otros, y que está sometida a las fuerzas que ejerce el suelo en contacto con la misma. Las estructuras de contención son otro problema a resolver con el apoyo de la mecánica de suelo entre las más comunes están los muros de gravedad, los tablestacados, las pantallas ancladas y los muros en tierra armada.

3. ORIGEN Y FORMACION DE SUELOS

Parte de la descomposición de la roca en su lugar; mediante un proceso estático (meteorización) por el cual la roca se rompe en pequeños fragmentos, se disuelve, se descompone y se forman nuevos minerales.

Los factores que condicionan las características de la meteorización y por lo tanto la evolución de un suelo, son: el clima, la topografía, los organismos vivos, la roca madre y el tiempo transcurrido. El resultado es la formación de un perfil de suelo, sucesión típica de capas horizontales que denota el conjunto de factores que han intervenido en su formación.

Entre los materiales que componen la corteza terrestre tenemos: las rocas y el suelo.

3.1 LAS ROCAS: agregado natural de partículas minerales unidas mediante grandes fuerzas cohesivas. Dependiendo de su origen, las rocas se dividen en tres grandes grupos: Rocas ígneas, rocas sedimentarias, rocas metamórficas.

a. Rocas Ígneas: se forman del enfriamiento del material caliente (roca fundida) rico en gases, denominado magma.

b. Rocas Sedimentarias: son rocas que se forman por acumulación de sedimentos que, sometidos a procesos físicos y químicos (diagénesis), resultan en un material de cierta consistencia.

c. Rocas Metamórficas: es a aquélla que ha sido formada a partir de otra roca, mediante un proceso llamado metamorfismo. El metamorfismo nunca implica un cambio de estado y se da indistintamente en rocas ígneas como en rocas sedimentarias cuando éstas quedan sometidas a altas presiones (de alrededor de 1500 bars), altas temperaturas (entre 150 y 200 °C) o a un fluido activo (que provoca cambios en la composición de la roca, aportando nuevas sustancias a ésta).

PROCESO DE FORMACIÓN DE LOS SUELOS

d. Procesos Geológicos

Los procesos geológicos se dividen en endógenos y exógenos dependiendo si se originan dentro o fuera de la corteza terrestre. Dentro de los procesos endógenos o internos tenemos: el magmatismo y el metamorfismo; en los procesos exógenos o externos están: Intemperismo, meteorización, erosión, transporte, depositación y diagénesis.

 Magmatismo: es el proceso que conduce a la formación de las rocas ígneas.

 Metamorfismo: proceso mediante el cual una roca sufre cambios tanto físicos como químicos, por factores como la presión y la temperatura, para formar una nueva roca conocida como roca metamórfica.

 Intemperismo: Es una alteración física de cualquier material sólido de

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