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PROBLEMAS DE LA MECNICA DE SUELOS PLANTEADOS A LA INGENIERA
CIVIL
MECNICA DE SUELOS IMECNICA DE SUELOS I
EC 511 EC 511 -- HH
PLANTEADOS A LA INGENIERA CIVIL
Msc. Ing. Luisa Shuan Lucas
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Cimentaciones El suelo como material de construccin. Taludes y
excavaciones
PROBLEMAS DE LA MECNICA DE SUELOS PLANTEADOS A LA INGENIERA
CIVIL
Taludes y excavaciones Estructuras enterradas y de retencin.
Problemas especiales
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GEOTCNIA
MECNICA DE SUELOSEstudio de las propiedades del suelo:
clasificacin, identificacin, resistencia al corte, deformacin.
Interaccin suelo-estructura
Conduce a soluciones numricas
Formulacin de modelos matemticos
GEOLOGA APLICADATipos de depsitos
Ubicacin de fallas y discontinuidades de las rocas
Calidad de la roca para cimentacin
MECNICA DE ROCASObras de excavacin en rocas
Tneles
Antes se aplicaba solo en minera y petrleo
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MECNICA DE SUELOS
Un objetivo importante de la Mecnica de Suelos es determinar la
interaccin entre suelo y estructura. La transmisin de cargas puede
ocasionar asentamientos perjudiciales que afecten su
estabilidad.
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PROBLEMAS DE MECNICA DE SUELOS PLANTEADOS A LA INGENIERA
OBRAS CIVILES : OBRAS CIVILES : Se cimientan en el suelo
Edificios
Puentes
carreteras
Torres
Canales
Presas
El tipo de cimentacin depender de la calidad del suelo y de las
caractersticas de la estructura.
La Geotcnia estudia las caractersticas y comportamiento del
terreno y da solucin a diversos problemas relacionados a la
cimentacin y estabilidad de las obras civiles.
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CIMENTACIONESCIMENTACIONES
El tipo de cimentacin debe estarseleccionado en funcin a la
estructura ycalidad del suelo de apoyo
El estudio del sitio debe establecer:
Tipo de cimentacin adecuadoProfundidad de cimentacin mnima
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CIMENTACIN SUPERFICIALCIMENTACIONES
Zapatas aisladas.
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CIMENTACIN SUPERFICIAL CIMENTACIONES
Losas o platea
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CIMENTACIN SUPERFICIALCIMENTACIONES
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CIMENTACIN PROFUNDA CIMENTACIONES
Sistema empleado cuando el terreno firme no est prximo a la
superficie, generalmente se utilizan pilotes, cajones y pilas
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EL SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIN
PRESA DE TIERRA ESTRUCTURAS DE RECUPERACIN DE TIERRAS
ESTRUCTURAS DE RECUPERACIN DE TIERRAS PAVIMENTO DE UNA CARRETERA
CANTERAS DE AGREGADOS
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EL SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIN
PRESAS DE TIERRAPRESAS DE TIERRAPRESAS DE TIERRAPRESAS DE
TIERRA
Aprovechamiento de las propiedades de permeabilidad de los
diversos suelos
Diseada para resistir el empuje hidrosttico por peso propio.
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EL SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIN
ESTRUCTURAS DE RECUPERACIN DE TIERRAS
NECESIDAD
En muchos lugares del mundo ya no quedan sitios libres endonde
construir y se est ganando terreno al mar.donde construir y se est
ganando terreno al mar.
SOLUCINEl suelo para apoyo de las edificaciones se obtiene
dragandoel cauce del ro, lago o fondo de mar, hasta logar ubicar
laestructura en el emplazamiento deseado.
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EL SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIN
ESTRUCTURAS DE RECUPERACIN DE TIERRASESTRUCTURAS DE RECUPERACIN
DE TIERRASESTRUCTURAS DE RECUPERACIN DE TIERRASESTRUCTURAS DE
RECUPERACIN DE TIERRAS
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EL SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIN
Holanda un pas que ha ganado la mitad de sus tierras al mar del
norte, mediante barreras de presas de tierra que han contenido al
mar
ESTRUCTURAS DE RECUPERACIN DE TIERRAS
contenido al mar embravecido .
Calle de Holanda
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EL SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIN
ESTRUCTURAS DE RECUPERACIN DE TIERRAS
Cuanto ms rpido se drenaba el agua del suelo holands, ms rpido
se asentaba el terreno, colocando a la regin por debajo del nivel
del mar, creando un situacin potencialmente peligrosa. Por eso
desde pocas antiguas y hasta la actualidad dependen de diques
naturales y presas de tierra.
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EL SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIN
Aeropuerto de Kansai
Es un aeropuerto internacional ubicado en una isla artificial en
la baha de Osaka, Japn.
Isla artificial de 4 km. de largo por
ESTRUCTURAS DE RECUPERACIN DE TIERRAS
Isla artificial de 4 km. de largo por 1 km. de ancho . La
disearon considerando los terremotos y tifones frecuentes en la
regin. Iniciada en 1987 y se termin la muralla protectora a fines
de 1987
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EL SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIN
TERRAPLENES Y PAVIMENTOS
Empleo de materiales de cantera de buena calidad para conformar
las diversas capas del pavimento como: base, sub-base y agregados
conformantes de la superficie de rodadura.
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EL SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIN
TERRAPLENES Y PAVIMENTOS
Subrasante : Terreno natural compactado
Subrasante mejorada : Mezcla Terreno natural y material de
cantera
Base : Conformado con suelo de cantera (material de prstamo)
Superficie de Rodamiento : : : : Mezcla Asfltica de
concreto.
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CANTERAS DE AGREGADOS
Tipos de
Afloramientos rocosos a cielo abierto y profundo
EL SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIN
Tipos de Cantera
Depsitos Coluviales-Residuales
Depsitos elicos (dunas)
Lechos de ro
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EL SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIN
CANTERAS DE AGREGADOS
Cantera de lecho de ro
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EL SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIN
CANTERAS DE AGREGADOS
Cantera de cerro
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TALUDES Y EXCAVACIONES
TALUDES Y EXCAVACIONES
TALUDES NATURALES
EXCAVACIONES PROFUNDAS
ZANJAS
CANALES
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TALUDES Y EXCAVACIONES
TALUDES
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TALUDES Y EXCAVACIONES
Masas de rocas bloques que caen por la ladera, debido a la
prdida del apoyo que
Desprendimientos o cadas
prdida del apoyo que las sustentaba
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TALUDES Y EXCAVACIONESTALUDES Y EXCAVACIONESDesprendimientos o
cadas
Desprendimientos de cantos rodados y boleos en la costa
verde
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TALUDES Y EXCAVACIONES
Deslizamientos
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TALUDES Y EXCAVACIONES
Deslizamientos
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TALUDES Y EXCAVACIONES
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TALUDES Y EXCAVACIONES
Socavacin del pie de laderas por ros y quebradas. Este
procesopuede originar el deslizamiento progresivo de la ladera
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TALUDES Y EXCAVACIONES
Deslizamientos en carreterasDeslizamientos en
carreterasDeslizamientos en carreterasDeslizamientos en
carreteras
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TALUDES Y EXCAVACIONES
Fotos archivo - Ing. Luisa Shuan Lucas
Prdida de estabilidad Prdida de estabilidad Prdida de
estabilidad Prdida de estabilidad por deslizamientopor
deslizamientopor deslizamientopor deslizamiento
Fotos archivo - Ing. Luisa Shuan Lucas
Fotos archivo - Ing. Luisa Shuan Lucas
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TALUDES Y EXCAVACIONES
EXCAVACIONES Y ENTIBAMIENTO
Son movimientos de tierra provenientes del interior de la
superficiedel suelo y que generan inestabilidad cuando son
profundas, debidoa las presiones laterales del suelo.
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TALUDES Y EXCAVACIONES
EXCAVACIONES Y ENTIBAMIENTO
Fotos archivo - Ing. Luisa Shuan Lucas
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TALUDES Y EXCAVACIONES
EXCAVACIONES
Excavacin profunda para stano.
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TALUDES Y EXCAVACIONES
En suelos inestables las excavaciones profundas para un edificio
debes ser apuntalada o entibada para evitar derrumbes.
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ESTRUCTURAS ENTERRADAS Y DE ESTRUCTURAS ENTERRADAS Y DE
RETENCINRETENCIN
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ESTRUCTURAS ENTERRADAS Y DE RETENCINTNELES
Tneles de ferrocarril , galeras de minas.
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ESTRUCTURAS ENTERRADAS Y DE RETENCINTNELES
Tneles: estudio de fallas, estratificacin, filtraciones, altas
temperaturas, gases, etc.
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ESTRUCTURAS ENTERRADAS Y DE RETENCIN
Tuberas enterradas.
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ESTRUCTURA ENTERRADAS Y DE RETENCIN
MUROS DE CONTENCIN
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ESTRUCTURA ENTERRADAS Y DE RETENCIN
MUROS DE CONTENCIN
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TABLESTACAS ESTRUCTURA ENTERRADAS Y DE RETENCIN
El tablescado debe su estabilidad a la penetracin en el terreno
de cimentacin y un sistema de anclaje prximo a su parte superior.
El ejemplo presentado es un muelle de carga.
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PROBLEMAS ESPECIALES
PROBLEMAS ESPECIALES DE INGENIERA DE SUELOS
VIBRACIONESVIBRACIONES VIBRACIONESVIBRACIONES
EXPLOSIONES Y TERREMOTOSEXPLOSIONES Y TERREMOTOS
HELADASHELADAS
HUNDIMIENTOS REGIONALESHUNDIMIENTOS REGIONALES
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PROBLEMAS ESPECIALES
Algunos suelos granulares se pueden densificar mediante
vibraciones. Los edificios que descansan sobre tales suelos pueden
sufrir asentamientos importantes debido a la vibracin de las
maquinarias que se instalen en ellos.
Los efectos de la vibracin pueden ser muy graves, cuando la
frecuencia de la vibracin coincide con la frecuencia natural del
terreno.
VIBRACIONES
la vibracin coincide con la frecuencia natural del terreno.
El ingeniero puede elegir entre varios mtodos para evitar esto.
Puede aumentar la masa de cimentacin, variando as su frecuencia, o
compactar e inyectar el suelo, alterando de este modo su frecuencia
natural y/o compresibilidad.
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PROBLEMAS ESPECIALES
Desde hace mucho tiempo, los ingenieros se han interesado en las
ondas originadas por voladuras de cantera y otras explosiones
realizadas con fines constructivos y sus efectos sobre las
estructuras.
Se ha encontrado que el terreno, a travs del cual pasan tales
ondas, tiene una gran influencia sobre las vibraciones que alcanzan
los edificios prximos.
EXPLOSIONES Y TERREMOTOS
una gran influencia sobre las vibraciones que alcanzan los
edificios prximos.
Este problema ha alcanzado una dimensin nueva, debido al uso de
los explosivos nucleares. La tcnica militar se ha interesado cada
vez ms en el proyecto de instalaciones subterrneas que puedan
perdurar despus de sufrir una explosin nuclear muy prxima.
Problemas semejantes se plantean tambin a causa de los
terremotos.
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PROBLEMAS ESPECIALES
EXPLOSIONES Y TERREMOTOS
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PROBLEMAS ESPECIALES
PRDIDA DE CAPACIDAD PORTANTE POR SISMO
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PROBLEMAS ESPECIALES
Los suelos bajo determinadas condiciones se dilatan al
congelarse y se producen problemas de expansiones por efecto de la
helada.
Cuando suelos susceptibles a la helada estn en contacto con la
humedad y experimentan temperaturas de congelacin pueden absorber
agua y sufrir una
HELADAS
pueden absorber agua y sufrir una expansin importante.
En proyectos de carreteras y pistas de aeropuertos en zonas con
peligro de heladas, se debe seleccionar una combinacin de drenaje y
materiales de base que impida la expansin por helada, o proyectar
el pavimento que resista el reblandecimiento del suelo que ocurre
en primavera, al fundirse el hielo.
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PROBLEMAS ESPECIALES
Ejemplo: la extraccin en gran escala de petrleo y agua del
terreno puede producir asentamientos importantes en zonas muy
extensa. El primer paso para reducir el hundimiento regional es
localizar las tierras que se comprimen al extraer los fluidos y
estudiar mtodos para sustituir los volmenes retirados.
Los casos mas conocidos acerca de hundimientos regionales
son:
En una zona de 41.5 km2 en Long Beach (California), han llegado
a
HUNDIMIENTOS REGIONALES
En una zona de 41.5 km2 en Long Beach (California), han llegado
a medirse asientos mximos de hasta 7,50 m. Por extraccin masiva de
petrleo, por lo que hubo que proceder a construir malecones
especiales para protegerse del mar.
La ciudad de Mxico ha asentado 9 m desde comienzos del siglo XX
debido a la extraccin de agua para usos domsticos e
industriales.
El efecto de estos asientos totales y diferenciales produce un
efecto perjudicial sobre las infraestructuras urbanas de
alcantarillado, conduccin de agua, estructuras de edificios y
puentes.
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PROBLEMAS ESPECIALES
HUNDIMIENTOS REGIONALES
ASENTAMIENTO DEL PALACIO DE BELLAS ARTES MEXICO D.F.
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PROBLEMAS ESPECIALES
ASENTAMIENTOS
ASENTAMIENTO POR EXTRACCIN DE AGUA DE POZOS (CELAYA MEXICO)
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PROBLEMAS ESPECIALES
SUELOS PROBLEMTICOS PARA CIMENTACIONES
ARCILLAS EXPANSIVAS
SUELOS COLAPSABLES
SUELOS DISPERSIVOS
SUELOS LICUABLES
SUELOS SALINOS Y AGRESIVOS
SUELOS BLANDOS COMPRESIBLES
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PROBLEMAS ESPECIALES
SOLUCIN DE PROBLEMAS DE SUELOS
