MECANICA DE SUELOS

CONSTRUCCION CIVIL

Formación geológica y Naturaleza

• La geología es la ciencia que estudia la composición y estructura interna de la Tierra, y los procesos por los cuales ha ido evolucionando a lo largo del tiempo ido evolucionando a lo largo del tiempo geológico.

Zonas geológicas de la tierra

Disciplinas de la geología

• CristalografíaLa cristalografía es la ciencia geológica que se dedica al estudio científico

de los cristales, definidos como "sólidos con una estructura interna

formada por átomos, iones o moléculas ordenados periódicamente".

• Espeleología• Espeleología

• La espeleología, es una ciencia que estudia la morfología y formaciones

geológicas (espeleotemas) de las cavidades naturales del subsuelo

• Estratigrafía• La estratigrafía es la rama de la

geología que trata del estudio

e interpretación de las rocas

sedimentarias estratificadas, y

Disciplinas de la geología

sedimentarias estratificadas, y

de su identificación,

descripción, secuencia, tanto

vertical como horizontal.

• Gemología• La gemología es la ciencia, arte y profesión de identificar y evaluar las gemas.

• Geomorfología• La Geomorfología tiene por objeto la descripción y la explicación del

Disciplinas de la geología

• La Geomorfología tiene por objeto la descripción y la explicación del relieve terrestre, continental y marino, como resultado de la interferencia de los agentes atmosféricos sobre la superficie terrestre.

• Geoquímica• La geoquímica es la rama de la geología que estudia la composición y el comportamiento químico de la Tierra

• Hidrogeología• La hidrogeología es una rama de las ciencias geológicas que estudia

Disciplinas de la geología

• La hidrogeología es una rama de las ciencias geológicas que estudia las aguas subterráneas en lo relacionado con su origen, su circulación, sus condicionamientos geológicos, su interacción con los suelos, rocas y humedales

• Mineralogía• La mineralogía es la rama de la geología que estudia las propiedades físicas y químicas de los minerales que se encuentran en el planeta en sus diferentes estados de agregación.

• Paleontología• La Paleontología es la ciencia que estudia e interpreta el pasado de la vida sobre la Tierra a través de los fósiles

• Sismología

Disciplinas de la geología

• La sismología es la rama de la geofísica que se encarga del estudio de terremotos y la propagación de las ondas elásticas (sísmicas), que estos generan, por el interior y la superficie de la Tierra

• Vulcanología• La vulcanología es el estudio de los volcanes, la lava, el magma y otros fenómenos geológicos relacionados

Procesos de Meteorización

• La meteorización es la desintegración, descomposición y disgregación de una roca en la superficie terrestre o próxima a ella como consecuencia de su próxima a ella como consecuencia de su exposición a los agentes atmosféricos y físico-químicos, con la participación de agentes biológicos, principalmente, vegetales.

Meteorizacion

• También puede definirse como la descomposición de la roca en su lugar; sería un proceso estático por el cual la roca se rompe en pequeños fragmentos, roca se rompe en pequeños fragmentos, se disuelve, se descompone, se forman nuevos minerales

Meteorización física• La meteorización física produce desintegración o ruptura en la roca, sin afectar a su composición química o mineralógica. En estos procesos la roca se va deshaciendo, es decir, se va disgregando en materiales de menor tamaño y ello facilita el proceso de erosión y transporte posterior. Las de erosión y transporte posterior. Las rocas no cambian sus características químicas pero sí las físicas. Está causada por las condiciones ambientales (agua, calor, sal, etc.). Los agentes que la provocan son:

• La descompresión:• Es la expansión y el agrietamiento que se producen en rocas que se han formado a gran profundidad, al encontrarse en la gran profundidad, al encontrarse en la superficie donde la presión es mucho menor. A causa de esta dilatación comienzan a experimentar la formación de grietas con lo que se forman losas horizontales.

• Termoplástica• Es la fisura de las rocas aflorantes como consecuencia de la diferencia de temperatura entre el interior y la temperatura entre el interior y la superficie. La diferencia térmica día-noche es la causa: durante el día, al calentarse, la roca se dilata; sin embargo, por la noche, al enfriarse, se contrae. Al cabo de un tiempo acaba rompiéndose.

• Gelifracción:• Es la rotura de las rocas aflorantes a causa de la presión que ejercen sobre ellas los cristales de hielo. El agua, al ellas los cristales de hielo. El agua, al congelarse, aumenta su volumen en un 9%. Si se encuentra en el interior de las rocas, ejerce una gran presión sobre las paredes internas que acaba, tras la repetición, por fragmentarlas

• Haloclastia:

• Es la rotura de las rocas por la acción de la sal.

Meteorización química

• Produce una transformación química de la roca provocando la pérdida de cohesión y alteración de la roca. Los procesos más importantes son los atmosféricos, el vapor importantes son los atmosféricos, el vapor de agua, el oxígeno y el dióxido de carbono que están implicados en:

• Oxidación

• Se produce al reaccionar algunos minerales con el oxígeno atmosférico.

• Disolución

• Es muy importante en minerales solubles como cloruros, nitratos, en rocas calcáreas calcáreas

• Carbonatación• Se produce al combinarse el dióxido de carbono con el agua formando ácido carbónico, el cual se combina con ciertos carbónico, el cual se combina con ciertos minerales como el carbonato de calcio que se transforma en bicarbonato el primero es insoluble al agua pero el segundo no lo es, por lo que es arrastrado por ella.

• Hidratación

• En esta reacción, el agua es incorporada a la estructura de algunos minerales aumentando de volumen como como aumentando de volumen como como sucede con el sulfato de calcio hidratado

• Hidrólisis.

• Es la rotura en la estructura de algunos minerales por la acción de los iones de H+ y OH- de aguade H+ y OH- de agua

DEPÓSITOS DE SUELO

• Los depósitos sedimentarios se forman por la acción de los procesos geomorfológicos y climáticos, debido principalmente al medio de transporte y a la meteorización. Los distintos medios de sedimentación originan una serie de depósitos cuyas características están relacionadas con las cuyas características están relacionadas con las condiciones de formación de estos sedimentos. Así, la clasificación de los materiales, granulometría, forma y tamaño, dependen del medio de transporte. Conociendo los factores geomorfológicos y climáticos, es posible prever la disposición y geometría del depósito, propiedades físicas y otros aspectos de interés.

• En función de las relaciones geológicas de losdepósitos sedimentarios, estos se clasifican:

•• 1-Depósitos coluviales.• 2-Depósitos aluviales.3-Depósitos lacustres.• 3-Depósitos lacustres.

• 4-Depósitos litorales.• 5-Depósitos glaciares.• 6-Depósitos de climas áridos y desérticos.• 7-Depósitos evaporíticos.• 8-Depósitos de climas tropicales.• 9-Depósitos de origen volcánico.

• 1-Depósitos coluviales:

• Son materiales transportados por gravedad, la acción del hielo –deshielo y, principalmente, por el agua. Su origen es local, producto de la alteración in situ de las rocas y posterior transporte como derrubios de ladera ó depósitos de solifluxión.

• Frecuentemente están asociados a masas inestables. Su composición depende de la roca de la que proceden, estando formados por fragmentos angulares y heterométricos, generalmente de tamaño grueso, englobados en una matriz limo arcillosa. Su espesor suele ser escaso, aunque puede ser muy variable.variable.

• La resistencia de estos materiales es baja, sobre todo en la zona de contacto con el sustrato rocoso, y cuando se desarrollan altas presiones intersticiales como consecuencia de lluvias intensas.

• Depósitos aluviales:• Son materiales transportados y depositados por el agua. Su

tamaño varía desde la arcilla hasta las gravas gruesas,cantos y bloques. Las facies más gruesas presentan bordesredondeados. Se distribuyen en forma estratiforme, concierta clasificación, variando mucho su densidad. Están muydesarrollados en los climas templados, ocupando cauces yvalles fluviales, llanuras y abanicos aluviales, terrazas yvalles fluviales, llanuras y abanicos aluviales, terrazas ypaleocauces.

• Son suelos muy anisotrópicos en su distribución, suspropiedades están estrechamente relacionadas con lagranulometría. Su continuidad es irregular, pudiendo teneraltos contenidos en materia orgánica en determinadosmedios. La permeabilidad depende de la granulometría ygeneralmente presentan un nivel freático alto. Losdepósitos aluviales constituyen una fuente de recursos demateriales de construcción, sobre todo como áridos.

• 3-Depósitos lacustres:

• En general son sedimentos de grano fino, predominando los limos y las arcillas. El contenido de materia orgánica puede ser muy alto, sobre todo en zonas pantanosas. Frecuentemente presentan estructuras laminadas en niveles muy finos. En estructuras laminadas en niveles muy finos. En condiciones de agua salada se forman precipitados de sales.

• Las principales propiedades están en relación a su alto contenido en materia orgánica, siendo en general suelos muy blandos. También se pueden encontrar arcillas asociadas a estos suelos.

• Depósitos litorales:

• Son materiales formados en la zona intermareal por la acción mixta de ambientes continentales y marinos, influyendo en este caso las corrientes fluviales, el oleaje y las mareas. Predominan las arenas finas y los limos, pudiendo contener abundante materia orgánica y pudiendo contener abundante materia orgánica y carbonatos. Los sedimentos más finos, los fangos y la materia orgánica son característicos de las zonas de delta y estuario. En general, la consistencia de materiales es blanda a muy blanda y muy anisotrópica. Pueden presentar encostramientos, pero la característica principal es su alta compresibilidad.

• Otro tipo de depósitos característicos de las zonas litorales son las dunas, con carácter inestable debido a su movilidad.

• 5-Depósitos glaciares:

• Son depósitos transportados y depositados por el hielo o por el agua de deshielo. Están formados por tillitas y morrenas. Su composición es muy heterométrica y la distribución es altamente errática. Los depósitos fluvio-distribución es altamente errática. Los depósitos fluvio-glaciares contienen fracciones desde gravas gruesas a arcillas; están algo clasificadas y su granulometría decrece con la distancia frente al glaciar. Sin embargo, los de origen lacustre-glaciar presentan fracciones más finas, predominando las arcillas y las estructuras laminadas, típicas de las arcillas varvadas.

• 6-Depósitos de climas áridos y desérticos:

• Los ambientes áridos tienen una serie de implicaciones medioambientales, como la desecación profunda, la acumulación de sales y la alta movilidad de los sedimentos con el viento, los cuales condicionan las propiedades de estos suelos, entre las que destacan:

• -Muy bajo contenido de humedad, dando lugar a suelos no • -Muy bajo contenido de humedad, dando lugar a suelos no saturados, con succiones relativamente altas.

• -Bajo contenido en materia orgánica, por lo que los suelos áridos resultan pobres para fines agrícolas.

• -Desarrollo de una costra rica en sales; la pérdida de humedad por evaporación en la superficie produce cementaciones por precipitación de sales.

• -Muchos suelos áridos tienen un origen eólico, resultando un suelo mal graduado, con una estructura muy suelta.

• 7-Depósitos evaporíticos

• Estos depósitos están formados por la

precipitación química de sales, cloruros o

sulfatos, típicos de medios árido o desérticos, sulfatos, típicos de medios árido o desérticos,

lacustres, lagunares y litorales. Las

características comunes a estos depósitos son

las siguientes:

• 8-Depósitos de climas tropicales

• Las condiciones climáticas en regiones tropicales con alta humedad y altas temperaturas determinan una intensa meteorización química, originando suelos residuales muy desarrollados. Su composición mineralógica, su fábrica y las condiciones mineralógica, su fábrica y las condiciones geoquímicas del medio controlan el comportamiento geotécnico de estos suelos. Cuando se precipitan altos contenidos de hierro y aluminio se forman lateritas. Si las condiciones de drenaje son deficientes pueden formarse los denominados suelos negros, ricos en esmectitas. Si el drenaje es alto se forman las arcillas rojas, ricas en haloysitas

• 9-Depósitos de origen volcánico:

• Los suelos volcánicos pueden ser residuales

por alteración de los materiales infrayacentes,

resultando depósitos limo-arenosos y arcillas, resultando depósitos limo-arenosos y arcillas,

y transportados como productos de las

emisiones volcánicas dando acumulaciones de

piroclastos, de tipo lacustre o aluvial cuando

son transportados por el agua.