01.01 Introduccion Mca Suelos I 5hf22
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- Pages: 83
UNIVERSISIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA
MECANICA DE SUELOS I TEMA 01:
INTRODUCCION CATEDRA: ING. CARLOS GASPAR P.
«CONTEXTO MUNDIAL»
NUESTRO PLANETA TIENE LA SIGUIENTE CONFORMACION: * Superficie total ………….. 510x10^6 Km2 * Superficie de Continentes ….. 148.9x10^6 Km2 * Superficie de los océanos ….. 361.1x10^6 Km2
LA MECANICA DE SUELOS La ingeniería de Mecánica de Suelos comprende la interrelación de la ingeniería geológica e ingeniería civil; en ella engloba historia, arte, oficio, técnica y ciencia.
Desde hace mucho tiempo, el hecho de dominar el terreno para adaptarlo a sus fines, ha sido uno de los aspectos más importantes de las interacciones entre el hombre y su hábitat.
LOS PALAFITOS….
ES HISTORIA
La historia de los constructores antiguos, se manifiesta en una buena inter-relación Suelo – Estructura, a pesar de la falta de la ‘mecánica de suelos’.
ES ARTE…..
INGENIO - OFICIO
Grandes construcciones, todo en busca de un ser superior…….
ARTE - TECNICA
Construcciones que, con el tiempo perduran y hoy son ejemplo de ingenio…..
ES HISTORIA – ARTE – TECNICA y CIENCIA
¿CUANDO EL HOMBRE SE INTERESA EN EL ANALISIS DE LOS SUELOS COMO CIENCIA…? El primer registro de uso del suelo como material de construcción se pierde en la antigüedad. La verdadera ingeniería, la comprensión de la ingeniería geotécnica como hoy es conocida, se inició a comienzos del siglo XVIII cuando la física y las matemáticas habían alcanzado un importante desarrollo y permitían conceptualizar modelos físicos.
ANTES DEL SIGLO XVIII… Período basado en conocimientos antiguos, prima la técnica del “maestro de obras” se guía fundamentalmente por el empirismo y es transmitida con el tiempo.
DESPUES DEL SIGLO XVIII… ☼ El Francés Sebastián Le Prestre (1603-1707) Señor y Marqués de Vauban; fue el principal ingeniero militar en su tiempo. Sus obras abordan aspectos de interés excavaciones y estabilidad de trincheras.
sobre
☼ Bullet (1691), presenta la primera teoría sobre empuje de tierras. ☼ Luego Coulomb (1773), contribuye con esta teoría.
El primer ingeniero civil autoproclamado fue el inglés John Smeaton, que construyó el faro de Eddystone en 1759.
John Smeaton (1724-1792)
COULOMB (1736 – 1786)… Presenta su teoría de empuje de tierras, y plantea un criterio de falla para el suelo.
En 1856 se dan a conocer: ☼ La Ley de Darcy (sobre permeabilidad del suelo). ☼ La Ley de Stokes (velocidad de caída de una partícula en un fluido) ☼ Atterberg, establece en 1911 los límites de consistencia de los suelos que permite caracterizar a los suelos finos (Límites de Atterberg). … Y otros más…
SE DA ORIGEN A LAS ETAPAS DE LA MECANICA DE SUELOS: a. Período Pre clásico (1700-1776). Período preparatorio. b. Mecánica de Suelos Clásica - Fase I (17761856). Periodo de formación de la disciplina. c. Mecánica de Suelos Clásica - Fase II (18561910). Período de desarrollo en la formación de la disciplina. d. Mecánica de Suelos Moderna (1910-1927). Período de consolidación e integración de la disciplina de ingeniería geotécnica.
LA MECANICA DE SUELOS MODERNA
Se considera a Karl Terzaghi como el padre de la ingeniería geotécnica y la mecánica de suelos. En 1925, Karl terzaghi (18831963) publica su obra relevante: Erdbaumechanik
Ralph Brazelton Peck; con él se consolida la Mecánica de Suelos en la práctica de la Ingeniería 1920 – 1970. (1912 - 2008) autor de muchos libros y trabajó con Terzaghi.
LA MECANICA DE SUELOS EN LA ACTUALIDAD En la actualidad, es común la aplicación de los métodos numéricos a la geotecnia; Southwell (1938) describe los métodos de relajación. Los primeros cálculos sistemáticos aparecen en la década de los 60, utilizando el método de las diferencias finitas.
Así en un futuro la geotecnia debe probablemente pasar a centrarse en la explicación de los fenómenos que controlan el comportamiento del terreno, relegando los métodos analíticos de cálculo a simples instrumentos para facilitar su compresión. Aunque nunca se debe olvidar que el papel de los métodos numéricos no es reinventar la geotecnia.
Los conceptos de mecánica del suelo y de ingeniería geotécnica son en general independientes de los métodos numéricos, y es necesario conocerlos previamente para ser capaz de usar con criterio esas herramientas.
¿PARA QUE EL ESTUDIO DE LA INGENIERIA GEOTECNIA? Para comprender el mundo de la Ingeniería Civil, a razón de que todo lo que es la súper-estructura está directamente apoyado sobre un medio – llamado terreno o suelo.
PROBLEMAS PLANTEADOS POR EL TERRENO EN LA INGENEIRIA CIVIL Se entiende que el terreno o suelo, es una estructura de apoyo, sobre la cual se asientan todo elemento construido por el hombre.
Problema Terreno…
PALACIO DE BELLAS ARTES MEXICO
TERREMOTO DE NIIGATA, JAPON, 1964: COLAPSO DEL PUENTE SHOWA.
GRANDES DESLIZAMIENTOS…
Deslizamientos de masas de suelos en grandes volúmenes…
SISMOS
TRABAJOS EN SUELOS QUE GENERAN COLAPSO DE EDIFICIOS…
Suelos arenosos colapsables -
Identificación plena de la estructura interna del suelo, y sus posibles efectos ante eventos naturales….
Asentamiento y erosión de estratos de suelos….....
Efecto Agua
Deslizamientos y erosión de laderas naturales o en cortes.
Falla de los taludes de suelos por cortes y asentamientos.
- Efecto de deslizamiento de taludes naturales.
A la geotecnia, antes se la identificaba como la Mecánica de Suelos; pero el término se amplió para incluir temas como la ingeniería sísmica, interacción suelo-estructura, elaboración de materiales geotécnicos, mejoramiento de las características del suelo y otros.
El terreno que es objeto de estudio de la Geotecnia, es el que se encuentra en las capas exteriores de la corteza terrestre.
Interesa como:
el
terreno
* Suelos. * Rocas.
Lo que se requiere es comprender la naturaleza de los suelos, para ello se acude a las investigaciones geotécnicas y se realizan con el fin de determinar sus propiedades básicas como:
- Presencia de diferentes tipos de suelos.
- Presencia de agua en la formación del suelo.
- Grado de Compactación resistencia de los suelos.
y
LA MALA CALIDAD DEL SUELO Y LA MALA PRACTICA DE LA INGENIERIA GEOTECNICA CONLLEVA PROBLEMAS… • No prestarle la debida importancia a los suelos, principalmente sobre su comportamiento. • Estudios y ensayos de suelos de manera superficial. • Mal manejo de información de campo. • Mala interpretación de los ensayos de suelos. • Mala práctica del manejo congruente de la ingeniería de suelos. • Equipos utilizados en los ensayos de mala calidad. • Personal no preparado para realizar los estudios. A CONSECUENCIA OBTIENE:
DE
ESTA
MALA
PRACTICA,
SE
MALA IDENTIFICACIÓN Y CALIDAD DE LOS SUELOS: Suelos colapsables riesgos a fallar.
con
EJEMPLO REGIONAL – TRATAMIENTO DE UN SUELO FANGOSO - TURBA
Un terreno orgánico con turba, no es adecuado para realizar cualquier trabajo, por lo que deberá eliminarse de forma total
Mala decisión del tratamiento o mejora de este tipo de suelos, por lo que se descarta la forma como se pretendía solucionar..
El trabajo de eliminación de este tipo de material se hace de forma manual….
Retirar este material hasta cierta profundidad y a partir de este nivel generar zanjas de drenaje de forma transversal y longitudinal a la vía...
En las zanjas se rellena con piedra mediana, hasta el nivel requerido y posteriormente la misma piedra se extiende …
Extendido de piedra mediana y grande a lo largo de la plataforma de la vía, hasta cubrir el nivel de la sub rasante...
La importancia de este forma de trabajo permite mantener el agua superficial fluir por dichas zanjas y la misma plataforma…..
Finalmente se cubre con una manta y se extiende en toda la plataforma el material seleccionado hasta cubrir el nivel de la rasante de la vía...
MEJORA DEL SUELO PARA FINES DE CIMENTACION….
Elección del tipo de trabajo y las alternativas más óptimas a plantear…
Comprensión de la naturaleza del suelo – Decisión técnica.
ANTE UN PROBLEMA DE DESLIZAMIENTO:
Control de erosión en quebradas y/o cursos de agua de fuerte pendiente
HITOS DE LA INGENIERIA GEOTECNICA
PUENTES ATIRANTADOS - CHINA
Aplicación de los conocimientos técnicos, para que coexistan la súper-estructura y el terreno de apoyo.
Comprender de manera íntegra y profunda la naturaleza del terreno para que sobre ella se edifique con plena confianza cualquier construcción.
APLICACIONES DE LA INGENIERIA GEOTECNICA Una buena práctica de la Ingeniería Geotécnica, nos orienta a una vida plena y de confianza, cuida y preserva el medio ambiente, interrelaciona los distintos modos de vida, mantiene armonía con la naturaleza y orienta a una paz física con la misma; todo esto se logra con un buen conocimiento del comportamiento de los suelos y rocas y la puesta en práctica el ingenio.
¿COMO SE GARANTIZA LA CALIDAD DE UN BUEN TRABAJO?...
CONTAR CON UN LABORATORIO MODERNO Y ORGANIZADO
La Universidad debe poseer: Lab. de Suelos. Lab. de Rocas. Lab. de Pavimentos. Lab. de Materiales. Oficina de soporte.
Debe contar con equipos modernos y personal técnico calificado.
Un Laboratorio debe contar con equipos modernos.
Equipo de Deflectometría
Equipo de Ensayo Triaxial Equipo Georadar
*
ASI COMO, CADA UNO DE LOS ESTUDIANTES DEBE MANEJAR SU EQUIPO DE COMPUTADOR.
Nuestro medio espera de jóvenes emprendedores, inteligentes y perseverantes, para la mejora de nuestro país ….
Bibliografía Recomendada: * William Lambe y Robert Whitman. MECANICA DE SUELOS. * Braja M. Das. FUNDAMENTO DE INGENIERÍA GEOTECNICA. International Thomson Editores. México, 2001. * Juárez Badillo – Rico Rodríguez. MECÁNICA DE SUELOS – TOMO I. Editorial Limusa. México, 1996. * Terzaghi. K. y Peck. MECÁNICA DE SUELOS EN LA INGENIERÍA PRÁCTICA. Editorial EL Ateneo. Buenos Aires, 1973. * Ministerio de Vivienda y Construcción. REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES. El Peruano. Lima, 2006.
A SU ATENCIÓN Ing. Carlos Gaspar Paco
UNIVERSISIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA
MECANICA DE SUELOS I TEMA 01:
INTRODUCCION CATEDRA: ING. CARLOS GASPAR P.
«CONTEXTO MUNDIAL»
NUESTRO PLANETA TIENE LA SIGUIENTE CONFORMACION: * Superficie total ………….. 510x10^6 Km2 * Superficie de Continentes ….. 148.9x10^6 Km2 * Superficie de los océanos ….. 361.1x10^6 Km2
LA MECANICA DE SUELOS La ingeniería de Mecánica de Suelos comprende la interrelación de la ingeniería geológica e ingeniería civil; en ella engloba historia, arte, oficio, técnica y ciencia.
Desde hace mucho tiempo, el hecho de dominar el terreno para adaptarlo a sus fines, ha sido uno de los aspectos más importantes de las interacciones entre el hombre y su hábitat.
LOS PALAFITOS….
ES HISTORIA
La historia de los constructores antiguos, se manifiesta en una buena inter-relación Suelo – Estructura, a pesar de la falta de la ‘mecánica de suelos’.
ES ARTE…..
INGENIO - OFICIO
Grandes construcciones, todo en busca de un ser superior…….
ARTE - TECNICA
Construcciones que, con el tiempo perduran y hoy son ejemplo de ingenio…..
ES HISTORIA – ARTE – TECNICA y CIENCIA
¿CUANDO EL HOMBRE SE INTERESA EN EL ANALISIS DE LOS SUELOS COMO CIENCIA…? El primer registro de uso del suelo como material de construcción se pierde en la antigüedad. La verdadera ingeniería, la comprensión de la ingeniería geotécnica como hoy es conocida, se inició a comienzos del siglo XVIII cuando la física y las matemáticas habían alcanzado un importante desarrollo y permitían conceptualizar modelos físicos.
ANTES DEL SIGLO XVIII… Período basado en conocimientos antiguos, prima la técnica del “maestro de obras” se guía fundamentalmente por el empirismo y es transmitida con el tiempo.
DESPUES DEL SIGLO XVIII… ☼ El Francés Sebastián Le Prestre (1603-1707) Señor y Marqués de Vauban; fue el principal ingeniero militar en su tiempo. Sus obras abordan aspectos de interés excavaciones y estabilidad de trincheras.
sobre
☼ Bullet (1691), presenta la primera teoría sobre empuje de tierras. ☼ Luego Coulomb (1773), contribuye con esta teoría.
El primer ingeniero civil autoproclamado fue el inglés John Smeaton, que construyó el faro de Eddystone en 1759.
John Smeaton (1724-1792)
COULOMB (1736 – 1786)… Presenta su teoría de empuje de tierras, y plantea un criterio de falla para el suelo.
En 1856 se dan a conocer: ☼ La Ley de Darcy (sobre permeabilidad del suelo). ☼ La Ley de Stokes (velocidad de caída de una partícula en un fluido) ☼ Atterberg, establece en 1911 los límites de consistencia de los suelos que permite caracterizar a los suelos finos (Límites de Atterberg). … Y otros más…
SE DA ORIGEN A LAS ETAPAS DE LA MECANICA DE SUELOS: a. Período Pre clásico (1700-1776). Período preparatorio. b. Mecánica de Suelos Clásica - Fase I (17761856). Periodo de formación de la disciplina. c. Mecánica de Suelos Clásica - Fase II (18561910). Período de desarrollo en la formación de la disciplina. d. Mecánica de Suelos Moderna (1910-1927). Período de consolidación e integración de la disciplina de ingeniería geotécnica.
LA MECANICA DE SUELOS MODERNA
Se considera a Karl Terzaghi como el padre de la ingeniería geotécnica y la mecánica de suelos. En 1925, Karl terzaghi (18831963) publica su obra relevante: Erdbaumechanik
Ralph Brazelton Peck; con él se consolida la Mecánica de Suelos en la práctica de la Ingeniería 1920 – 1970. (1912 - 2008) autor de muchos libros y trabajó con Terzaghi.
LA MECANICA DE SUELOS EN LA ACTUALIDAD En la actualidad, es común la aplicación de los métodos numéricos a la geotecnia; Southwell (1938) describe los métodos de relajación. Los primeros cálculos sistemáticos aparecen en la década de los 60, utilizando el método de las diferencias finitas.
Así en un futuro la geotecnia debe probablemente pasar a centrarse en la explicación de los fenómenos que controlan el comportamiento del terreno, relegando los métodos analíticos de cálculo a simples instrumentos para facilitar su compresión. Aunque nunca se debe olvidar que el papel de los métodos numéricos no es reinventar la geotecnia.
Los conceptos de mecánica del suelo y de ingeniería geotécnica son en general independientes de los métodos numéricos, y es necesario conocerlos previamente para ser capaz de usar con criterio esas herramientas.
¿PARA QUE EL ESTUDIO DE LA INGENIERIA GEOTECNIA? Para comprender el mundo de la Ingeniería Civil, a razón de que todo lo que es la súper-estructura está directamente apoyado sobre un medio – llamado terreno o suelo.
PROBLEMAS PLANTEADOS POR EL TERRENO EN LA INGENEIRIA CIVIL Se entiende que el terreno o suelo, es una estructura de apoyo, sobre la cual se asientan todo elemento construido por el hombre.
Problema Terreno…
PALACIO DE BELLAS ARTES MEXICO
TERREMOTO DE NIIGATA, JAPON, 1964: COLAPSO DEL PUENTE SHOWA.
GRANDES DESLIZAMIENTOS…
Deslizamientos de masas de suelos en grandes volúmenes…
SISMOS
TRABAJOS EN SUELOS QUE GENERAN COLAPSO DE EDIFICIOS…
Suelos arenosos colapsables -
Identificación plena de la estructura interna del suelo, y sus posibles efectos ante eventos naturales….
Asentamiento y erosión de estratos de suelos….....
Efecto Agua
Deslizamientos y erosión de laderas naturales o en cortes.
Falla de los taludes de suelos por cortes y asentamientos.
- Efecto de deslizamiento de taludes naturales.
A la geotecnia, antes se la identificaba como la Mecánica de Suelos; pero el término se amplió para incluir temas como la ingeniería sísmica, interacción suelo-estructura, elaboración de materiales geotécnicos, mejoramiento de las características del suelo y otros.
El terreno que es objeto de estudio de la Geotecnia, es el que se encuentra en las capas exteriores de la corteza terrestre.
Interesa como:
el
terreno
* Suelos. * Rocas.
Lo que se requiere es comprender la naturaleza de los suelos, para ello se acude a las investigaciones geotécnicas y se realizan con el fin de determinar sus propiedades básicas como:
- Presencia de diferentes tipos de suelos.
- Presencia de agua en la formación del suelo.
- Grado de Compactación resistencia de los suelos.
y
LA MALA CALIDAD DEL SUELO Y LA MALA PRACTICA DE LA INGENIERIA GEOTECNICA CONLLEVA PROBLEMAS… • No prestarle la debida importancia a los suelos, principalmente sobre su comportamiento. • Estudios y ensayos de suelos de manera superficial. • Mal manejo de información de campo. • Mala interpretación de los ensayos de suelos. • Mala práctica del manejo congruente de la ingeniería de suelos. • Equipos utilizados en los ensayos de mala calidad. • Personal no preparado para realizar los estudios. A CONSECUENCIA OBTIENE:
DE
ESTA
MALA
PRACTICA,
SE
MALA IDENTIFICACIÓN Y CALIDAD DE LOS SUELOS: Suelos colapsables riesgos a fallar.
con
EJEMPLO REGIONAL – TRATAMIENTO DE UN SUELO FANGOSO - TURBA
Un terreno orgánico con turba, no es adecuado para realizar cualquier trabajo, por lo que deberá eliminarse de forma total
Mala decisión del tratamiento o mejora de este tipo de suelos, por lo que se descarta la forma como se pretendía solucionar..
El trabajo de eliminación de este tipo de material se hace de forma manual….
Retirar este material hasta cierta profundidad y a partir de este nivel generar zanjas de drenaje de forma transversal y longitudinal a la vía...
En las zanjas se rellena con piedra mediana, hasta el nivel requerido y posteriormente la misma piedra se extiende …
Extendido de piedra mediana y grande a lo largo de la plataforma de la vía, hasta cubrir el nivel de la sub rasante...
La importancia de este forma de trabajo permite mantener el agua superficial fluir por dichas zanjas y la misma plataforma…..
Finalmente se cubre con una manta y se extiende en toda la plataforma el material seleccionado hasta cubrir el nivel de la rasante de la vía...
MEJORA DEL SUELO PARA FINES DE CIMENTACION….
Elección del tipo de trabajo y las alternativas más óptimas a plantear…
Comprensión de la naturaleza del suelo – Decisión técnica.
ANTE UN PROBLEMA DE DESLIZAMIENTO:
Control de erosión en quebradas y/o cursos de agua de fuerte pendiente
HITOS DE LA INGENIERIA GEOTECNICA
PUENTES ATIRANTADOS - CHINA
Aplicación de los conocimientos técnicos, para que coexistan la súper-estructura y el terreno de apoyo.
Comprender de manera íntegra y profunda la naturaleza del terreno para que sobre ella se edifique con plena confianza cualquier construcción.
APLICACIONES DE LA INGENIERIA GEOTECNICA Una buena práctica de la Ingeniería Geotécnica, nos orienta a una vida plena y de confianza, cuida y preserva el medio ambiente, interrelaciona los distintos modos de vida, mantiene armonía con la naturaleza y orienta a una paz física con la misma; todo esto se logra con un buen conocimiento del comportamiento de los suelos y rocas y la puesta en práctica el ingenio.
¿COMO SE GARANTIZA LA CALIDAD DE UN BUEN TRABAJO?...
CONTAR CON UN LABORATORIO MODERNO Y ORGANIZADO
La Universidad debe poseer: Lab. de Suelos. Lab. de Rocas. Lab. de Pavimentos. Lab. de Materiales. Oficina de soporte.
Debe contar con equipos modernos y personal técnico calificado.
Un Laboratorio debe contar con equipos modernos.
Equipo de Deflectometría
Equipo de Ensayo Triaxial Equipo Georadar
*
ASI COMO, CADA UNO DE LOS ESTUDIANTES DEBE MANEJAR SU EQUIPO DE COMPUTADOR.
Nuestro medio espera de jóvenes emprendedores, inteligentes y perseverantes, para la mejora de nuestro país ….
Bibliografía Recomendada: * William Lambe y Robert Whitman. MECANICA DE SUELOS. * Braja M. Das. FUNDAMENTO DE INGENIERÍA GEOTECNICA. International Thomson Editores. México, 2001. * Juárez Badillo – Rico Rodríguez. MECÁNICA DE SUELOS – TOMO I. Editorial Limusa. México, 1996. * Terzaghi. K. y Peck. MECÁNICA DE SUELOS EN LA INGENIERÍA PRÁCTICA. Editorial EL Ateneo. Buenos Aires, 1973. * Ministerio de Vivienda y Construcción. REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES. El Peruano. Lima, 2006.
A SU ATENCIÓN Ing. Carlos Gaspar Paco
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