estabilidad de taludes parte 06
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Suma de parámetros puntuados:
1. RCS (Resistencia compresión simple)
2. RQD (Rock Quality Designation)
3. Separación entre las diaclasas
4. Estado de las discontinuidades
5. Agua freática
6. Corrección por orientación de discontinuidades
CLASIFICACION RMR DE BIENIAWSKI
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Resistencia a la compresión simple
Ensayo de resistencia aproximado
Se puede rayar con la uña Especialmente débil < 1
Muy baja de 1 a 5
Baja de 5 a 25
Alta de 50 a 100
Muy alta de 100 a 250
Extremadamente alta > 250
Media de 25 a 50
Se rompe con golpes de martillo moderados
Se raya difícilmente con la navaja
Se puede rayar con la navaja
No puede rayarse con la navaja
Se puede romper con un golpe de martillo
Se requieren varios golpes de martillo pararomperla
Difícil de romper con el martillo de geólogo
Con el martillo de geólogo solo se pueden produciralgunas esquirlas
Calificación de la resistencia acompresión simple
Valor estimadoq (MPa) (1)
u
CLASIFICACION RMR DE BIENIAWSKI
100
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CLASIFICACION RMR DE BIENIAWSKI
Separación entre las diaclasas
�Mide la separación entre juntas de la familia principal dediaclasas de la roca (en metros).
�Da una idea del tamaño de los bloques que puedenoriginarse.
Espaciamiento de las discontinuidades
Calificativo
Especialmente pequeñoMuy pequeñoPequeñoModeradoAmplioMuy amplioEspecialmente amplio
< 22 a 66 a 2020 a 60
60 a 200200 a 600
> 600
Espaciamiento (cm)
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CLASIFICACION RMR DE BIENIAWSKI
Estado de las discontinuidades (el más influyente), concinco parámetros a analizar:
1. Persistencia, longitud o continuidad de la discontinuidad
2. Apertura entre paredes de la discontinuidad (no hayrelleno)
3. Si hay relleno, se mide resistencia y espesor del relleno
4. Estado de alteración de la zona de la diaclasa
5. La rugosidad de la pared de la discontinuidad
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CLASIFICACION RMR DE BIENIAWSKI
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CLASIFICACION RMR DE BIENIAWSKI
Alteración• Inalterada• Ligeramente alterada• Moderadamente alterada• Muy alterada• Descompuesta
Persistencia de las discontinuidadesMuy pequeña < 1 mEscasa de 1 a 3 mMedia de 3 a 10 mAlta de 10 a 20 mMuy alta > 20 m
Relleno de las discontinuidadesClase 1: seco y de baja permeabilidadClase 2: húmedo sin presencia de agua libreClase 3: muy húmedo con aporte de agua libreClase 4: lavado con flujo continuo de aguaClase 5: socavado con importantes vías de agua
Apertura de las discontinuidades
Juntas cerradas
Calificativo General De detalle Apertura
Macizo rocoso agrietado
Juntas abiertas
Muy cerradasCerradasParcialmente abiertas
AbiertasBastante abiertasApertura amplia
Apertura muy ampliaApertura especialmente ampliaEstructura hueca
< 0.1 mm0,1 a 0,25 mm0,25 a 0,50 mm
0,50 a 2,5 mm2,5 a 10 mm
> 1 cm
1 a 10 cm10 a 100 cm
> 1 m
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Rugosidad: aumenta la resistencia al corte del macizo.
Descripción
Rugosa
Rugosa
Rugosa
Lisa
Lisa
Lisa
Pulida
Pulida
Pulida
Escalonada
Ondulada
Plana
Perfil
CLASIFICACION RMR DE BIENIAWSKI
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CLASIFICACION RMR DE BIENIAWSKI
Agua freática
Difícil de medir si únicamente se tienen datos desondeos, puesto que se suele perforar con agua y lodos.
Presencia de agua en las discontinuidades
� Clase 1: No hay posibilidad de flujos de agua
� Clase 2: No hay signos de agua
� Clase 3: Signos de haber flujos de agua (manchas de óxidos)
� Clase 4: Humectaciones
� Clase 5: Filtraciones
� Clase 6: Flujo continuo de agua
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CLASIFICACION RMR DE BIENIAWSKI
Orientación de las discontinuidades
Plano de discontinuidad
Plano de discontinuidad
= dirección del plano= buzamiento= dirección de buzamienoβ
βαα
δδ
N
RUMBO PERPENDICULAR AL EJE
Dirección segúnBuzamiento
Dirección contra Buzamiento
Buzamiento
45º - 90º
MuyFavorable
Favorable Regular Desfavorable MuyDesfavorable
Regular Desfavorable
RUMBO PARALELOAL EJE DEL TUNEL
BUZAMIENTO0 - 20º
(Independientedel Rumbo)
Buzamiento20 - 45º
Buzamiento
20 - 45º
Buzamiento
20 - 45º
Buzamiento
45º - 90º
Buzamiento
45º - 90º
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Pun
tuac
ione
s y
clas
ifica
ción
RM
R
Valor de puntuación: media sugerida
Clasificación geomecánica RMR (Bieniawski. 1989)
Parámetros de clasificación
1
2
3
4
5
Resistenciade la matriz
rocoza(MPa)
Ensayo decarga puntual
Comprensiónsimple
> 10
> 250
10 - 1 4 - 2
250 - 100 100 - 50
2 - 1
50 - 25
Compresiónsimple (MPa)
25 - 5 5 - 1 < 1
012471215Puntuación
RQD
Puntuación
Puntuación
Puntuación
Puntuación
Puntuación
Puntuación
Puntuación
Rugosidad
Est
ado
de
las
disc
ontin
uid
ades
Relleno
Alteración
> 2 m 0.6 - 2 m 0.2 - 0.6 m
10
3 - 10 m
2
0.1 - 1.0 mm 1 - 5mm
1
10 -20 m
8
0.06 - 0.2 m < 0.06 m
5
> 20 m
0
> 5 mm
0
0
0
0
SuaveOnduladaLigeramente
rugosaRugosaMuy rugosa
3
3
2 2
3
1
1
1
15
1 - 3 m< 1 m
6 4
6
6
NingunoRelleno duro
< 5 mmRelleno duro
< 5 mmRelleno blando
< 5 mmRelleno blando
< 5 mm
Inalterada Ligeramentealterada
Moderadamentealterada Muy alterada Descompuesta
Nulo < 10 litros / min 10/25 litros/min 25/125 litros/min > 125 litros/min
0
Caudal por10 m de túnel
Relación:Presión deagua/ Tensiónprincipalmayor
Estadogeneral
Seco
15 10 7 4
Ligeramentehúmedo
Húmedo Goteando Agua fluyendo
Aguafreática
Puntuación
0 - 0.1 0.1 - 0.2 > 0.50.2 - 0.5
6
6
5
5
4
5
Nada < 0.1 mm
Separación entre diaclasas
Longitud de ladiscontinuidad
Abertura
90% 100%
20
20
17
75% - 90% 50% - 75%
13 6
25% - 50% < 25%
3
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Pun
tuac
ione
s y
clas
ifica
ción
RM
R
DIRECCION PERPENDICULAR AL EJE DEL TUNEL
Excavación con buzamiento Excavación contra buzamiento
Buz. 45-90 Buz. 20-45 Buz. 45-90 Buz. 20-45
Muy favorable Favorable Media Desfavorable
Dirección paralela al eje del túnel
Buz. 20-45Buz. 45-90
MediaMuy Desfavorable Desfavorable
Buzamiento 0º-20ºCualquier dirección
VIVIIIIIIClase
Orientación de las discontinuidades en el túnel
Tiempo de mantenimiento y longitud
Cohesión
Ángulo de rozamiento > 45º
10 años con 15 m de vano
> 4 Kp/cm2
6 meses con 8 m de vano
3-4 Kp/cm2
35º-45º 25º-35º
2-3 Kp/cm2 1-2 Kp/cm2
15º-25º
1 semana con 5 m de vano
10 horas con2,5 m de vano
30 minutos con1 m de vano
<1 Kp/cm2
<15º
Corrección por la orientación de las discontinuidades
Clasificación
Dirección y buzamiento
Puntuación
Túneles
Cimentaciones
Taludes
Clase
Calidad
Puntuación 100 - 81
Muy buena Buena Media Mala Muy mala
< 2080 - 61 60 - 41 40 - 21
I II III IV V
0 -5 -25 -50 -60
0 -2 -7 -15 -25
0 -2 -5 -10 -12
Muy favorables Favorables Medias Desfavorables Muy desafavorables
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Apl
icac
ión
para
exc
avac
ión
y so
sten
imie
nto
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CLASIFICACION RMR DE BIENIAWSKI
Dolomías cretácicas. Calidad muy buena.Dos familias de discontinuidades principales
Granito. Calidad buena. Varias familias dediscontinuidades alteradas.
Macizos de Clase I (RMR = 81 – 100) y Clase II (RMR = 61 – 80)
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CLASIFICACION RMR DE BIENIAWSKI
Pizarras ordovícicas. Calidad media. Grado de facturación alto. Grado de meorización: III
Cuarcitas ordovícicas. Calidad media. Grado de fracturación alto. Matriz rocosa muy resistente.
Macizos de Clase III (RMR = 81 – 60)
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CLASIFICACION RMR DE BIENIAWSKI
Macizos de Clase IV (RMR = 21 – 49) y Clase V (RMR <20)
Cuarcitas ordovícicas. Calidad mala. Macizo alteradoy brechificado.
Pizarras paleozoicas. Calidad muy mala. Fracturación muy intensa. Grado de meteorización V.
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Limitaciones:
�No es apropiado a macizos de muy baja calidad.
�Los parámetros geomecánicos deducidos tienen unagran incertidumbre.
CLASIFICACION RMR DE BIENIAWSKI
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Se basa en un índice de calidad “Q”, que se obtiene a partir de la siguiente fórmula:
Correlación con RMR de Bieniawski:
RMR = 9 log Q + 44
CLASIFICACION “Q” DE BARTON
Q = RQD JrJa SRFJn
Jw. .
Donde, además del RQD, se introducen los parámetros siguientes:
parámetro para describir el número de familias de discontinuidadparámetro para describir la rugosidad de las juntasparámetro para describir la alteración de las juntasfactor asociado al agua en juntasfactor asociado al estado tensional (zonas de corte, fluencia,expansividad, tensiones in situ)
JnJrJaJwSRF
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CLASIFICACION Q DE BARTON
La asociación de factores permite dar un sentido físico acada uno de ellos.
Representa el tamaño del bloque medio.
Reúne términos de rugosidad, fricción y relleno de lasjuntas y representa la resistencia al corte entre bloques.
Combina condiciones de agua y tensión, por tanto, puederepresentar una tensión activa o eficaz.
JwSRF
JrJa
RQDJn
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CLASIFICACION “Q” DE BARTONIndice de Diaclasado Jn
Indice de Rugosidad JrDiaclasas rellenas
Diaclasas limpias:DiscontinuasOnduladas rugosasOnduladas lisasPlanas rugosasPlanas lisas
OnduladosPlanos
Lisos o espejos de falla
Valor1
4321,51
1.50.5
Valor0,5 - 1
23469
121520
Roca MasivaUna familia de diaclasasIdem con otras diaclasas ocasionalesDos familias de diaclasasIdem con otras diaclasas ocasionalesTres familias de diaclasasIdem con otras diaclasas ocasionalesCuatro o mas familias, roca muy fracturadaRoca triturada
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Indice de Alteración Ja
Coeficiente reductor por la presencia de agua Jw
Excavaciones secas a con < 5 O/min localmente
Afluencia media con lavado de algunas diaclasasAfluencia importante por diaclasas limpiasIdem con lavado de diaclasasAfluencia excepcional inicial, decreciente con el tiempoIdem mantenida
ValorPresión deagua [kg/cm2]
1<11 -2,52,5 - 102,5 - 10
> 10> 10
0,660,5
0,330,2 - 0,10,1 - 0,05
Valor0,75 - 1
42
468
8 - 126 - 12
510 - 20
Diaclasas de pares sanasLigera alteraciónAlteraciones arcillosasCon detritos arenososCon detritos arcillosos preconsolidadosIdem poco consolidadosIdem expansivosMilonitos (productos de trituración) de roca y arcillaMilonitos de arcilla limosaMilonitos arcillosos gruesos
CLASIFICACION “Q” DE BARTON
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Condicionantes tensionales SRF (stress reduction factor)
CLASIFICACION “Q” DE BARTON
Parámetro SRFZonas débiles
Multitud de zonas débiles
Valor
105
5
5 - 10
5 - 10
0,5 - 2,0
10 - 20
10 - 15
5
1
2,5
2,5
2,5
7,5Idem con cobertura < 50m.Abundantes zonas débiles en roca competenteZonas débiles aisladas en roca competente (cobertura < 50 m)Idem con cobertura > 50mTerreno en bloques muy fracturados
Roca competente
Terreno expansivo
Terreno fluyente
Pequeña cobertura
(10 > c/ 1 >5)(200 > c/ 1 >10)( c / 1 >200)
Gran cobertura
Con bajas presionesCon altas presiones
Con presión de hinchamiento moderadaCon presión de hinchamiento alta
Cobertura media
Zonas débiles aisladas, con arcilla o roca descompuesta (cobertura < 50m )
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Una vez analizados todos los valores y resuelta la ecuaciónse obtiene un valor dentro de la siguiente clasificación:
Valor Q Tipo de roca
0,001 – 0,01 Excepcionalmente mala
0,01 – 0,1 Extremadamente mala
0,1 – 1 Muy mala
1 – 4 Mala
4 – 10 Media
10 – 40 Buena
40 – 100 Muy buena
100 – 400 Extremadamente buena
400 – 1000 Excepcionalmente buena
CLASIFICACION “Q” DE BARTON
110
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Para correlacionar el valor del índice “Q” con la estabilidad ylos requisitos de sostenimiento de túneles, Barton definió unparámetro adicional: Dimensión Equivalente de la excavación
De= Ancho de la excavación, diámetro o altura (m)/ESR
CLASIFICACION “Q” DE BARTON
Tipo de excavación ESR
2-5
1,6 - 2,0
1,2 - 1,3
0,9 - 1,10,9 - 1,1
0,5 - 0,8
A Labores mineras de carácter temporal, etc.
Galerías mineras permanentes, túneles de centrales hidroeléctricas (excluyendolas galerías de alta presión), túneles piloto, galerías de avance en grandesexcavaciones, cámaras de compensación hidroeléctrica.
Cavernas de almacenamiento, plantas de tratamiento de aguas, túneles de carreteras secundarias y de ferrocarril, túneles de acceso.
Centrales nucleares subterráneas, estaciones de ferrocarril, instalaciones públicas y deportivas, fábricas, túneles para tuberías principales de gas.
B
C
D
E
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CLASIFICACION “Q” DE BARTON
Espaciado de los pernos en zonas no gunitadas
Excepcionalmentemala
Extremadamentemala
Muymala
Mala Media Buena Muy buena
Extr.buena
Exc.buena
100
50
20
10
5
2
0,001 0,004 0,01 0,04 0,1 0,4 1 4 10 40 100 400 1000
1.5
2.4
3
5710
20
(1)(2) (3)(4) (5)(6)(7)(8)(9)
1,0 m1,3 m
1,5 m
2,0 m3,0 m
4,0 m
1,0 m 1,2 m 1,3 m 1,5 m1,7 m 2,1 m
2,3 m 2,5 m
250 mm
150 mmmm
120 mm90 mm
50 mm 40 mm
Indice de calidad del macizo rocoso, Q
CATEGORÍAS DEL REFUERZO1) Sin sostenimiento 7) Gunita de 120 : 150 mm de espesor2) Pernos aislados, sb reforzada con fibra y pernos sfr+B3) Pernos sistemáticos, B 8) Gunita de espesor >150 mm;4) Pernos sistemáticos y gunita de espesor reforzada con fibra y cerchas de acero40-50 mm, reforzadas con gunita y pernos sfr+RRS+B5) Gunita de 50-90 mm de espesor reforzada 9) Hormigón en masa CCAcon fibra y pernos, sfr+B6) Gunita de 90-120 mm de espesor reforzadacon fibra y pernos sfr+B
G F E D C B A
CLASE DE ROCA
De (m) Longitud de lospernos, en m,para ESR = 1
Espaciado de los pernos en zonas gunitadas
Espesor del gunitado
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COMPARACION0.5
0.5
0.7
0.7
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
7
7
Very weak Weak Strong Very strong
Very highstrength
Extremelystrong
Jennings1973
Bieniawski1973
Verystrong
Moderalitystrong
Moderalityweak
WeakVery weak
Soil
Extremelylow
strength
Very lowstrength
Very low
LowstrengthVery low strength
Lowstrength
Low strength
Uniaxial compressiver strenght. MPa
Moderate
Mediumstrength
Medium
Mediumstrength
Highstrength
Highstrength
High
Very highstrength
Very hardrock
Very hugh
ISRM1979
HardrockSoft rock
Very soft rockSoil
Soil Very highstrength
Extremelyhigh
strength
Extremely hard rock
Rock
StrongGeological Society1970
Broch and Franklin1972
Highstrength
Mediumstrength
Lowstrength
Very low strength
8
8
20
20
30
30
40
40
50
50
70
70
200
200
300
300
400
400
700
700
Coates1964
Deere and Miller1966
1
1
10
10
100
100
222
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1. Análisis de estabilidad: Introducción y método observativo
2. Factores litológicos, tipos de roca y alteración de las rocas
3. Propiedades de las rocas y de los suelos
4. Tipos de deslizamientos
5. Criterios de rotura
6. Proyección estereográfica
7. Falla estructuralmente controlada (planar, cuña)
8. Falla no estructuralmente controlada (ciruclar, mixta, pandeo)
9. Métodos numéricos
10.Taller
INDICE GENERAL DEL MODULO
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1. Análisis de estabilidad: Introducción y método observativo
2. Factores litológicos, tipos de roca y alteración de las rocas
3. Propiedades de las rocas y de los suelos
4. Tipos de deslizamientos
5. Criterios de rotura
6. Proyección estereográfica
7. Falla estructuralmente controlada (planar, cuña)
8. Falla no estructuralmente controlada (ciruclar, mixta, pandeo)
9. Métodos numéricos
10.Taller
INDICE GENERAL DEL MODULO
224
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� Definición de suelo
� Propiedades y tipos de suelos
• Composición mineralógica y tamaño de grano
• Porosidad
• Peso específico
• Permeabilidad
• Durabilidad
• Resistencia
• Velocidad de las ondas sónicas
INDICE
113
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(Ing.) Material natural mezcla demateriales sólidos (minerales uorgánicos), líquidos (agua) y gaseosos(aire) para cuya disgregación no esnecesario aplicar una cantidadimportante de energía. Es una parte noconsolidada y superficial de la cortezaterrestre, que tiende a desarrollarse porlos procesos de degradación de lasrocas (meteorización, erosión,transporte y sedimentación)
(Geol.) Interfase entre la geosfera, labiosfera y la atmósfera
DEFINICION DE SUELO
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Relación de volúmenes y pesos en suelos
PROPIEDADES DE LOS SUELOS
VOLUMENES PESOS
V
VV
V V W
W
0.0
WVm
v
a
s s s
mww
AIRE
AGUAAGUA
AIRE
SOLIDOS
Vm : volumen de la muestra: Vm = Vv + VsVv : volumen de vacíos. Vv = Va + VwVa : volumen del aireVw : volumen del aguaVs : volumen de sólidos
Wm : peso del aguaWs : peso de sólidosWm : peso de la muestra
114
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Porosidad (n) =
Índice de poros (e) =
Tipo de suelo e max. e min.
Arena 0.9 0.2
Limo 1.1 0.4
Arcilla blanda 2.3 0.6
turba 2.5 2.0
Volumen total
Volumen de poros
Volumen de sólidos
Volumen de poros
PROPIEDADES DE LOS SUELOS
n e
1 - n 1 + ee = n =
228
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Grado de saturación (Sr) = Volumen de poros
Volumen de aguax 100
Grado
SaturaciónDenominación
0 Seco
1-25 Ligeramente húmedo
26-50 Húmedo
51-75 Muy húmedo
76-99 Mojado
100 Saturado
PROPIEDADES DE LOS SUELOS
115
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Compacidad (Dr) = emax – emin
emax – e
Compacidad (%) Denominación
0-15 Muy suelta
15-35 Suelta
35-65 Media
65-85 Compacta
85-100 Muy compacta
PROPIEDADES DE LOS SUELOS
230
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Densidad (ρ) = masa / volumen (kg/m3)
Peso específico (γ) = peso / volumen (kN/m3)
Peso seco (γd) = Ws / V
Peso saturado (γsat) = (Ws + Ww)/ V
Densidad de las partículas
Humedad relativa (w) = Ww / Ws
PROPIEDADES DE LOS SUELOS
n e
1 - n 1 + ee = n =
Volúmenes
Aire
Agua
Partículassólidas
Masas
V
V
V
M
M
W
Ws
w
0
w
s
w
s
Pesos
116
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PROPIEDADES DE LOS SUELOS
SUELO
1) Arena uniforme, suelta
Arena uniforme, compacta
Mezclas de arena, sueltas
Mezclas de arena, compactas
Limo cólico (Loes)
Morrena, granos muy mezclados
Arcilla glacial blanda
Arcilla glacial dura
Arcilla blanda con poca materia orgánica
Arcilla blanda con mucha matería orgánica
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
10)
11)
n
0.46 0.85 1.43 1.8932
0.34 0.51 1.75 2.0919
0.40 0.67 1.59 1.9925
0.30 0.43 1.86 2.1616
0.50 0.99 1.36 1.8621
0.20 0.25 2.12 2.329
0.55 1.20 1.22 1.7745
0.37 0.60 1.70 2.0722
0.66 1.90 0.93 1.5870
0.75 3.0 0.68 1.43110
0.84 3.2 0.43 1.27194
e d(ton/m) sat(ton/m)3 3) )
232
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TIPOS DE SUELOS
Se clasifican según distintos puntos de vista:
� Geología
� Química
� Climática
� Genético
� Ingenieril
117
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233
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TIPOS DE SUELOS
Geológica�Fallou: Historia, geografía, conjunto de constituyentes,
estructura y funcionamiento.
Química�Gedroitz: Grado de saturación del complejo adsorbente.�Von Sigmond: Catión dominante del complejo
adsorbente.�Pallman: Intensidad, dirección y elementos del lavado.
Climática�Suelos zonales: dependen del clima.�Suelos intrazonales: independientes del clima.�Suelos azonales: poco evolucionados.
234
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Loésico
TIPOS DE SUELOS
118
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TIPOS DE SUELOS
236
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TIPOS DE SUELOS
119
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TIPOS DE SUELOS
El lechorocoso empiezaa desintegrarse.
I La materiaorgánica facilita
la desintegración.
II
Se formanlos horizontes.
III El suelodesarrollado sustentauna vegetación densa.
IV
Materia orgánica Fragmentos mineralesy materia orgánica
Humus
Materia orgánica
Horizonte A Horizonte A
Horizonte B
Roca madre
Horizonte C
Roca madre
Horizonte C
Roca madreRoca en desintegración
Lecho rocosoLecho rocosoLecho rocosoLecho rocoso
238
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TIPOS DE SUELOS
Histosoles
AridisolesGelisoles
Entisoles
Alfisoles Ultisoles
Oxisoles
EspodosolesMolisolesVertisolesInceptisoles
Andisoles
Grado de meteorizaciónGrado de meteorización
120
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TIPOS DE SUELOS
Entisol Vertisol Oxisol
240
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TIPOS DE SUELOS
Ingenieril. Tiene en cuenta los siguientes aspectos:
1. Textura
2. Estructura
3. Consistencia
4. Densidad
5. Aireación
6. Temperatura
7. Color
121
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TIPOS DE SUELOS
Ingenieril
1. Textura: proporción de tamaño de partículas.
Cuatro tipos fundamentales:
� Gravas � Arenas� Limos� Arcillas
242
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0,00
2
0,00
6
0,02
0,06 0,2
0,6 2 6 20 60 200
600
Arena GravaLimoArcilla
Suelos gruesosSuelos finos Suelos muy gruesos
LF LM LG AF AM AG GF GM GG C B
Ø mm
Arena
Arcilla
Lima
100 µ
Grain Size (mm)100
ClassificationSystem
UnifiedGravel
Gravel
Gravel
Gravel
Gravel
Sand
Sand Silt Clay
Clay
Clay
Clay
Fines (silt and clay)
Silt
Silt
Silt
Sand
Sand
Sand
4.75
4.75
75
75
75
2
2
2
.075
.075
.05
.05
.06
.002
.002
.002
.002
MIT
ASTM
USDA
AASHTO
10 1 0.1 0.01 0.001 0.0001
TIPOS DE SUELOS
122
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TIPOS DE SUELOS
INTERNATIONAL AMERICANISO 566 (TBL 2): 1983 ASTM E 11-87
Nominal opening Alt. US Std.mm inch/sieve25 1”19 3/4"9,5 3/8"4,75 # 42,36 81,18 160,600 300,300 500,075 200
244
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TIPOS DE SUELOS
Resultados: La curva granulométricaUniformeCu =
60
10
Poco uniforme
Bien graduada
Continua
Discontinua
Estos parámetros ayudan adeterminar el origengeológico de los sedimentos
Uniforme:C < 5Poco uniforme:20 > C > 5Bien graduado:C > 20
U
U
U
D
D
123
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TIPOS DE SUELOS
++ ++
+++ + + + + + + +
Por mallas o tamicesPor hidrómetros
ClasificaciónI.T.M. Gruesa
100
90
80
70
60
Por
cent
aje
de ta
mañ
o in
ferio
r, en
pes
o
50
40
10
010 1.0 0.1 0.01 0.001 0.0001
Gruesa Gruesa
Arena
Media Media MediaFina Fina Fina
Limo Arcilla
30
20
D60=0.42 D10=0.04
Diámetro (mm)
D = 0,40 mmD = 0,04 mm
D /D = 10
Arena limosabien graduada
60
10
60 10
246
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TIPOS DE SUELOS
Grava. Es fácil aislar un clasto (guijarro), proyectil.
Arena. Cuesta un poco seleccionar un grano con dosdedos.�Arena gruesa: es muy rugosa�Arena media: resulta áspera al tacto�Arena fina: resulta agradable al tacto
Limo. No se ven granos a simple vista, pero se notan altacto y al masticar.
Arcilla. No se ven granos, al masticar no se notan granos,tacto suave.
124
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TIPOS DE SUELOS
Ingenieril
2. Estructura: forma en la que las partículas del suelose reúnen para formar agregados.
A. PrismáticaB. Blocosa o columnarC,D. Esferoidal (redondez)E. LaminarF. Granular
A B C D
EF
248
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TIPOS DE SUELOS
Ingenieril
3. Consistencia, resistencia a la deformación o ruptura:suelto, suave, duro, muy duro (labranza).
Seco Humedo Mojado
Fluido
Formas deconsistencia
Duro yrígido
BlandoFriable
ResistentePlástico
Pegajoso
EnlodamientoTerrones OptimasCondiciones
Aumenta el contenido de humedad
ViscosoPegajosoViscoso
Pegajoso
125
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TIPOS DE SUELOS
Ingenieril
3. Consistencia: plasticidad (límites de Atterberg), resistencia a la penetración.
Aguahigroscópica
Aguaabsorbida
Agua capilar
Agua infiltrada
Agua capilar
Nivel freático
Agua freática
250
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TIPOS DE SUELOS12 mm, 25 golpes
Mezcla fluidade agua y suelo
Estado Líquido
Estado plástico
líquido plástico
plástico friable
friable seco
Estado semisólido
Estado Sólido
Suelo Seco
Humedad creciente
Límite líquido W
Límite Plástico W
Límite de retracción Wo contracción
1
p
s
Ensayo del límite líquido
Ranurador
8mm
13mm
126
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TIPOS DE SUELOS
Índice de plasticidad
Facilidad de manejo del suelo, contenido y tipo de arcilla presente en el suelo.
IP = LL – LP < 10 no plásticoIP = LL – LP > 10 plásticoIP = LL – LP ~ 20 muy plástico
Tipo de suelo Arena Limo Arcilla
Límite líquido 15-20 30-40 40-150
Límite plástico - 20-25 25-50
Limite de retracción 12-18 14-15 8-35
252
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TIPOS DE SUELOS
Resistencia a la penetración
Índice integrado decompactación, dehumedad, de texturay de tipo arcilla.
Es un índice deresistencia del suelo.SPT (rechazo: 50).
440
400
360
320
280
Pre
sión
apl
icad
a (I
b/pu
lg
)2
240
200
160
120
4
3
2
1
80
40
00 2 4 6
Humedad (%)Profundidad(pulg) 1 2 3 4
0 - 3
3 - 6
6 - 12
33.3
30.4
26.0
27.6
26.5
24.8
17.9
20.4
22.9
23.6
20.118.5
8 10 12Profundidad de penetración (pulg)
Efecto de la humedad del suelo en las lecturas del penetrómetro. (Shaw y col. 1942.citado por Baver y Col., 1973)
127
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TIPOS DE SUELOS
Ingenieril
4. Densidad: peso por volumen del suelo.
Muy poroso � menos denso Poco poroso � más denso
Más materia orgánica � más poroso � menos denso
254
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TIPOS DE SUELOS
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TIPOS DE SUELOS
Ingenieril
5. Aireación: contenido de aire del suelo.
6. Temperatura: importante para la labranza.
256
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TIPOS DE SUELOS
Ingenieril
7. Color: depende de los componentes y varía con lahumedad.
� Rojo: contenido de óxidos de fierro y manganeso
� Amarillo: óxidos de hierro hidratado
� Blanco y gris: presencia de cuarzo, yeso y caolín
� Negro y marrón: materia orgánica
129
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Clasificación rocas sedimentariasSISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACION DE SUELOS (SUCS) ASTM D 2487
Criterios para la asignación de símbolos de grupo y nombre de grupo con el uso de ensayes de laboratorio
Gravas limpiasMenos del 5% pasa la malla N.º 200
Cu < 4 y 1 > Cc > 3
Cu < 6 y 1 > Cc > 3
IP<4 o debajo de la línea “A” en la carta deplasticidad
IP<7 o arriba de la línea “A” en la carta deplasticidad
Cumple los criterios para SW y SM
Cumple los criterios para SW y SC
Cumple los criterios para SP y SMCumple los criterios para SP y SC
IP<7 y se grafica en la carta de plasticidad arribade la línea “A”
IP<7 y se grafica en la carta de plasticidad arribade la línea “A”
Límite líquido-secado al horno
Límite líquido-secado al horno
Límite líquido-no secado
Límite líquido-no secado
<0.75
<0.75
IP<4 y se grafica en la carta de plasticidad abajode la línea “A”
IP<4 y se grafica en la carta de plasticidad abajode la línea “A”
IP<4 o debajo de la línea “A” en la carta deplasticidad
IP<7 o arriba de la línea “A” en la carta deplasticidad
Cumple los criterios para GW y GM
Cumple los criterios para GW y GC
Cumple los criterios para GP y GC
Cumple los criterios para GP y GM
Cu > 4 y 1 < Cc < 3
Cu > 6 y 1 < Cc < 3
Gravas con finosMás del 12% pasa la malla N.º 200
Gravas limpias y con finosEntre el 5 y 12% pasa malla N.º 200
Arenas limpiasMenos del 5% pasa la malla N.º 200
Arenas con finosMás del 12% pasa la malla N.º 200
Arenas limpias y con finosentre el 5 y 12% pasa malla N.º 200
Inorgánicos
Inorgánicos
Principalmente materia orgánica de color oscuroSuelos altamente
orgánicos
Limos y arcillasLímite Líquidomenor que 50
Limos y arcillasLímite líquidomayor que 50
Suelos de partículasfinas
El 50% o más pasa lamalla N.º 200
Suelos de partículasgruesas más del 50%es retenido en la malla
N.º 200
GravasMás del 50% de lafracción gruesa es
retenida en lamalla N.º 4
ArenasEl 50% o más dela fracción gruesapasa la malla N.º 4
Clasificación de suelosSímbolode grupo Nombre del grupo
Grava bien graduada
Grava mal graduada
Grava limosa
Grava arcillosa
Grava bien graduada con limoGrava bien graduada con arcilla
Grava mal graduada con arcilla
Arena bien graduada
Arena mal graduada
Arena limosa
Arena arcillosa
Arena bien graduada con limo
Arena bien graduada con arcillaArena mal graduada con limo
Arena mal graduada con arcilla
Arcilla de baja plasticidad
Limo de baja plasticidad
Arcilla orgánica
Arcilla orgánica
Limo orgánico
Limo orgánica
Arcilla de alta plasticidad
Limo de alta plasticidad
Turba
Grava mal graduada con limo
GW
GP
GM
GC
GW-GM
GW-GC
Orgánicos
Orgánicos
258
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1. Análisis de estabilidad: Introducción y método observativo
2. Factores litológicos, tipos de roca y alteración de las rocas
3. Propiedades de las rocas y de los suelos
4. Tipos de deslizamientos
5. Criterios de rotura
6. Proyección estereográfica
7. Falla estructuralmente controlada (planar, cuña)
8. Falla no estructuralmente controlada (ciruclar, mixta, pandeo)
9. Métodos numéricos
10.Taller
INDICE GENERAL DEL MODULO
130
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1. Análisis de estabilidad: Introducción y método observativo
2. Factores litológicos, tipos de roca y alteración de las rocas
3. Propiedades de las rocas y de los suelos
4. Tipos de deslizamientos
5. Criterios de rotura
6. Proyección estereográfica
7. Falla estructuralmente controlada (planar, cuña)
8. Falla no estructuralmente controlada (ciruclar, mixta, pandeo)
9. Métodos numéricos
10.Taller
INDICE GENERAL DEL MODULO
260
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� Clasificaciones de deslizamientos
� Tipos de movimiento más frecuentes
� Otros movimientos
� Velocidad de los movimientos
INDICE
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CLASIFICACION DE DESLIZAMIENTOS
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Clasificación de los deslizamientos ( landslides )
�Deslizamiento: movimiento de una masa de roca, detritoso tierra pendiente abajo bajo la acción de la gravedad,cuando el esfuerzo de corte excede al esfuerzo deresistencia del material.
�Se pueden producir en todo tipo de materiales (suelo,roca, rellenos,…)
� Otros nombres: movimientos gravitacionales,movimientos en masa (remoción en masa), movimientosdel terreno, corrimientos….
132
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SHARPE (1938)
MOVEMENT EARTH OR ROCK
EARTH OR ROCKPLUS WATER
WATERRATE
US
UA
LLY
IMP
ER
IC
EP
TIB
LE
SLOW TORAPID
RAPID
RAPID
SOLIFLUCTION
DEBRIS - AVALANCHE
SOLIFLUCTION
EARTHNFLOW
SLUMP
DEBRIS - SLIDE
DEBRIS - FALL
ROCK SLIDE
ROCK FALL
SUBSIDENCE
MUDFLOWSEMIARID. AL POD
VOLCANIC
DEBRIS - AVALANCHE
FLU
VIA
LT
RA
NS
PO
RTA
TIO
N
FAS
T
OR
S
LOW
SLOW TO
VERY
FLO
W
264
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SKEMPTON Y HUTCHINSON (1969)
1) Desprendimiento - caída 4) Deslizamientos translacionales
bloque
laja
2) Desprendimiento - rotacionales
A) BASICOS
L
D
133
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265
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SKEMPTON Y HUTCHINSON (1969)
5) Flujo
superficialflujo de tierra-arcilla
no circular
flujo de tango
Deslizamientos compuestos(rotacional - tranlacional)
láminas de salifluxión(periglaciales)
tosa
266
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SKEMPTON Y HUTCHINSON (1969)B) DESLIZAMIENTOS MULTIPLES Y COMPLEJOS
1) Deslizamientos sucesivos 2) Deslizamientos múltiples imbricados
3) Deslizamiento flujo
5) Deslizamientos múltiples imbricados con avance lateral 5) Deslizamientos en arcillas rápidas
4) Deslizamiento en coluviones
134
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267
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HOEK Y BRAY 1974 (TALUDES ROCOSOS)
a) c)
b) d)
a) Rotura circular b) Rotura Planac) Cuña inestable d) Vuelco Toppling
268
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VARNES (1978)
135
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� Rebote: por descarga del terreno
� Arrastre: movimientos lentos, imperceptibles corto aplazo
� Hundimiento de las pendientes de montañas: terminogeneral para deformaciones profundas no clasificadascomo deslizamientos
� Deslizamiento: Movimientos rápidos
� Movimientos de detritos en forma de flujo
� Derrumbe
� Caída
� Movimientos de pendiente complejos
HUTCHINSON (1988)
270
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HUTCHINSON (1988)
TIPO DE MOVIMIENTO
CLASE DE MATERIAL
MEDIOS ROCOSOS
DESPRENDIMIENTOS
VUELCOS(toppling)
DESLIZAMIENTOSROTACIONALES
DESLIZAMIENTOSTRANSLACIONALES
Cuñas directas
Cuñas
Planares
1) 3)2)
Cuña inversa
En contactosuelo-roca
MixtoDe bloquesPor flexión
Vuelco por descalse
Deslizamientoy basculamiento
Basculamientopor descalce
Basculamiento
SUELOS
136
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271
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HUTCHINSON (1988)
TIPO DE MOVIMIENTO
CLASE DE MATERIAL
MEDIOS ROCOSOS
De placalíneas
De placas curvasy fracturadas
Rotacionaly colada de barro
Cuña y “debris flow”
Colada de barro
Rotacionaly vuelcoRotacional y translacional
1) 2) 3)3)
2)
1)
EXTENSIONESLATERALES
COLADAS
MOVIMIENTOSCOMPLEJOS
SUELOS
272
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HUTCHINSON (1988)
Despredimientos
D. RotacionalD. Planar
Avalancha
PandeoVueleo
Colada
ReptaciónD. Rotacionalmúltiple Extensión lateral
Colada de barro
ESQUEMA GEOMORFOLOGICO Y MOVIMIENTOS QUE PUEDEN ASOCIARSE
137
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CREEP
A
C
ReboundMovements associated with man-made excavationsMovements associated with naturally croded valleys
Superficial, predominantly seasonal creep; mantle creepDeep-seated, continuous creep; mass creepPre-failure creep; progressive creepPost-failure creep
Single-sided sagging associated with the initial stages of landslidingDouble-sided sagging, associated with the initial stages of doublelandsliding, leading to ridge spreading
Sagging associated with multiple toppling
Confined failuresRotational slipsCompound failures (markedly non circular, with listric or bi-planar slip)Translation slides
Mudslides (non-periglacial)Periglacial mudslides (gelifluction of clays)Flow slidesDebris flows, very to xtremely rapid flows of wet debrisSturzstroms, extremely rapid flows of dry debris
Topples bounded by pre-existing discontinuitiesTopples released by tension failure at rear of mass
Primary, involving fresh detachment of materia; rock and soil fallsSecondary, involving loose material, detached earlier; stone falls
Cambering and valley-bulgingBlock-type slope movementsAbandoned clay cliffsLandslides breking down into mudslides or flows at the toeSlides caused by seepage erosionMulti-tiered slides
Multi-storeyed slides
Creep
Sangging of mountain slopes
Landslides
Debris movements of flows-like form
Topples
Falls
Complex slope movements
1
1
1
1
1
1
1
1
3
3
3
3
3
2
2
2
2
2
2
2
2
4
4
4
4
6
5
5
7
B
D
E
F
G
H
(1) Shallow, predominantly seasonal creep
(2) Deep-seated continuous cree; mass creep
(3) Progressive creep
(4) Freeze-thaw movements
(5) Translational slides
(6) Rotational slips
(7) Falls
(8) Sub-aqueous slides
(a) Solifluction
(a) Rock slides; block glides(b) Slab, or flakes slides(c) Detritus, or debris slides(d) Mudflows
(e) Bog flows; bog bursts(f) Flow failures
(a) Single rotational slips
(a) Stone and boulders falls
(a) Flow slides(b) Under-consolidated clay slides
(b) Rock and soil falls
(b) Multiple rotational slips
(c) Successive, or stepped rotational slips
(i) Climatic mudflows
(i) Loess flows
(i) in stiff, fissured clay
(ii) Flow slides
(ii) in soft, extra-sensitive clays; clay flows
(ii) Volcanic mudflows
(b) Cambering and valley-bulging
(d) Rock glaciersStone streams
(a) Soil creep(b) Talus creep
274
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MODIFICADO DE AYALA Y OLCINA (2002)
5
4
93
8
7
2
1
1 9
4 12
15
2 10
135
7
3 11
146
8
610
1113
15
1412
Glaciar negro
Glaciar rocoso
Flujo de derrubios
Deslizamientotranslacional
Solifluxión
Flujo de canchales
Caída
Deslizamientorocoso
Flujo de lodo
Deslizamientorotacional
Reptación
Movimientoscosteros
Movimientodeltaico
Olistostromas
Corrientes degravedad