introducción a la ingeniería geotécnicamaterias.fi.uba.ar/6408/101 intro ing geotecnica.pdf ·...

Intr

oducc

ión a

la in

genie

ría g

eoté

cnic

a

a la ingeniería geotécnica

Mecá

nic

a d

e S

uelo

s y

Geolo

gía

Facu

ltad d

e I

ngenie

ría,

Univ

ers

idad d

e B

uenos

Aires

1Introducción a la i

Índic

e

•C

onte

nid

o y

org

aniz

aci

ón d

e la

asi

gnatu

ra M

ecá

nic

a d

e S

uelo

s y

Geolo

gía

•M

ecá

nic

a d

e s

uelo

s y

roca

s

•In

genie

ría g

eoté

cnic

a


•In

genie

ría g

eoté

cnic

a

•R

epaso

de c

once

pto

s pre

vios


Cuerp

o d

oce

nte

Pro

feso

r:

Dr.

Ale

jo O

. Sfr

iso

asf

riso

@fi.

uba.a

r

Cuerp

o d

oce

nte

•In

g. M

auro

Codevi

lla

•In

g. J

org

e G

. Laiú

n

•In

g. E

rnest

o S

trin

a


Pro

yect

os

inve

stig

aci

ón,

Tesi

s de g

rado:

Dr.

Die

go M

anza

nal

•In

g. E

rnest

o S

trin

a

Cola

bora

dore

s ext

ern

os

•In

g. M

auro

Sott

ile

•In

g. C

am

ilo C

asa

gra

nde


Pro

gra

ma y

cale

ndario

Busq

uen e

n e

l cam

pus

y en w

ww

.fi.u

ba.a

r/m

ate

rias/

6408

–E

l pro

gra

ma d

e la

asi

gnatu

ra

–E

l cale

ndario d

e c

lase

s

–E

l cale

ndario d

e e

valu

aci

ones


–E

l cale

ndario d

e e

valu

aci

ones

–M

ate

rial d

e c

lase

s y

de c

onsu

lta

Hora

rios

de c

lase

–Las

clase

s so

n t

eórico

-prá

ctic

as,

Ma

y V

i 15:0

0/1

9:0

0

–C

onsu

ltas:

lab

suelo

s, L

u-V

i 17:3

0/1

9:3

0

Lis

ta o

blig

ato

ria:

htt

p:/

/list

as.

fi.uba.a

r/m

ailm

an/li

stin

fo/m

eca

nic

a_de_su

elo

s

meca

nic

a_de_su

elo

s@lis

tas.

fi.uba.a

r 4Introducción a la i

Modalid

ad d

e e

valu

aci

ón

a la ingeniería geotécnica Introducción a la i 5

Desc

onoci

mie

nto

s desc

alif

icato

rios

En

cu

alq

uie

r in

sta

ncia

de e

valu

ació

n, el d

esco

no

cim

ien

to d

e

cu

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ra d

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sto

s t

em

as s

ign

ific

a e

l fi

n d

el exam

en

•C

lasi

ficaci

ón d

e s

uelo

s: lí

mite

s de A

tterb

erg

; gra

nulo

metr

ía;

clasi

ficaci

ón S

UC

S


•P

ropie

dades

índic

e:

hum

edad;

rela

ción d

e v

ací

os

•H

idrá

ulic

a:

pre

siones

tota

les,

efe

ctiv

as

y de p

oro

s; le

y de

Darc

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once

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de r

ed d

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scurr

imie

nto

•C

om

pre

sión u

nid

imensi

ona

l: su

elo

s norm

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ente

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cálc

ulo

de a

senta

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s por

com

pre

sión

unid

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on

al


Desc

onoci

mie

nto

s desc

alif

icato

rios

•R

esi

stenci

a a

l cort

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ició

n d

e á

ngulo

de f

ricc

ión in

tern

a

máxi

mo y

crí

tico; c

ohesi

ón e

fect

iva d

e s

uelo

s ce

menta

dos;

re

sist

enci

a a

l cort

e n

o d

renado;

sele

cció

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e p

ará

metr

os

para

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rente

s tip

os

de s

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•R

ela

ción r

esi

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a –

dila

tanci

a:

ángulo

de f

ricc

ión in

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a d

e

are

nas

suelta

s y

densa

s; á

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de f

ricc

ión in

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a d

e a

rcill

as

norm

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ente

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lidad

as

y pre

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•E

nsa

yos

de c

am

po:

ensa

yo S

PT

; co

rrela

ciones

con p

ará

metr

os

de r

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a;

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•E

quili

brio lí

mite

: te

ore

ma d

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infe

rior

y su

perior;

eje

mplo

s geoté

cnic

os


Desc

onoci

mie

nto

s desc

alif

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rios

•E

mpuje

de s

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s: e

mpuje

act

ivo y

pasi

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méto

dos

de

Ranki

ne y

Coulo

mb;

dife

renci

a e

ntr

e e

stru

ctura

s de c

onte

nci

ón

rígid

as

y fle

xible

s; d

efin

ició

n d

e s

eguridad a

l desl

izam

iento

y

volc

am

iento


•C

apaci

dad d

e c

arg

a: fó

rmula

de B

rinch

Hanse

n;

fórm

ula

de

Vesi

c

•P

ilote

s: r

esi

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a d

e p

unta

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ust

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•E

stabili

dad d

e t

alu

des:

conce

pto

de m

éto

dos

de d

ove

las;

co

efic

iente

s de s

eguridad;

anális

is d

renado y

no d

renado


Índic

e

•C

onte

nid

o y

org

aniz

aci

ón d

e la

asi

gnatu

ra M

ecá

nic

a d

e S

uelo

s

•M

ecá

nic

a d

e s

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s y

roca

s

•In

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ría g

eoté

cnic

a


•In

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ría g

eoté

cnic

a

•R

epaso

de c

once

pto

s pre

vios

Introducción a la i 9

Suelo

s y

roca

s

Los

suelo

s so

n –

para

los

ingenie

ros

–co

nju

nto

s de p

art

ícula

s,

aire y

agua c

on e

scasa

resi

stenci

a m

ecá

nic

a

Un

terr

ón

(d

e s

uelo

) en

su

cia


Un

terr

ón

(d

e s

uelo

) en

su

cia

Las

roca

s so

n –

para

los

ingenie

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–m

ate

riale

s geoló

gic

os

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lidados

con im

port

ante

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a m

ecá

nic

a

Un

a p

ied

ra (

de r

oca)

lasti

ma


Mecá

nic

a d

e s

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s y

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s

La M

ecá

nic

a d

e S

uelo

s/R

oca

ses

una c

ienci

a a

plic

ada q

ue

est

udia

el c

om

port

am

iento

mecá

nic

oe h

idra

úlic

o d

e s

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s y

roca

s


El c

om

port

am

iento

del t

err

eno

es

el r

esu

ltado d

e la

inte

racc

ión

–a v

ece

s m

uy

com

ple

ja –

entr

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us

dife

rente

s ele

mento

sco

nst

ituye

nte

s

La c

ienci

a n

aci

ó e

n 1

934 (

K. T

erz

aghi)


Suelo

s de g

rano g

rueso

a la ingeniería geotécnica Introducción a la i

(FH

WA

20

06

So

ils a

nd

Fo

un

da

tions

)12

Suelo

s de g

rano fin

o


(Le

de

sma

et a

l 20

14

tesi

s d

oct

)13

Maci

zos

roco

sos


(Aliv

iad

ero

Ca

raco

les

20

07

)14

La M

ecá

nic

a d

e S

uelo

s y

Roca

s es

part

e

de la

Mecá

nic

a d

el S

ólid

o

Part

ícula

s só

lidas

en c

onta

cto

+ Defo

rmaci

ones

reve

rsib

les

(elá

stic

as)

+ Defo

rmaci

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perm

anente

s (p

lást

icas)


Defo

rmaci

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perm

anente

s (p

lást

icas)

+ Defo

rmaci

ones

dife

ridas

(vis

cosa

s)= L

os s

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s y

ro

cas s

on

só

lid

os

fric

cionale

s-ela

sto-v

isco

-plá

stic

os


(To

rre

de

Pis

a 2

00

5)

Se e

studia

n lo

s fu

ndam

ento

s y

las

aplic

aci

ones

•P

art

e I:

Pro

pie

dades

físi

cas,

mecá

nic

as,

hid

ráulic

as

•P

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e II

: Dis

eño in

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ril

Eje

mplo

: E

ste e

s un e

nsa

yo d

e la

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torio d

e u

n s

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exp

ansi

vo


Eje

mplo

: E

ste e

s un e

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yo d

e la

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torio d

e u

n s

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exp

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Introducción a la i

(Sfr

iso

-E

nsa

yos

en

be

nto

nita

-C

urs

o M

ecá

nic

a d

e F

ract

ura

Alv

are

do

19

98

)16

Se e

studia

n lo

s fu

ndam

ento

s y

las

aplic

aci

ones

Eje

mplo

: E

sta e

s la

conse

cuenci

a p

ráct

ica

a la ingeniería geotécnica 17Introducción a la i

(US

Arm

y–

TM

5-8

08

-7 C

1

Fo

un

dat

ions

on

exp

an

sive

soils

)h

ttp

://w

ww

.nrc

s.u

sda

.go

v/w

ps/

po

rta

l/nrc

s/de

tail/

nc/s

oils

/?ci

d=

nrc

s14

2p

2_05

4256

Índic

e

•C

onte

nid

o y

org

aniz

aci

ón d

eM

ecá

nic

a d

e S

uelo

s

•M

ecá

nic

a d

e s

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s y

roca

s

•In

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ría g

eoté

cnic

a


•In

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ría g

eoté

cnic

a

•R

epaso

de c

once

pto

s pre

vios



Est

abili

dad d

e talu

des

natu

rale

s


(htt

p:/

/ww

w.r

evi

ew

civi

lpe

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m/p

ress

fold

er/w

p-

con

ten

t/up

load

s/Ta

iwa

n-L

ands

lide.

jpg)

19


Ase

nta

mie

nto

de c

onst

rucc

iones


(htt

p:/

/ww

w.t

rekl

en

s.co

m/g

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h_A

me

rica

/ph

oto

136

834.

htm

)(T

orr

e d

e P

isa

20

05

)20


Suelo

s co

lapsa

ble

s


(Pre

sen

taci

ón R

ed

olfi

20

09

)21


Fundaci

ones

en s

uelo

sbla

ndos


(htt

p:/

/arc

his

eek

.co

m/g

ifs/

win

nip

eg_

gra

insi

los.

jpg)

22


Túnele

s


(Sfr

iso

–P

rime

r tú

ne

l Su

bte

co

n N

AT

M –

19

98

)23


Pre

sas


(htt

p:/

/ww

w.t

ech

no

pro

ject

.co

m.m

x/im

age

s/th

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01%

20F

oto

%20

Por

tada

.JP

G)

(Sfr

iso

–L

os

Ca

raco

les

–2

00

8)

24

Rajo

s m

inero

s


(Sfr

iso

–B

ajo

La

Alu

mb

rera

–2

01

4)

25

Exc

ava

ciones

a c

ielo

abie

rto


(Sfr

iso

y T

err

ate

st –

Ed

ifici

o T

err

itoria

-2

00

9)

26

Índic

e

•C

onte

nid

o y

org

aniz

aci

ón…

•M

ecá

nic

a d

e s

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s y

roca

s

•In

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ría g

eoté

cnic

a

•R

epaso

de c

once

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s pre

vios


•R

epaso

de c

once

pto

s pre

vios

–T

ensi

ón v

s re

sist

enci

a

–E

l crite

rio d

e M

ohr-

Coulo

mb

–P

rinci

pio

de A

rquím

edes


Tensi

ón v

s re

sist

enci

a

Tensi

ón v

s re

sist

enci

a (

piz

arr

ón)

•U

n b

loque d

e 1

0 k

g e

stá a

poya

do e

n u

n p

lano h

orizo

nta

l

•La in

terf

az

tiene u

n c

oef.

de f

ricc

ión 0

.3

•¿

Cu

an

to e

s l

a t

en

sió

n d

e c

ort

e?

¿Y

la r

esis

ten

cia

?


•¿

Cu

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to e

s l

a t

en

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n d

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ort

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¿Y

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ten

cia

?

Est

abili

dad d

e u

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loque r

ígid

o s

obre

un p

lano in

clin

ado

(piz

arr

ón)

•E

l pla

no s

e in

clin

a 1

5º

•¿

Cu

an

to e

s l

a t

en

sió

n d

e c

ort

e?

¿Y

la r

esis

ten

cia

?

•¿

Cu

al es e

l co

efi

cie

nte

de s

eg

uri

dad

?



El c

rite

rio d

e M

ohr-

Coulo

mb p

ara

su

perf

icie

s en c

onta

cto

Coefic

iente

de f

ricc

ión



El c

rite

rio d

e M

ohr-

Coulo

mb p

ara

su

perf

icie

s en c

onta

cto

Coefic

iente

de f

ricc

ión

Ángulo

de f

ricc

ión



El c

rite

rio d

e M

ohr-

Coulo

mb y

el á

ngulo

de

fric

ción in

tern

a

Coefic

iente

de f

ricc

ión

Ángulo

de f

ricc

ión in

tern

a



El c

rite

rio d

e M

ohr-

Coulo

mb e

n te

nsi

ones

princi

pale

s



El c

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rio d

e M

ohr-

Coulo

mb e

n te

nsi

ones

princi

pale

s


“1”

33


El c

rite

rio d

e M

ohr-

Coulo

mb e

n te

nsi

ones

princi

pale

s


“1”

34


El c

rite

rio d

e M

ohr-

Coulo

mb e

n te

nsi

ones

princi

pale

s


“1”

35


El c

rite

rio d

e M

ohr-

Coulo

mb e

n te

nsi

ones

princi

pale

s



El c

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e M

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Coulo

mb e

n te

nsi

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princi

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s: s

uelo

s ce

menta

dos

y ro

cas


Princi

pio

de A

rquím

edes

Un c

uerp

o t

ota

l o p

arc

ialm

ente

su

merg

ido e

n u

n f

luid

o e

n r

eposo

re

cibe u

n e

mpuje

de a

bajo

haci

a

arr

iba ig

ual a

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del v

olu

men

del f

luid

o q

ue d

esa

loja


del f

luid

o q

ue d

esa

loja

La a

plic

aci

ón d

e e

ste p

rinci

pio

a lo

s su

elo

s dio

origen a

la

Mecá

nic

a d

e S

uelo

s


(Mic

hael M

ala

k, W

ikip

edia

)38

Defin

ició

n d

e m

edio

poro

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Un m

edio

poro

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s un s

ólid

o c

on p

oro

s

Los

poro

s pueden e

star

inte

rconect

ados

o a

isla

dos

Eje

mplo

s de m

edio

s poro

sos


Eje

mplo

s de m

edio

s poro

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•S

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s, r

oca

s y

horm

igones

•M

adera

s, p

lanta

s, h

ueso

s

•P

olv

os

indust

riale

s, p

apel,

esp

onja

s

•G

ranos,

alim

ento

s

•N

oso

tros


Fase

s de u

n m

edio

poro

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En u

n m

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iem

pre

hay

dos

fase

s

•S

ólid

a:

part

ícula

s de s

uelo

y h

ielo

•F

luid

a:

agua,

aire, C

O2, hid

roca

rburo

s


A e

scala

macr

osc

ópic

a,

en u

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edio

poro

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ay

dos

o m

as

mate

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s que

com

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en u

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ism

o e

spaci

o

Est

e e

s el p

roble

ma q

ue s

epara

la m

ecá

nic

ade s

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s del r

est

o d

e la

mecá

nic

a d

el c

ontin

uo

que v

an a

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udia

r en la

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era


Bib

liogra

fía b

ási

ca d

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urs

o

Ingenie

ría G

eoló

gic

a

•W

alth

am

. Foundatio

ns

on E

ngin

eeri

ng g

eolo

gy.

Spon

Mecá

nic

a d

e S

uelo

s

•C

raig

´s. S

oil

mech

anic

s. 7

th e

diti

on.

Spon

Pre

ss


•C

raig

´s. S

oil

mech

anic

s. 7

th e

diti

on.

Spon

Pre

ss

•P

ow

rie.

Soil

Mech

anic

s. 3

th e

diti

on.

Spon

Pre

ss

•Ji

menez

Sala

s y

otr

os.

Geote

cnia

y C

imie

nto

s. R

ueda

•O

livella

, S

. Pro

ble

mas

resu

elto

s. G

eote

cnia

. M

ecá

nic

a d

e

Suelo

s. U

PC

Mecá

nic

a d

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oca

s

•G

oodm

an. R

ock

Mech

anic

s. W

iley


Bib

liogra

fía c

om

ple

menta

ria

•F

redlu

nd.

Soil

Mech

anic

s fo

r U

nsa

tura

ted S

oils

. W

iley

•M

itchell.

Fundam

enta

ls o

f Soil

Behavi

or.

3ª

Ed. W

iley

•T

erz

aghi,

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