ING. CIVIL

2.1.-CONCEPTO BASICOS DE LA INVESTIGACION:

ING. GEOTECNICA : La Ingeniería geotécnica es la rama de la Ingeniería civil e ingeniería geológica que se encarga del estudio de las propiedades mecánicas, hidráulicas e ingenieriles de los materiales provenientes de la Tierra. Los ingenieros geotécnicos investigan el suelo y las rocas por debajo de la superficie para determinar sus propiedades y diseñar lascimentaciones para estructuras tales como edificios, puentes, centrales hidroeléctricas, estabilizar taludes, construir túneles y carreteras, etc.

ING. GEOTECNICA : La ingeniería geotécnica es la rama de la ingeniería civil que se encarga del estudio de las propiedades mecánicas, hidráulicas e ingenieriles de los materiales provenientes de la Tierra y se divide en Mecánica de suelos y Mecánica de rocas.

Los ingenieros geotécnicos investigan el suelo y las rocas por debajo de la superficie para determinar sus propiedades y diseñar las cimentaciones para estructuras tales como edificios, puentes, centrales hidroeléctricas, etcétera.

2.2.- Identificación de elementos que configuran las teorías (conceptos, definiciones, problemas, hipótesis, abstracciones, reflexiones, explicaciones, postulados, métodos, leyes)

CONCEPTOS:

La Geotecnica es una de las ramas más relevantes dentro de la ingeniería civil. Entre sus aplicaciones principales se encuentran el diseño de las cimentaciones y taludes, control de las napas freáticas, diseño de túneles, puentes y presas.

La ing. Geotecnica o geotecnia esta siempre presente para el estudio de suelos al momento de empezar cualquier tipo de construccion, ya que es importante saber en que tipo de suelo se tiene y que materiales usar para que sea una buena construccion.

DEFINICIONES:

Se encarga de la tipología y dimensiones de la obra, de tal forma que las cargas generadas por cimentaciones, excavaciones y rellenos, o las cargas soportadas por estructuras de contención, no produzcan situaciones de inestabilidad o movimientos excesivos de las propias estructuras o del terreno, que haga peligrar la obra estructural, o funcionalmente.

La ingeniería geotécnica es la rama de la ingeniería civil e ingeniería geológica que se encarga del estudio de las propiedades mecánicas, hidráulicas e ingenieriles de los materiales provenientes de la Tierra.

PROBLEMAS QUE ENFRENTA LA ING GEOTECNICA

Determinación del volumen, localización y tipo de materiales que han de ser excavados, así como la forma y maquinaria adecuada para llevar a cabo dicha excavación.

Localización y caracterización de materiales para préstamos.

Problemas relacionados con el agua:

Profundidad del nivel freático.

Riesgos debidos a filtraciones, arrastres, erosiones internas, sifonamiento, acción de la helada, etc.

Influencia del agua en la estabilidad y asiento de las estructuras.

LA CLASIFICACION DE SUELOS

El principal problema o desafio que se presenta en la Ing. Geotermica es la clasificacion de los distintos tipos de suelos. A continuacion una problematica que ha tenido atencion con la respuesta sismica de suelos en la cual se define lo siguiente:

HIPOTESIS

La ingenieria civil tiene varias clasificaciones internas en una de ellas destaca la presencia de las estructuras, la hidraulica y la geotecnica, y de esta ultima es en la que haremos mas enfasis ya que nuestra investigacion propone que cierta rama de la ingenieria civil tiene una vital importancia en todas la planeaciones de cualquier tipo de construccion. Ya que como vimos en la problematica de la rama, hace que ninguna construccion pase por alto la distinta clasificacion de tipos de suelos. Por dichos problemas nos atevemos a decir que la geotecnia o tambien conocida como geotecnica tiende a hacer escencial para todo proyecto de construccion.

Por eso creo que tanto puentes como tuneles, autopistas, edificios, carreteras, etc.. todo tiene un estudio profundo en la mecanica se suelos y rocas para haci poder tener una idea clara de que tipos de cimientos para que la construccion sea todo un exito y no existan problemas a futuro que afecten a dicho proyecto o construccion.

ABSTRACCION

Son considerados como precursores de la mecánica de suelos, todas aquellas personas que contribuyeron con el desarrollo de teorías matemáticas y de experiencias campo, a nivel mundial, hasta el momento en que, a comienzos del siglo XX, el ingeniero Karl Terzaghi, en 1925, sienta las bases que dan origen a esta importante ciencia de la ingeniería geotécnica.

El estudio de la vida de aquellos filósofos, físicos, matemáticos y hasta ingenieros (militares, civiles, mecánicos, etc.), nos permite entender los logros de la ingeniería del pasado y la contribución de estos hombres a la Ingeniería Geotécnica.

Como punto de partida para un proceso evolutivo lógico, se adopta aquí la clasificación histórica del desarrollo de la mecánica de suelos presentada por Sir Alec Westley Skempton en 1985.

PENSAMIENTO REFLEXIVO

Tras haber comentado los aspectos más importantes tenidos en cuenta en la construcción de

los terraplenes pasamos a ver el tratamiento que se ha dado. En la compactación se trata de

desarrollar las fuerzas de ligazón entre los granos, tendiendo así a disminuir las

deformaciones tanto elásticas como plásticas.

En general, las fuerzas de cohesión necesitan una determinada cantidad de agua para su

desarrollo. Un exceso de agua tiende a disminuirlas o hacerlas desaparecer. Cuanto más

compacto sea el entramado que forman las partículas sólidas menor será el agua que puede

contener el suelo y mayores las fuerzas de cohesión que pueden desarrollarse, es por esto que

se optimizó el terraplenado durante la época estival en que el régimen pluviométrico

descendió notablemente. Por otro lado cuanto más compactos estén los sólidos, más dificultad

se tendrá para que haya movimiento de los granos, y por tanto, menores serán las

deformaciones.

No se han mencionado las técnicas de aumentar la resistencia a la deformación de los suelos

mediante adición de ligantes o aditivos que den lugar a la formación de sustancias que formen

un armazón continuo que envuelva las partículas sólidas del suelo, es el caso de productos

asfálticos, cemento hidráulico…

Un terreno es tanto más capaz de aguantar cargas con menores deformaciones, es decir, es

tanto mayor su grado de consolidación cuanto:

- Mayor es su compacidad o densidad seca.

- Mayor trabazón presente su estructura.

- Más se aproxime su contenido de humedad al óptimo.

- Menor es la presión de sus gases.

EXPLICACION

Cuando el geólogo describe los rasgos geológicos de una

región, el suelo (s.s.) es un rasgo superficial del terreno

cartográficamente carente de importancia. Para fines

geotécnicos, el geólogo define al “suelo” como todo material

sin consolidar sobre el lecho rocoso. Esta definición geotécnica

de “suelo” es aceptada por el ing. civil ya que cubre su

expectativa de ser un material excavable estando además

relacionado con la obra que puede hacer sobre él, con él o en

él. Pero, ¿quién el verdadero especialista en suelos? Para la

Pedología, el suelo (s.s.) es el arreglo de materia mineral y

orgánica formado en la superficie terrestre a través del tiempo,

por procesos de alteración y transporte, a partir de material

geológico y biológico; esta definición incluye el punto de vista

edafológico de ser el medio natural de crecimiento de la vida

vegetal terrestre. El pedólogo describe al suelo (s.s.)

subdividiéndolo en horizontes o capas (A y B) que reposan

sobre la roca intemperizada (capa C) que finalmente reposa

sobre la roca sana (R).

Estos conceptos diversos de “suelo” crean un ambiente de

incomunicación y desinformación técnicas ya que cada

especialista lo entiende a su modo. Esto es lo que sucede en

la Zona Metropolitana de Guadalajara (ZMG) ya que: 1) para

el ing. civil la ZMG tiene un “suelo” que puede medir más de

50m de grosor; 2) para el edafólogo en la ZMG el suelo (s.s.)

tiene un grosor menor que 0.50m; 3) para el geólogo, la

regolita en la ZMG, incluido el suelo (s.s.), tiene un grosor

máximo de 1m. ¿A qué se debe esta disparidad de grosores?

A que El subsuelo de la ZMG casi en su totalidad, está

constituido por una formación de origen volcánico denominada

toba Tala, la cual es un derrame piroclástico afírico sin

consolidar, compuesto principalmente por estratos irregulares y

deleznables de pómez. Este rasgo de no estar consolidado hace

que en una primera impresión, no se distinga el contacto

vertical entre las rocas intemperizada y sana de la Toba Tala.

Además, por ser una roca friable es fácilmente excavable y

explotable. El ing. civil en el sitio de su obra, debe de tener

plenamente identificado al suelo (s.s.) y sus horizontes básicos:

A, B y C y diferenciarlos del lecho rocoso (R) sea éste duro o

blando. También debe de considerar que en su tarea de

construcción, generalmente mas que ver con el suelo (s.s.)

tiene que considerar los rasgos geológicos del subsuelo del

sitio (litología, hidrología, fracturas, etc.).

POSTULADO

Descripción de Suelos: presenta el sistema de Clasificación

Unificada de los suelos propuesta por Casagrande (12, 23, 26), que es la herramienta

fundamental para clasificar suelos. Sin embargo, el sistema fue desarrollado principalmente

para suelos de origen sedimentario, en áreas de clima templado. Los suelos de origen

residual, que son comunes en áreas de clima tropical, no siempre se prestan a una descripción

apropiada con este sistema.

En estos casos, a falta de un estándar apropiado, el Profesional Idóneo encargado debe

decidir como mejor describir suelos residuales de una manera útil y significativa (4, 28, 52).

Descripción de Rocas: La descripción de rocas y rocas meteorizadas debe consistir

de la litología (tipo de roca), grado de meteorización, estructura geológica principal

(estratos, fallas, etc.) y estructura geológica secundaria (fracturas, grietas, espejos de falla o

"slickensides" y otras discontinuidades menores). Las referencias 24 y 66 presentan

descripciones detalladas de estos parámetros. La referencia 1 presenta formas prácticas para

describir macizos de roca. Los análisis microscópicos de secciones delgadas pueden ser de

gran ayuda a estas descripciones.

Propiedades Índice de los Suelos: Se conocen como propiedades índice de los

suelos la densidad, porosidad, relación de vacíos, gravedad especifica, contenido de

humedad, limites de Atterberg y algunos otros parámetros descriptivos generales, similares a

éstos. Las referencias 22, 23, 24, 26, 39, 47, 51 y 54 presentan las definiciones de estas

propiedades y describen procedimientos para su determinación.

Propiedades Ingenieriles de Suelos y Rocas: Se conocen como propiedades

ingenieriles de los suelos y rocas, la resistencia, la compresibilidad y la permeabilidad.

Estos parámetros pueden determinarse con pruebas de laboratorio, pruebas de campo

realizadas en-sitio, o mediante estimaciones y cálculos basados en experiencias previas.

METODOS Y LEYES

ORIGEN DE LOS METODOS DE SIMULACION

El ingeniero geotécnico es uno de los profesionales de la ingeniería civil que con mayor

frecuencia debe recurrir a las PREDICCIONES, con el objeto de “adelantarse a los

acontecimientos” y de lograr inducir a los clientes en la toma de decisiones seguras, duraderas y

económicas.

Siempre me ha llamado la atención la clasificación de las PREDICCIONES hecha por T William

Lambe en 1973, Ref (20). La cual cito textualmente traducida al idioma español, mediante la

Tabla N° 1:

Tipo

Oportunidad de la Predicción Resultados de la Predicción

A Antes del Evento -

B Durante el Evento Desconocidos

B1 Durante el Evento Conocidos

C Después del Evento Desconocidos

C1 Después del Evento Conocidos

Tabla N° 1

Lambe expresa entre otras cosas que la profesión tiene una gran necesidad de Predicciones de

Tipo A, pues las de tipo C, aunque muy frecuentes, no son más que AUTOPSIAS.

La experiencia de quien hoy se dirige a ustedes, le permite concluir que, en Venezuela se practica

cada vez más la “Ingeniería Geotécnica Forense”, la cual se asocia con la investigación de daños

y fallas. Ello se debe a la falta de continuidad del trabajo del consultor geotécnico en el proyecto,

toda vez que en la mayoría de los casos no tiene presencia en el proyecto definitivo y en la

construcción de la obra. En tal sentido los efectos de las predicciones del tipo A se encuentran en

una especie de “Limbo”.

La labor de todo ingeniero competente es hacer predicciones tipo A, con experticia y demostrar al

cliente la conveniencia de hacer un seguimiento de estas predicciones en la obra para comprobar

la bondad o el desajuste de ellas y tomar medidas para hacer correcciones.

La simulación es un procedimiento bastante viejo remontándose su origen a 1.777, con la

solución del problema planteado por “Buffon”, el cual consiste en encontrar el número de veces

que una aguja de dimensión conocida corte una de varias líneas paralelas dibujadas en una

superficie plana con una separación de dos veces la dimensión longitudinal de la aguja.

El nombre “Monte Carlo”, se origina hacia 1.942, como palabra clave usada en los experimentos

para el diseño de la carcasa contenedora de la bomba atómica, debido a la necesidad de simular

en la computadora el proceso de fisión nuclear, para lo cual se requiere de la utilización de los

números aleatorios similares a los que genera la ruleta que opera en el célebre casino de esa

localidad de Francia.

Modernamente, cuando se emplea el Método de Monte Carlo para resolver problemas como el de

la “Aguja de Buffon” se dice que se está utilizando el “Procedimiento de aciertos y fallas”, toda

vez que se trata de contar el número de veces que se acierta y deducir el “número de fallas”

restando del total de intentos el número de aciertos.

Resulta interesante saber que en el caso del Problema de la Aguja de Buffon la simulación

permitió determinar el valor del número PI en 1.777. Laplace generalizó la matemática

probabilística del método de “Buffon” en 1.812. La precisión del método depende del número de

intentos, lo cual no es problema alguno para las computadoras modernas. Ref. (15 y 18)

En la ingeniería geotécnica este proceso de “Aciertos y Fallas” del Método de Monte Carlo se

aplica diariamente, sin que nos demos cuenta de ello, cada vez que programamos el tiempo de

tamizado de una muestra de suelo

2.3 TIPOS DE METODOS (INDUCTIVO, DEDUCTIVO, ANALITICO, SINTETICO, COMPARATIVO,DIDACTICO)

BIBLIOGRAFIA

http://es.scribd.com/doc/64998551/Fundamentos-de-Ingenieria-Geotecnica-Braja-M-Das

http://icc.ucv.cl:8080/geotecnia/18_ciclo_conferencias/2006/01_geomecanica_computacional/presentaciones/01_lunes_15_mayo/02_elementos_finitos_ing_geotec/elementos_finitos_ing_teotec.pdf

http://geotecnia-sor.blogspot.mx/2012/01/historia-de-la-geotecnia-prechttp://biblioteca-virtual-antioquia.udea.edu.co/pdf/973/973_1514931363.pdfursores-de.html

http://www.ugm.org.mx/publicaciones/geos/pdf/geos02-2/IGRGG02-2.pdf

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