Ingenieria

CAPITULO I: GENERALIDADES DE LA GEOTECNICA

1.1 La Geotecnia:

La geotecnia es una de las principales ramas de la geología. Se trata de la aplicación de los conocimientos y prácticas de la geología para la ejecución de cimentaciones de las grandes obras de ingeniería, como construcciones civiles, hidroeléctricas, etc.

La geotecnia es la aplicación de la mecánica de suelos y rocas tanto a las obras de ingeniería civil (diseño y construcción) como a la conservación del medio ambiente. Esta disciplina es esencial para el desarrollo de cualquier proyecto, especialmente cuando determinadas propiedades del sustrato condicionan la elección de alternativas de emplazamiento o la introducción de adecuadas técnicas de fundación.

1.2 Clasificación de suelos

Con la granulometría y la plasticidad se pueden clasificar los suelos en cuanto a sus propiedades de identificación.

Aunque existen varios sistemas de clasificación, dirigidos a determinados usos de los suelos (carreteras, presas, etc.), el más general es el U.S.C.S. (Unified Soil Classification System), americano, basado en la propuesta inicial de Casagrande.

− Separación entre suelos gruesos (G, S) y finos (M, C, O):

En función de que el porcentaje de partículas gruesas (arenas y gravas, es decir, mayores de 0,074 mm, tamiz 200 ASTM), sea mayor o menor del 50%.

− Para los suelos gruesos, separación entre gravas (G) y arenas (S):

En función de que, de la fracción retenida en el tamiz 200, resulte retenida por el tamiz 4 (4,76 mm) más del 50% (G) o menos (S).

− Tanto para gravas (G) como para arenas (S), separación entre suelos gruesos limpios o con finos: En función del contenido de finos (fracción que pasa por el tamiz 200):

Suelos gruesos limpios (inferior al 5%)

Suelos gruesos intermedios (entre el 5 y el 12%)

Suelos gruesos con finos (superior al 12%)

− Para suelos gruesos limpios, separación entre suelos bien graduados (W) o pobremente graduados (P):

En función de que se cumplan o no los dos requisitos de la curva granulométrica se añade el símbolo W,P a la letra G,S.

− Para suelos gruesos con finos, separación entre limosos, arcillosos u orgánicos:

En función de las características de plasticidad de la fracción fina (carta de Casagrande), se añade el símbolo C,M,O a la letra G,S (p.ej., GC).

− Para suelos gruesos intermedios (finos entre el 5 y el 12%): Se les asigna doble símbolo, considerándolos limpios y con finos (p.ej., GW-GC).

− Para suelos finos:

En función de las características de plasticidad (carta de Casagrande), se clasifican como CH, CL, MH, ML, OH, OL.

1.3 Origen de los suelos

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

− erosión

− transporte

− sedimentación

− procesos secundarios

1.3.1 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 química. Puede ser por acción del agua, aire, temperatura u otros factores, ya sea actuando solos o en combinación. Así se forman los suelos granulares (gravas, arenas, limos) Las acciones entre partículas son puramente mecánicas.

− La erosión química consiste en procesos de hidratación, hidrólisis, oxidación o disolución, por los que se forma un suelo cuya composición química difiere de la de la roca original. El proceso más importante es la hidrólisis de los silicatos de las rocas para pasar a arcillas. Debido al proceso, las partículas tienen cargas eléctricas no compensadas (o no uniformemente distribuidas), por lo que aparecen fuerzas eléctricas de interacción entre sí y con el agua intersticial. Esto confiere a estos suelos propiedades particulares (plasticidad).

1.3.2 Transporte y sedimentación

El suelo, una vez formado por la erosión, puede quedarse donde se formó o ser transportado y sedimentado en otros lugares. En función de ello se habla de:

− Suelos residuales, o eluviales: no han sufrido transporte. Por ello, suelen conservar algunos restos de la estructura de la roca a partir de la que se formaron (dirección de estratificación, anisotropía). Deere y Patton (1971) presentan un perfil típico de suelos residuales. Es frecuente que la zona de transición suelo-roca Deere y Patton, 1971) sea más permeable que la parte superior, de suelo, y que la inferior, de roca, lo que da lugar a filtración preferente de agua en dicho contacto.

− Suelos

transportados y sedimentados. Puede ser mediante el agua de ríos (suelos aluviales), mar, lagos, glaciares, o del viento (dunas, depósitos eólicos), o por gravedad en laderas (suelos coluviales). El medio de transporte (que actúa a la vez como agente de erosión y medio de sedimentación), tiene una gran influencia en las propiedades del suelo resultante: distribución de tamaños de partículas, y forma y textura de las mismas. Así, los suelos eólicos suelen ser muy uniformes, mientras que los aluviales presentan un mayor grado de mezcla de tamaños, y los glaciares aún más.

1.3.3 Procesos secundarios Ocurren una vez formado y sedimentado el suelo.

Los más importantes son:

− Consolidación por el peso de sedimentos. Cuando el suelo se deposita, está sometido

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