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GEOTECNIA

La Geotecnia es la rama de la Ingeniería que se ocupa del estudio de la interacción de las construcciones con el terreno. Se trata por tanto de una disciplina no sólo de la Ingeniería Civil, sino también de otras actividades, como la Arquitectura y la Ingeniería Minera, que guardan relación directa con el terreno.

HISTORIA:

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.

Karl Terzaghi Sir Alec Westley Skempton

2. LOS PROBLEMAS GEOTÉCNICOS BÁSICOS SON:

El terreno como cimiento: todas las obras deben apoyarse en el terreno; debe por tanto definirse la forma de este apoyo, y la transmisión de cargas de la estructura al terreno, para lo que debe estudiarse la deformabilidad y resistencia de éste.

El terreno como productor de cargas: en ocasiones, para crear un desnivel, o con otro motivo, se construyen estructuras cuyo fin es contener el terreno (p. ej., muros de contención, revestimientos de túneles); para su dimensionamiento, debe calcularse la magnitud y distribución de los empujes ejercidos por el terreno.

El terreno como propia estructura: otras veces, para crear un desnivel no se construye una estructura de contención, sino que se deja al propio terreno en talud; debe en este caso estudiarse la inclinación que debe darse a este talud para garantizar su estabilidad.

El terreno como material: en obras de tierra (rellenos, terraplenes, presas de materiales sueltos), el terreno es el material de construcción, por lo que deben conocerse sus propiedades, y la influencia que en ellas tiene el método de colocación (compactación). Los terrenos sobre los que se construyen las obras son de naturaleza muy variada, desde un macizo granítico sano hasta un fango de marisma en el que no es posible caminar.

Las diferencias de comportamiento obedecen a varias causas:

Diferencias de naturaleza mineralógica de los componentes: silíceos, calcáreos, orgánicos, etc.

Diferencias de tamaño de las partículas: de milímetros o decímetros en gravas y bolos de décimas de milímetro en arenas de centésimas de mm (decenas de micras) en limos inferiores a una micra en arcillas.

Diferencias de la forma de contacto y unión entre granos; puede tratarse de: una simple yuxtaposición, en el caso de una arena seca, uniones por meniscos capilares entre granos si está húmeda, fuerzas eléctricas entre partículas en el caso de arcillas, soldadura entre granos o cristales en rocas.

Diferencias del proceso de deposición y de tensiones a que está sometido: la compacidad o consistencia de un elemento de terreno varía entre los casos: recién sedimentado, a pequeña profundidad, y por tanto a pequeñas compresiones; profundo y, por tanto, sometido a un gran peso de terreno situado por encima; que haya estado a gran profundidad y luego por erosión se haya eliminado parte de la presión (procesos de sobre consolidación); en rocas, por la fracturación producida por plegamiento y empujes tectónicos, o con diferentes grados de meteorización por agentes atmosféricos.

Todo ello da lugar a la gran diversidad de terrenos señalada.

3. SUELOS Y ROCAS:

Una primera clasificación es la distinción entre suelos y rocas. Suele considerarse que los suelos están constituidos por partículas sueltas, mientras que en las rocas los granos están cementados o soldados. Sin embargo, esta separación no es tan clara: existen, por una parte, suelos con algún grado de cementación entre sus partículas y, por otro, rocas en las que la cementación es relativamente ligera. En algunos textos se considera la resistencia a compresión simple de 103 kN/m² (1 MPa) como el límite de separación entre suelo y roca. Desde el punto de vista práctico, en construcción es habitual considerar como suelos aquellos terrenos que pueden excavarse sin necesidad de recurrir a explosivos, y así se define en algunos textos. Sin embargo, en las últimas décadas la evolución de las técnicas de excavación (martillos picadores, rozadoras) permite la excavación mecánica de rocas de resistencia media, lo que ha hecho más difuso este límite. El Código Técnico de la Edificación establece la distinción en función de que la acción del agua sea capaz de disgregar el material en partículas en poco tiempo o no (considerando “poco tiempo” el periodo de vida útil de un edificio).

De lo anterior se deduce que no hay una distinción clara entre suelos y rocas, sino una transición continua. Los materiales de tránsito (suelos duros-rocas blandas) tienen características específicas y

presentan comportamientos a veces de mas difícil estudio que los suelos y rocas típicos.

3.1SUELO.-

Desde el punto de vista de la ingeniería, suelo es el sustrato físico sobre el que se realizan las obras, del que importan las propiedades físico-químicas, especialmente las propiedades mecánicas. Desde el punto de vista ingenieril se diferencia del término roca al considerarse específicamente bajo este término un sustrato formado por elementos que pueden ser separados sin un aporte significativamente alto de energía.

3.1.1 ORIGEN:

Los suelos provienen de las rocas a través de procesos de erosión. El proceso formativo puede incluir las siguientes fases:

Erosión-.

Puede ser física o química.

La erosión física consiste en la reducción de la roca a fragmentos progresivamente más pequeños, pero sin alterar su composición

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