Reseña histórica de la Mecánica de Suelos y su estado actual de conocimiento

Contenido

Unidad I- Reseña histórica de la Mecánica de Suelos y su estado actual de conocimiento.        3

Unidad II - Origen y formación de los suelos.        4

Unidad III. Constitución mineralógica de los suelos        7

Unidad 4        13

UNIDAD 5        16

Unidad I- Reseña histórica de la Mecánica de Suelos y su estado actual de conocimiento.

CLASE 02 DE OCTUBRE DE 2020

Si bien los suelos son el material más viejo de construcción también son el más complejo, debido a que su variedad es enorme y sus propiedades son variables en el tiempo y en el espacio, por lo que estas propiedades (Sobre todo las mecánicas) son difíciles de entender y de medir.

Se considera al Dr. Kartezaghi como padre de esta rama de la Ingeniería Civil, la mecánica de suelos, al proponer las bases teóricas en que se fundamenta alrededor de 1925 aunque previo a la publicación de sus investigaciones, ya se habían presentado diversas teorías por otros investigadores, las cuales aún a la fecha se siguen aplicando con éxito a diversos análisis. Posteriormente ingenieros como Arturo Casagrande, Ralph B. Peck o Leonardo Zeervaert hicieron contribuciones importantes al desarrollo de esta ciencia.

Se considera como suelo a todas las partículas cuyo tamaño comprende desde las 3”, y todas aquellas partículas mayores a 3” se consideran boleos y ya no forman parte de la mecánica de suelos.

Se define a la mecánica de suelos como la aplicación de las leyes de la física a los problemas que involucran las cargas impuestas a la capa superficial de la corteza terrestre.

También es definida como la ciencia que estudia las relaciones entre los esfuerzos y las deformaciones del suelo y su variación en comportamiento al aplicar una carga a través del tiempo.

Otra definición atribuida al Dr. Kartezaghi dice así: En la aplicación de las leyes de la hidráulica y la mecánica a los problemas de ingeniería que tratan con sedimentos y otras acumulaciones no consolidadas de partículas sólidas, producidas por la desintegración mecánica y por la descomposición química de las rocas, independientemente de que contenga o no materia orgánica.

Debido a que todas las obras de Ingeniería Civil se apoyan sobre el suelo de una u otra forma, y muchas de ellas utilizan al suelo como elemento de construcción (Terracerías, Pavimentos, Taludes, Etc.) es necesario conocer con precisión los límites de su capacidad de carga y de su deformación, pues si se sobrepasan estos o si, aun sin llegar a ellos las deformaciones son considerables, se pueden producir esfuerzos secundarios en los miembros estructurales, fisuras, grietas, pandeos o desplomes, que pueden producir el colapso de la estructura o su inutilización.

Actualmente si bien es cierto que se tienen incertidumbres analíticas en algunos problemas de la Geotecnia, el estado actual del conocimiento proporciona soluciones satisfactorias con factor de seguridad bajos (mide la incertidumbre acerca de todo el proceso).

Ejemplo de fallas en obras civiles por falta de conocimiento y/o errores desde el punto de vista Geotécnico. Básicamente se agrupan en dos tipos de fallas:

1. Falla estructural
2. Falla de servicio

Falla estructural es debido a una capacidad de carga inadecuada, lo cual deriva en el colapso total de la estructura debido a la aplicación de fuerzas horizontales excesivas, esto se traduce en hundimientos no tolerables, rotación, deslizamientos, cuarteaduras, etcétera.

Falla de Servicio en este tipo de falla si bien no se observa un colapso total de la estructura si impide que la misma cumpla de manera satisfactoria con la función para la cual es diseñada, su principal componente son los movimientos horizontales o verticales que se presentan (Asentamientos Totales, Diferenciales, Desplazamientos Laterales, Rotación, Etcétera) los cuales tiene límites diferentes según sea el tipo de estructura.

Una correcta campaña de exploración, muestreo y pruebas de laboratorio al subsuelo, así como su correcta interpretación de los resultados, nos permite diseñar estructuras que tendrán un comportamiento adecuado desde el punto de vista Geotécnico durante su vida útil, además de optimizar recursos al utilizar la mejor solución disponible.

Unidad II - Origen y formación de los suelos.

Suelo es el conjunto de partículas minerales, producto de la descomposición mecánica o desintegración química de rocas pre existentes constituido por partículas sólidas, en ocasiones materia orgánica y vacíos, estos últimos pueden estar ocupados por agua y/o aire; las proporciones de estos componentes dan lugar a un sinfín de combinaciones, las cuales determinan el comportamiento mecánico de un suelo en particular. Su tamaño varía desde las 3” hasta partículas menores a 0.074 mm, según el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS). Partículas mayores a 3” dejan de clasificarse como suelo.

Dado que la mecánica de suelos es el estudio de las relaciones o esfuerzos y las deformaciones del suelo y su variación en el tiempo de su comportamiento al aplicar una carga, entonces básicamente la mecánica de suelos busca conocer dos propiedades del suelo:

1. Suficiente resistencia.
2. Deformaciones tolerables.

CLASE 05 DE OCTUBRE DE 2020

Proceso de deformación de los suelos

El proceso de formación de suelos se origina al iniciar la desintegración de las rocas, principalmente debido a la acción del agua, aire y los mecanismos pueden ser los descomposición química y mecánica.

1.  Desintegración mecánica: Es el ataque de los agentes externos (agua, aire, cambios de temperatura, planta, micro organismo, etc.) que erosiona la roca formando suelos con tamaño de partícula hasta de 0.05 mm, es decir, desde grabas hasta limos como máximo.
2.  Descomposición química: “el agua permanente” Es el ataque principalmente del agua, que modifica la constitución mineralógica de la roca (debido básicamente al intercambio catiónico) formando suelos cuyo tamaño de partículas es menor de 0.05 mm, es decir, limos y arcillas básicamente.

Clasificación de suelo.

• Suelo residual, suelo transportado.

Los agentes que originan el suelo pueden dejarlo directamente sobre la roca de origen, dando lugar a un suelo residual cuando el producto del ataque de los agentes es colocado por ellos mismos en un lugar distinto al de origen, se forma un suelo transportado. Este tipo de suelos suelen colocarse (depositarse) en extractos, formando lo que se denomina en geotecnia como “perfil de los suelos”.  

• Suelos aluviales (grutas de Tolantongo)

Son aquellos transportados por los ríos y que van depositando material a lo largo del cauce, los ríos tienen capacidad para transportar partículas de diferentes tamaños dependiendo de la velocidad de la corriente. A medida que va disminuyendo la velocidad se van depositando las partículas de mayor tamaño por lo que en la desembocadura de los ríos es donde se depositan los suelos más finos ya que ahí la velocidad es menor.  

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