4 Tierra Armada
TIERRA ARMADA REINFtDRCED EARTH MEXICO Sociedad Mexicana de Mecánica de Suelos, A.C. 1983 I AGRADECIMIENTOS La Soci
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TIERRA ARMADA
REINFtDRCED EARTH
MEXICO Sociedad Mexicana de Mecánica de Suelos, A.C. 1983
I
AGRADECIMIENTOS La Sociedad Mexicana de Mecãnica de Suelos agradece su valiosa colaboración a todas las personas, empresas y organismos oficiales que hicieron posible y contribuyeron al éxito de este Simposio. Se agradece en particular a la Comisibn Federal de Electricidad el haber facilitado el Auditorio del Museo Tecnol6gico y a la Secretaría de Coantnicaciones y Transportes el patrocinio de la impresiõn de esta Memoria.
ACKNOWLEDGENENTS The Hexican Society for Soil Mechanics acknowledges the invaluable participation of al1 persons, companies and Particular thanks govcrtxaent institutions who made possible and contributed to the success of this Symposium. are expressed to the Canisibn Federal de Electricidad for permission to use the auditorium of its Museo Tecnológico and to the Secretaria de Comunicaciones y Transportes for sponsoring these Proceedings.
El
Simposio
1979-1980. los
Internacional
Conforme
conocimientos
ediciõn
e
a
los
de
impresión
de
objetivos
esta de
Tierra
las
Armada de
la
fue
Sociedad
especialidad,
la
memorias
dicho
de
organizadc
Mesa
Mexicana
Directiva
Simposio.
y
realizado de
por
Mecánica
1983-1984
de
llevó
la
Mesa
Suelos a
feliz
Directiva
de
difundir
término
la
SOCIEDAD MEXICANA DE MECANICA DE SUELOS, A, Ca MESA DIRECTIVA
1979-1980
1983-1984
Carlos J. Orozco y Orozco
Gabriel Moreno Pecero
Gabriel Auvinet Guichard
Raúl F. Esquive1 Diaz
Vicente Casales Lattuada
Alberto Jaime Paredes
Rodolfo del Castillo Muris
Agustin Demeneghi
Roberto MacSwiney Salgado
Colina
Roberto Avelar Lbpez
Fernando Méndez Castellanos
Hugo S. Haas Mora
Ismael Sánchez Mora
Alfonso Olivera Bustamante
José Tinajero Sáenz
Armando Wong Ramos
C ONSEJO
C ONSULTIVO
Raúl J. Marsa1 Córdoba
Enrique Tamez Gonzdlez
Alfonso Rico Rodriguez
Guillermo Springall Cdram
Enrique Tamez Gonzhlez
Edmundo Moreno G&nez
Guillermo Springall Cáram
Carlos J. Orozco y Orozco
EdBundo
Luis Vieitez Utesa
Moreno Gómez
C OORDINADOR
DEL
S IMPOSIO
Gabriel Auvinet Guichard
NO pág.
CONTEN IDO
Gabriel Auvinet
1
1. Investigación sobre tierra armada: Mecanismo, comportamiento y métodos de diseho
Francois Schlosser
3
2. Tierra armada: Conceptos básicos, análisis y diseño
James K. Mitchell
29
Jacques
41
INTRODUCCION SESION 1
:Esloh! II
/
Conceptos bhsicos-Criterios de diseRo-Investigaciones recientes Presidente: Raiil J. Marsa1
Realizaciones-Aspectos constructivos-Experiencias de comportamiento Presidente: Andrés Moreno 3. Uso de la tierra armada en obras viales y urbanas y Selección de materiales de relleno y corrosión de armaduras ‘4. Uso de la tierra armada para el control de deslizamientos y aplicaciones industriales
Deschamps
Victor Elias
49
SESION III Aplicación en México Presidente: Alfonso Rico 5. Construcción de macizos de tierra armada en México
AlejandroLeóndelaBarra
6. La tierra armada en el puente Acueducto de la ciudad de Mexico
Luis B. Rodríguez
59
7. Uso de la tierra armada en uno de los estribos del nuevo puente sobre el río Coatzacoalcos
Alfonso Olivera
67
Alfonso Rico
69
Comentarios finales
5 5
SESSION IV Discusión, perspectivas y conclusiones Moderador: Gabriel Auvinet Resumen de la discusión RESEÑA DEL SIMPOSIO
71 91
N” pág.
CONTENTS INTRODUCTION SESSION
1
Gabriel Auvinet
1
1. Research on reinforced earth: Mechanism, behaviour and design methods
Francois
3
2. Reinforced earth: Basic concepts,
James K. Mitchell
29
3. Use of reinforced earth in highway and urban projects; and Selection of backfill materials and steel strips corrosion
Jacques
41
4. Use of reinforced earth to correct geotechnical instabilities and industrial applications
Victor Elias
49
5. Construction of reinforced earth masses in Mexico
AlejandroLeón dela Barra
55
6. The reinforced earth in the Acueducto Bridge of Mexico City
Luis B. Rodríguez
59
7. Use of reinforced earth in one of the abutments for the new bridge over the Coatzacoalcos River
Alfonso Olivera
67
Alfonso Rico
69
Basic concepts-Design criteria-Recent investigations Chairman: Raúl J. Marsa1
analysis and design
Schlosser
SESSION II Case histories-Constructive aspects-Performance records Chairman: Andrés Moreno Deschamps
SESSION III Applications in Mexico Chairman: Alfonso Rico
Concluding comnents SESSION IV Discussion, perspectives and conclusions Moderator: Gabriel Auvinet Sumnary of the discussion SYMPOSIUM ACCOUNT
71 91
Introducción h froduc con
G A B R I E L
AUVINET
Henri Vidal, el inventor de la tierra armada, cuenta Henri Vidal, inventor of the reinforced earth. recalls que fue durante unas vacaciones en las islas Baleares that it was during a vacation in the Brrlearfc Islands del Mediterráneo cuando, jugando con la arena de la of the Mediterranean Sea.whilehe was plqyfng wfth the playa, concibió la idea de dar cohesión a los materiabeach sand thathe conceived the ideaofprovfdfn granles granulares conelementos flex4bles resistentes. Esular soils with cohesion by meansof,resfstant f? exfble ta idea original seha desarrollado considerablemente a elements. This Óriginal idea has been developed greattravés del tiempo, y ha encontrado un gran número de ly with time and has found many applfcatfons,mafnlyfn aplicaciones, principalmente en la construcción de esthe construction of retaining structures and bridge tructuras de contención y de estribos de puentes. La abutments. The present technology comprfsesthreeprfntecnologíaactual combina principalmentetreselementos: cipal elements: the granular backfill materfal,themeel material de relleno granular,las armaduras de acero tallic strips and the precast facfng panels (Ffg. 1). ylasescamas de concreto para los paramentos (Fig. 1). Design criteria and types of applications have shown a Los métodos de diseñoylos tipos de aplicación presenrapid development throughouttheworld. In Rxfco, thfs tan una evolución rápida a nivel mundial. En México, techniqueis rather recent although ft is already befng esta técnicaestodavia nueva pero ya se está aplicando used in severa1 projects. en diversas obras. Paramenta de escamas Re1 len07 de concreto Concrete focing panel
Fig. 1 Fig.
Vista general de un muro de tierra armada Ge.nt~~& viau 06 a ~Á~~~ohced emAl l.4kl.a
aterial gronulpr selecc :ionado Selected fil1 moteriol
Armaduras de acero Steel strip
El momento pareció oportuno a la Sociedad Mexicana de Mecánica de Suelos, para organizar en julio de 1980 un simposio sobre tierra armada habiendo invitadoaparticipar por una parteados profesores de gran prestigio: Fran$ois Schlosser y James K. Mitchell, quienes han realizado detalladas investigaciones sobre el tema, y por otra a dos ingenieros con amplia experiencia en la aplicación de esta técnica: Jacques Deschamps y Victor Elias. Se consideró asimismo convenienteque conocidos ingenierosmexicanos presentaran la incipiente experiencia en el pais con esta técnica a través de casos reales.
The moment was considered timelybythe Mexican Society for Soil Mechanics to organizeinJuly 1980 a symposfunr on reinforced earth. Two-professors õf great p-kstfge, Francois Schlosser and James K. Mitchell who have oerform& ccwnprehensive investigations onthis subject'and two practicing engineers,with a wide experience on the applications of this technique, Jacques Deschamps and Victor Elias, were invited. It was also deemed important to invite Mexican engineers to present their incipient experience with this technique througb case histories.
Esta publicación contiene los trabajos escritos y un resumen de los debates del simposio. Se incluyen los trabajos preparados porlos relatores de la primera sesión y, en forma resumida, las contribuciones de los relatores de las Sesiones II y III, así como las minutas de la discusión final.
This publication containsthewritten contributions and the minutes of thesymposium. It also includes the papers presentedbythe panelists of Session 1 and a summarized version of the contributions of panel members of Sessions II and III. as well as an account of the closing discussion. .
Los elementos contenidos en esta publicación permitirán a los profesionistas, profesoresyestudiantes formarse su propio criterio en lo referente a la aplicabilidad de esta nueva y prometedora técnica. G. Auvinet G.
The material containedinthis publication will provfde practitioners, professors and students the basistoestablish their own judgement about the applicabflfty of this new and promising technique.
G. Auvinet G.
1
Investiga& sobre tierra armada: Mecanismo,comportamiento métodos de diseño
y
Research on relnforced earfh : lMecharism, behoviour ond deslgn methods F R A N
2
O I S
S C H L O S S E R
-1NTROOUCCION
INTRODUCTION
El 14 de marzo de 1965 Henri Vidal, inventor de la "Tierra Armada", impartib su primera conferencia sobre este tema.
On March 14, 1965, Henri Vidal the inventor of Reinforced Earth, gave his first lecture on Reinforced Earth in Paris.
Para esa fecha ~610 existia una estructura de tierra armada, que era el muro de PragnSre construidoen1964, aunque el inventor ya habia para entonces realizado una amplia investigaciõn teórica y experimental con modelos de laboratorio a escala reducida.
At this time there was only one Reinforced Earth structure: "the Pragnère Wall", built in 1964, but an extensive theoretical and experimental research on reduced-scale laboratory models had already been realized by the inventor.
En 1966 el Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC) empezá a interesarse por la tierra armada. A principios de 1967, llevb a cabo las primeras investigaciones tendientes a verificar los métodos empleados para el diseho de muros de tierra armada. Dichos proyectos se realizaron a base de modelos bidimensionales usando cilindros de acero que tomaban el lugar del suelo.
In 1966, the "Laboratoire Central des Ponts et Chaussées" started to be interested in Reinforced Earth. At the beginning of 1967, it undertook the first researches in order to verify the methods used for the design of Reinforced Earth walls. Those researches were carried out on bidimensional models using steel cylinders to simulate the earth.
Al mismo tiempo, los ingenieros del citado laboratorio tomaron parte en un estudio geotécnico efectuado para la construccibn de una carretera en un sitio montañoso de la zona de Niza (al sur de Francia). Preocupados por la construccibn de terraplenes altos en taludes compactos e inestables, pensaron que la tierra armada, debido a su flexibilidad, podría proporcionar soluciones interesantes a los problemas específicosdel sitio.
At the same time the engineers of the "Laboratoire Central des Ponts et Chaussées" took part in a geotechnical study realized forthe construction of a highway in a mountainous site in the Nice area -South of France. Preoccupied by the construction of high embankments on stiff and unstable slopes, they thought that the Reinforced Earth, because of its flexibility, could provide interesting solutions to the specific problems of the site.
Como resultado, entre 1968 y 1969 se construyeron los primeros muros con un total de paramento exterior de 5630 m2.
Consequently from 1968 to 1969, the first walls were built totalizing a facing surface of 5630 m2.
En 1968 el antes mencionado laboratorio también efectu6 el primer experimento a escala natural en el muro Incarville.
In 1968, the first full-scale experiment was also realized by the "Laboratoire Central des Ponts et Chaussées" on the Incarville Wall.
En esta forma, mientras que la compañía Reinforced Earth desarrollaba importantes investigaciones sobre la tecnologfa del método, los primeros avances fundamentales sobre el comportamiento de la tierra armada se reallzaban en el citado Laboratoire Central des Ponts et Chauss6es.
Thus, while the Reinforced Earth Company developed important researches in the technology of the process, the first fundamental researches on the behavior of .the reinforced earth were realized by the "Laboratoire Central des Ponts et Chaussées".
El objeto del presente trabajo es describir estas investigaciones fundamentales y los métodos de diseho usados en la actualidad.
The object of the following paper is to present these fundamental researches and the design methods presently used.
EL PRINCIPIO DE LA TIERRA ARMADA
THE PRINCIPLE OF REINFORCED EARTH
La ftGcción generada entre el suelo y los elementos de efuerzo es el fenómeno fundamental de la tierra arma. "da: las fuerzas de tensi6n desarrolladas dentro de la ' masa se transmiten a los refuerzos por medio de la fricción producida en las interfases (Fig. 1). Los re#' fuerzos son puestos a trabajar por las fuerzas de tensibn y la masa en conjunto se comporta como si tuviera a lo largo de la dirección de los refuerzos una cohesi6n proporcional a la resistencia a la tensibn de dichos refuerzos.
The friction between the earth and the reinforcements is the essential phenomenon in the Reinforced Earth: the traction forces developed within the MSS are being transmitted to the reinforcements by means of friction generated at the interfaces. The reinforcements are being stressed by the traction forces and the whole mass behaves as if it possessed in the direction of the reinforcements a cohesion proportional to the resistance of the reinforcements to tension.
Todas las mediciones efectuadas en modelos a escala reducida o en prototipos de tierra armada han demostrado que para un cierto refuerzo la fuerza de tensión varía de un extremo al otro del mismo (Fig. 1). En el extremo libre del refuerzo esta fuerza de tensibn es obviamente cero, mientras que en el punto de fijación del refuerzo al tablero exterior, dicha fuerza depende sobre todo de la cantidad de refuerzos por unidad de longitud. Por tanto, si los refuerzos estuviesen muy cercanos entre si, la tensión en los tableros sería cero y los elementos exteriores no serían necesarios, por otra parte, si los refuerzos estdn muy separados, las fuerzas de tensión en el punto de fijacibn pueden resultar muy importantes. Esto muestra que los elementos básicos son el suelo y los refuerzos, mientras que el acabado exterior es de menor importancia. El equilibrio local del refuerzo indica que la variación de la fuerza de tensi6n induce esfuerzos cortantes en ambos lados del refuerzo y dentro del mismo suelo en la vecindad del refuerzo.
Al1 the measurements taken on reduced-scale models or actual Reinforced Earth structures have shown that within a reinforcement, the traction forte varies from one end of the reinforcement to the other (Fig. 1). At the free ends of the reinforcement this traction forte is, of course, zero and at the attachment point of the reinforcement to the facing the traction forte depends mainly on the density of the reinforcements. Thus, if the reinforcements were very close, the traction at the facing would be zero and a facing would notbenecessary; on the other hand, if the reinforcements are largely spaced the traction forces at the attachment point could be very important. This shows that the fundamental components are the earth and the reinforcements while the facing is of minor importance. The local equilibrium of the reinforcement shows that the variation in the traction forte producesshearstresses on both sides of the reinforcement and within the soil in the vicinity of the reinforcement.
Fz
dF=F2-F,
Fuerzas de tensión en la tira Tensile forces in the slfip d
Fig. 1
F.Lg. 1
Variación de las fuerzas de tensión en el refuerzo y de los esfuerzos cortantes aplicados al refuerzo
Vahiat¿on 06 Zhe tamti.on 60~~33 ti ththe 4.cin6o~~cemmt and 06 #te bhm htJLtrresbeS er&ed on tie ~dn~o4.cceme.&
This shear stress is expressed as follows, assuning it to be the same on both sides of the reinforcement:
Este esfuerzo cortante se puede expresar como sigue, suponiendo que es igual en ambos lados del refuerzo:
1 d-r T=z’az with:
donde: T = fuerza de tensión en el punto considerado del refuerzo
T = traction forte in the reinforcement at the considered poirk
e = abcisa del punto en cuesti6n
e = abscissa of the considered point b = width of the reinforcement
b = anchura del refuerzo 4
(1)
La movflfzacfbn del esfuerzo cortante ? implica un
desplazamiento relativo del refuerzo con respecto al suelo; esto demuestra que la defonabilidad del rebuerzo juega un papel importante en la dfstrfbucibn de las fuerzas de tensión a lo largo del refuerzo. La relacfbn fundamental entre esfuerzos y deformaciones en la Interfase suelo-refuerzos ha sido objeto de diferentes estudios. Una primera aproximacibn se puede obtener con una prueba de corte simple entre el suelo y el refuerzo realizada con un aparato de corte directo.
The mobilization of the shear stress T requires a relative displacement of the reinforcement with respect to the earth; this shows that the deformability of the reinforcement plays a role in the distribution of the traction forces along the reinforcement. The fundamental relationship between the stresses and the deformations at the interfaces soil-reinforcements was Me:object of different studies. A first approximation ma‘ãcv be obtained by a direct shear test between the soil and the reinforcement realized with a direct shear box.
Por otro.lado, el esfuerzo cortante T estb relacionado con el esfuerzo normal o aplicado al refuerzo a traves del valor del coeficiente de fricción entre suelo y refuerzo,el cual por su parte depende de muchos factores como se observa en la siguiente desigualdad:
On the other hand, the shear stress 'c is limited with respect to the normal stress o exerted on the reinforcement by the value of the coefficient of friction soil-reinforcement which depends on many factors as it is shown by the inequality:
a zO: f* = tang
siendo z, la profundidad crftica (z = 6 m) y f* el coeficiente de fricci6n en la superficie, dado å su vez por la ecuaciõn: f0 * = 1.2 + log c,
is
(14)
z, being the critica1 depth (Z, = 6 m) and f,* is the friction at the surface, given by the formula: f0 * = 1.2 + log c,
(15)
(15)
donde C, es el coeficiente de uniformidad del material de relleno (C, = DGo/DIO).
C, bein the coefficient of uniformity of the fil1 material 9 C, = D,,/D,,).
La variaciõn de f* oara las tiras corrugadas se ilustra en la Fig. 17. '
The variation of f* for theribbed trated by the curves of' Fig. 17.
strips is illus-
z,=6 m
z I Fig. 17
Variación de f* con la profundidad en las tiras corrugadas
Fa. 17
VaaG.on 6W
06 6’ w.Lth the depth; cae oíj hibbed
2) Método de "los planos de falla"
2) The "Limit State" Method
Principios
Principies
Este método considera el equilibrio de una cuiía limitada por el paramento exterior y por una cierta superficie potencial de falla.
This method of limit stability considers the equilibrium of a wedge bounded by the facing and by any potential failure surface.
Cualquier cuiia analizada está sometida a la acción de las siguientes fuerzas (Fig. 18):
Any considered wedge is subjected to the action of the following forces (Fig. 18):
- Peso W - Componentes vertical y horizontal de las cargas Qv Y Qh
- Weight W - Vertical and horizontal components of the load Qv and Qh
24
.mpuje pasivo con sus componentes horizontal PhY vertical P, - Reacción del suelo R actuando sobre el plano potencial de falla. formando un ángulo 41 con,respecto a la normal a este plano
Passive forte with vertical and horizontal components Ph and P, - Soil reaction R acting on the potential failure plane and being inclined at an angle $ with respect to the normal on this plane -
- Suma de las fuerzas de tensión (LTi) movilizadas en los refuerzos que pasan a través del plano potencial de falla.
- The sum (CTi) of the mobilized traction forces in the reinforcements passing through the potential failure plane.
:.:. : .’ ’ i ‘. .:.” :, Ti’ .: it1 L ;;.., ,. . &ff$q ,_ ,' ;. :. "' :. . . : ,;. '.." ...';. ,: .. '1 ;..: ;y,. ,; ..;.,_ :'.: '.' jl
C
Lai
Qh
'h
b) Polígono de fuerzas force polygon
j
a) Fig. 18
Equilibrio de una cuRa de falla potencial EqLlAxxblLUUn 06 a poaLnt42 l@L&lhe wdge
FLg. 18
The equilibrium of forces yields the formula:
Del equilibrio de fuerzas se obtiene la siguiente expresión: LTi = (Ph + Qb) + (W + QV + P,)tan(O - 4)
ETi = (Ph ' Qh) ' (W + Qv + PV)tg(O-6)
(16)
For each reinforcement layer the forte Ti is considered to be equal to the value of the minimum between the resistance of the reinforcement to tension and their pull-out resistance; eventually divided by a safety coefficient, according to the formula:
Para cada capa de refuerzo, la fuerza Ti se considera igual al valor mínimo ya sea de la resistencia a la tensión del refuerzo o de su resistencia a la extraccibn, dividido por un cierto factor de seguridad, según la ecuación: 2Lb ni Ti = mín ni RT { J L-L, l
l
(J"*
l
f*
l
dx 1
(16)
Ti =min
(17)
{
niR,
L 2b ni / L-L, l
l
oV** f* dx > l
(17)
where:
donde: ni RT b
Iii
= número de tiras de refuerzo por metro lineal en la capa de refuerzos i
R, = resistance of the reinforcementstotension = reinforcement width
= resistencia a la tensión de los refuerzos
= anchura del refuerzo = presión por sobrecarga más cualesquiera %* esfuerzos debidos a las cargas actuando sobre los refuerzos f*
= number of reinforcement strips per linear meter in the strips bed i
b
UV* = overburden stress due to the load acting on the reinforcements = apparent friction coefficient. f*
= coeficiente de fricción aparente.
2 5
Resulta posible con este método verificar así la estabilidad de las distintas cuñas limitadas por los planos potenciales de falla considerados y diseñar la estructura (número de tiras de refuerzo por metro lineal y longitud de los refuerzos) analizando primero los planos que pasan por el extremo superior del paramento y después los planos que pasan por puntos cada vez más abajo del paramento exterior.
It is therefore possible using this method to verify the stability of the different wedges bounded by the considered potential failure planes and to design the structure (number of the reinforcement strips per linear meter and the reinforcement length) considering first the planes passing through the upper edge of the, facing and then gradually the planes passing at the lower points of the facing.
La determinación de uV* y f* se explica en el inciso sobre cálculo de la longitud de adherencia.
The determination of uV* and f* is explained in chapter "Calculation of the adherente length".
CONCLUSIONES
CONCLUSIONS
Según la opinión del autor, la conclusión fundamental que puede derivarse de todas las investigaciones efectuadas a la fecha, es que el comportamiento de la tierra armada es muy distinto a los resultados teóricos calculados con los métodos clásicos para el diseño de estructuras de contención.
According to the author's opinion, the essential conclusion derived from al1 the researches realized up to date is that the behavior of the reinforced earth is very different from the theoretical one predicted by the classical methods of retaining structures design.
Se ha encontrado que la movilización de la fricción, que es el fenómeno básico de la tierra armada, es muy complejo. Los esfuerzos cortantes desarrollados en la vecindad de los refuerzos da lugar a un estado de esfuerzos que resulta muy diferente al calculado con Rankine.
The friction mobilizati>n which is the basic phenomenon in the reinforced earth material is found out to be complex. The shear stresses developed in the vicinity of the reinforcements leads to a state of stresses which is very different from the Rankine's one.
Sin embargo, las pruebas a escala natural realizadas en los últimos 10 años, han permitido encontrar métodos cuidadosos de diseño que se adaptan perfectamente a las distintas estructuras actualmente en construcción.
However, the full-scale experiments carried out during the last ten vears enabled to put forward careful design methods which are well adapted to the interna1 design of the different structures presently constructed.
Las investigaciones fundamentales sobre tierra armada distan mucho de haberse terminado aunque algunos aspectos ya han sido bien estudiados. Sin pretender un plan muy ambicioso, los siguientes temas ameritan y deben ser tomados en consideración en las investigaciones futuras:
The fundamental researches on Reinforced Earth are far from being teninated although some aspects have already been fairly well studied. Without introducing an exhaustive plan the following subjects require and have to be considered for future research:
1) Fricción entre suelo y refuerzo y sobre todo fricción en suelos con un alto contenido de material fino
1) Soil-reinforcement friction and particularly friction of soils comprising a large proportion of fine material
2) Comportamiento fundamental del material de tierra armada bajo distintos tipos de solicitaciones y con refuerzos de diferente deformabilidad
2) Fundamental behavior of reinforced earth material under different types of solicitations and with reinforcements of different deformability
3) Determinación del comportamiento de estructuras reales con base en el conocimiento de las leyes fundamentales que gobiernen el comportamiento de la tierra reforzada.
3) Oetermination of actual structures behavior based on the knowledge of the fundamental laws governing the behavior of the reinforced earth material.
Se puede concluir que el desarrollo de la tierra armada na propiciado una amplia gama de investigaciones en mecánica de suelos. Estos estudios han ido progresando gradualmente desde pruebas relativamente simples en modelos a escala reducida hasta la definición de aspectos fundamentales y teóricos que han llevado a ampliar el conocimiento general de las ecuaciones constitutivas de los suelos.
It can be stated that the development of Reinforced Earth has led to a large scope of research in Soil Mechanics. Gradually these researches have developed from relatively simple tests on reduced-scale models of walls to the definition of fundamental and analytical aspects leading to a better general understanding of the constitutive equations of soils.
REFERENCIAS . Bacot, J. (1970), "Etude de la Rupture de Massifs en Terre Armée", Rapport interne I.N.S.A., Juin, Lyon, France
REFERENCES Bacot, J. (1974), "Etude Théorique et Expérimentale de Sou&ement Réalisée en Terre Ar&e", Th&e de Oocteur-Ingenieur, Université Claude Bernard, Juin, Lyon, France
2 6
Baguelin, F. and Bustamante, M. (1971), "Conception et Etude de la Stabilité des Ouvrages en Terre Anée. Autoroute de Menton", B&etúz de4 LabOha,iOitirred ded Poti e.X Chti6de6, Spécial R., Oéc., Paris, France
Santinj, C. (1970, 1973), "Etude Photoélastigue d!un Modele Bidimensionnel de Mur en Terre Atmee", Rapports internes, Laboratoire Central des Ponts et Chaussées, Paris, France
Behnia, C. (1972), "Etude des Voûtes en Terre Armée", Rappoht de aeche,mhed du Labotioihe CM da Poti ti Chaud~é~, Ns 26, Fév., Paris, France
Schlosser, F. and Long, N.T. (1970), "Comportement de la Terre Armée 5 1'Appareil Triaxial", Rapport d'activité du Laboratoire Central des Ponts et Chaussées, Année 1969, Paris, France
Guegan, Y. and Legeay, G. (1968),."Etude en Laboratoire de la Terre Armée en Modeles Réduits Bidimensionnels", Rapport interne du Laboratoire Central des Ponts et Chaussées, Paris, France
Schlosser, F. and Long, N.T. (1974), "Le Principe de. la Terre Armée - Dimensionnement des Ouvrages en Terre Armée", Laboratoire Central des Ponts et des Pontset Chaussées, Chaussées et Ecole.Nationale Paris, France
Hausman, M. (1976), "Strength of Reinforced Soil", Ptac. 8th Audz%at%n Road Renearrch Boakd Con6emxce, Perth, Australia
Schlosser, F. and Long, N.T. (1974), "Recent French Research on Reinforced Earth", Jo~~~Lo6thz CODA&ution Vívi.&on, A.S.C.E., Sept., pp. 223-237, USA
Juran, 1. and Schlosser, F. (1978), "Theoretical Analysis of Failure in Reinforced Earth Structures", Phoc. Synpo&iwn on Eahth Rti6ohcement, A.S.C.E. National Convention, April, Pittsburgh, USA
Schlosser, F., Mandagan, B. and Ricard, A. (1972), "Comportement de Graves Argileuses Artificielles", Journées nationales du Comité Francais de Mécanique des Sols et des Travaux de Fondations, Mai, Paris, France
Lee, K.L., Adams, B.O. and Vagneron, J.J. (1972), "Report to the National Science Foundation", University of California, April, Los Angeles, California, USA
Schlosser, F. and Vidal, H. (1969), "La Terre Armée", BulLktin de LLa.&on des Labotioti¿rres de Poti ti Chaubhed, Ns 41, Nov., Paris, France
Madani, C. (1978), "Comportement de la Terre Armée 'a 1'Appareil Triaxial", Thèse, Laboratoire Central des Ponts et Chaussées, Paris, France
Vidal, H. (1963), "La Terre Armée", Diffusion restreinte, Paris, France
Mandel, J. (1962), "Essais sur Models Réduits en Mécanique des Terrains - Etude des Conditions de Similitude", Re~ue de .iZ1indtitie mimbale, Sept., France
Vidal, H. (1966), "La Terre Armée: un Nouveau Matériau pour les Travaux Publics", Ande6 de e’~n.aúu Technique d u Bâtúnent ct des Thavaux Pubfics, Juillet-Août, Ns 223-224, France
Romstad, K., Hermann, L. and Shen, C.K. (1976), “Integrated Study of Reinforced Earth", Joan& 06 fhthe Geotechnical EnginwLng Vivinion, A.S.C.E., May, pp. 457-471, USA
Yang, Z. and Singh, A. (1974), "A Proposed Mechanism of Reinforced Earth", sympobiwn on Rtitjohced Eahth, A.S.C.E. National Water Resources Meeting, January, Los Angeles, USA
2
7
2
Tierra armada: Conceptos básicos,análisis Reinforced
y diseño
earfh .’ BUSI? concepts, analysls and design J A M E S
K .
MITCHEil
INTRODUCCION
INTRODUCTION
A pesar de que el empleo de elementos de refuerzo trabajando a la tensión para mejorar la resistencia y la capacidaa de carga de los suelos se remonta a tiempos prehistóricos, ha sido en los últimos 15 años cuando los resultados de estudios rigurosos tanto analíticos co,no experimentales efectuados por Vidal (1966) han permitido el uso muy difundido de la tierra armada en una gran variedad de aplicaciones. A la fecha, se han realizado del orden de 4000 estructuras en todo el mundo.
Although the use of tensile reinforcing elements to increase the strength and load carrying capacity of soils date,s to prehistoric times, it is only within the last 15 years that the results of the rigorous analytical and experimental studies by Vidal (1966) have permitted the widespread use of reinforced earth for a wide range of applications. By now almost 4000 structures have been completed around the world.
La tierra armada puede resultar un material de construcción económico, adecuado para emplearse en muchas aplicaciones tales como muros de retención, accesos para puentes, terraplenes, puenteo de calizas cavernosas, diques de contencibn, fosos de almacenamiento de carbón y minerales, y desarrollos habitacionales en laderas. Experiencias recientes han demostrado que la tierra armada puede ser aplicable a casi todos los casos en que se requiera una diferencia de elevación entre 20 y 30 m y en que se disponga de suelo adecuado para la construcción.
Reinforced earth may bea suitable economical construction material for use in a variety of applications, including retaining walls, bridge abutments, embankments, the bridging of cavernous limestone, containment dikes, coa1 and ore storage slots, and housing on sloping terrain. Recent experience suggests that reinforced earth may have application in almost any situation where a stable change in elevation of up to 2030 m or so is required and suitable soil is available for the construction.
El Prof. Schlosser Ha presentado en su contribución a este simposio, una recopilación excelente de los avances alcanzados en el estudio del mecanismo y comportamiento de la tierra armada. También ha cubierto los métodos de disefio aDlicados en la actualidad. Por tanto, estos tópicos no se tratarán con detalle en el presente trabajo. Por el contrario, la finalidad y alcance de esta presentación serán:
Prof. Schlosser, in his paper to this symposiun, has presented an excellent review of the developmetit of an understanding of the mechanism and behavior of reinforced earth. He has also described presently used methods of design. Accordingly, these topics are not covered in detail'herein. Instead the purposes and scope of this paper are:
1. Acotar el concepto de la tierra armada dentro del campo de acción más amplio del refuerzo de suelos.
1. To establish the context for reinforced earth within the broader framework of earth reinforcement.
2. Sintetizar el concepto fundamental y las características más relevantes de la tierra armada.
2. To sumnarize the concept reinforced earth.
3. Complementar el trabajo del Prof. Schlosser con comentarios adicionales sobre ciertos aspectos de análisis y diseilo, incluyendo el disefío sísmico.
3. To supplement Prof. Schlosser's paper with some abditional cotmnents'on certain aspects of analysis and design, including design for seismic loading.
4. Presentar algunas referencias que describen con detalle la tierra armada y el refuerzo de suelos.
4. To list some referentes which provide a comprehensive coverage of reinforced earth.and earth reinforcement.
REFUERZO DE SUELOS Y TIERRA ARMADA
EARTH REINFDRCEMENT AND REINFDRCED EARTH
Se han desarrollado varios tipos de refuerzo de suelo para aplicaciones geot&nicas. Las caracteristicas esenciales de estos métodos se presentan en la Tabla 1 y sus aplicaciones se resumen en la Tabla 2.
Severa1 types .of earth reinforcement have been developed for geotechnical applications. The essential features of these methods are compared in Table 1. and applications are sumnarized in Table 2.
29
and essential features
of
Tabla 1 Tipos de refuerzo de suelos
I
Mix-in-place piles Ptiotc4 tremo.!Tdeadod en ea .&Lga4
Stone col umns M.k40-
Co.tbnna4
piLotes
de pieti
Tensibn
A tm5ión Compression A wmphebi6n Shear Po4 coh.tantc
*
Flexure PO& 6Leti6n
*
*
(*)
*
I
* *
/
*
(Adapted from Schlosser and Juran, 198C (AdapXado d& SchLoue>r y Jwmn, 19tx Tabla 2 Aplicaciones del refuerzo de suelos TabCe 2 App!&at;¿ons 06 noti Type of reinforcement
4Gn~o4cemment
Soil
,Reinforced
BanduuXti
ApLkacián
Micho-
pAxoteA
*
***
I ***
Stability Ebakb&dad Reduce settlement Rticián dc a~entam&do~
I ***
/ *
***
***
*
**
CoLumnac,
* ***
***
.
Increase settlement rate hento de La mpidez de asentamiento *** Major application Aplicación pticipal
de p-Mm
Mix-in-place piles Ptiotti mmoedeado~ en el Luga4
Stone columns
Application
Bearing capacity Capacidad de caga
Root
**
Useful En útil
** *
Secondary application ApLkacibn becundwúa
, L a tierra armada es un sistema constructivo que consta d e capas alternadas de relleno compactado y de tiras d e refuerzo a la tensión. La construcción resultante es una estructura coherente tipo gravedad que se puede emplear en cualquiera de las aplicaciones mencionadas en la introducciondeeste trabajo y que se describen en detalle en la Sesión II del presente Simposio.
Reinforced earth is a constructed material consisting. of alternatlng layers of compacted backfill and tensile reinforcing strips. The resulting construction is a coherent gravity structure that can be used in the ways listed in the introduction to this paper and described in detail in Session II of this Symposium.
Las banderillas están formadas por una serie de varillas de refuerzo que se inyectan dentro del suelo que se va a estabilizar. Un ejemplo ilustrativo del sistema de banderillas para soportar un talud excavado se muestra en la fig. 1.
Soil Nailing consists of a series of reinforcing bars grouted into the ground to be supported. An illustration of soil nailing for support of an excavated slope is given in fig. 1.
3 0
Fissure (/Cr/?;’ Barres scellées (Grouted bars)
VariYYas
inyectodas
Phases d’exécution
@
Barres en traction
(Bars
under tractlon)
@ Barres intermédialres
(IntermedIote
@
(Bars
Barres en cisaillement
unde;
Variílos en tensión
bars)
Varilas
intermedias
shearlng)
Vartlas
frabajando
a cortante
Fig. 1 Ejemplo de estabilización de un talud excavado, por medio de banderillas inyectadas (Tomado de Schlosser y Juran, 1980) Fig.
1 ExumpLe
06 boie
tuuXing
doh &abiLization
od excavated
Qope
(Fhom
Sch.Lonne,t
a
n
d
Jwzan, 19bOJ
Los micro ilotes son pilotes de pequeño diámetro (100 a I5+ e concreto colado en el lugar aue tienen generalmente una varilla de refuerzo colocada al centro. Se instalan en grupos y los pilotes individuales se construyen tanto en posición vertical como inclinados. Se pueden usar como-poyo de estructuras y para estabilizar el suelo alrededor contra movimientos y pérdida de equilibrio.
Root Piles or Micro-Piles are small diameter piles (100 to 150 mm) of concrete cast in place, usually with a rcinforcing bar along the center. They are installed in groups with individual piles both vertical and inclined. They can be used both for support of structures and for stabilization of the included soil against movement and loss of stability.
Las columnas de piedra son columnas compactadas de arava o roca triturada aue se colocan en suelos blandos. Los diámetros están generalmente comprendidos entre 0.6 y 1.0 m. Proporcionan apoyo vertical a las superestructuras o a terraplenes y funcionan como drenes del suelo blando. Se pueden también usar para resistir el cortante en planos horizontales.
Stone Columns are compacted columns of grave1 or crushed rock installed into soft soils. Diameters are usually in the range of 0.6 to 1.0 m. They provide vertical support for overlying structures or embankments and function as drains for the soft soil. They can be used also to resist shear in horizontal directions.
Los pilotes remoldeados en el lugar son pilotes cilíndricos en los cuales cemento, cal u otro aditivo se mezcla directamente con el suelo encontrado en el sitio. Los pilotes así formados se pueden usar individualmente o en grupos como apoyo de cimentaciones. También se pueden agrupar para formar pilas o colocarse uno junto a otro para construir muros.
Mix-in-place Piles are cylindrical piles in which cement, lime, or other additive is mixed directly with the native soil in the ground. Piles formed in this way can be used individually or in groups for foundation support. They can also be combined into clusters to form piers or placed side-by-side to fon-n walls.
La tierra armada es única dentro de las técnicas antes mencionadas en lo que se refiere a que:
Reinforced earth is unique among the techniques listed in two ways:
1. Los refuerzos se hacen trabajar únicamente a tensión. Los refuerzos sólo funcionan efectivamente a la tensión.
1. The reinforcements are called upon to carry tension only. The reinforcements are effective only in tension.
2. La tierra armada es un material de construcción compuesto en el cual el suelo y las tiras de refuerzo se van colocando en capas sucesivas. En todos los demás métodos mencionados, el terreno que se va a reforzar o a estabilizar se trata en el lugar.
2. Reinforced earth is a constructed composite material in which the soil and reinforcing strips are built up in successive layers. In al1 the other methods listed the ground to be strengthened or stabilized is treated in place.
31
CONCEPTOS BASICOS TIERRA ARMADA
Y
CARACTERISTICAS
ESENCIALES
DE
CONCEPT AND ESSENTIAL FEATURES
LA
OF REINFORCED EARTH
Reinforced earth is a composite material foned by the association of linear reinforcements and granular, essentially cohesionless soil. Three elements comprise a reinforced earth system: (1) facing, (2) reinforcing strips, and (3) backfill soil, as illustrated schematically in fig. 2. In a typical reinforced earth wall the reinforcing strip lengths are about 0.7 to 0.8 times the height of the Wall. Usual strip spacings in typical walls are of the order of 1 m horizontally and 0.75 m vertically.
La tierra armada es un material compuesto formado por la combinación de refuerzos lineales y un suelo granular prácticamente sin cohesión. Un sistema de tierra armada está constituido por tres elementos: (1) tableros exteriores, (2) tiras de refuerzo, y (3) suelo de relleno, según se ilustra esquemáticamente en la fig. 2. En un muro típico de tierra armada las tiras de refuerzo tienen una longitud entre 0.7 y 0.8 veces la altura del muro. El espaciamiento usual entre tiras en muros típicos es del orden de 1 m horizontalmente y 0.75 m en dirección vertical.
Focing Tableros exteriores
Reinforcement
Thickness =t Espesor
Fig. 2 Concepción del muro de tierra armada de Vidal
El punto clave para la estabilidad de una estructura de tierra armada está en la fricción generada entre el suelo y los refuerzos. Una estructura de este tipo bien diseíiada y construida, se soporta por si misma como un cuerpo coherente debido a esta friccion, la cual evita que el suelo se desparrame lateralmente en la direccibn de los refuerzos.
The key to stability of a reinforced earth structure is friction between the soil and the reinforcements. A properly designed and constructed reinforced earth structure holds itself together as a coherent body because of this friction which prevents the soil from spreading laterally in the direction of the reinforcements.
La tierra armada representa una combinación de materiales en la cual cada uno de ellos emplea su resistencia intrínseca para compensar las carencias del otro. Un suelo granular compactado tiene una resistencia excelente a la compresián y al cortante; sin embargo, no puede soportar tensibn ni permanecer estable sin confinamiento. Los refuerzos (generalmente de acero), no trabajan a compresión ni a cortante debido a su flexibilidad, aunque son muy resistentes a tensiõn. A raíz de la friccibn entre suelo y refuerzos, se genera un confinamiento efectivo 0 aparente dentro del suelo debido a la rigidez tensional de los refuerzos que induce el confinamiento del suelo
Reinforced earth represents a combination of materials in which each uses its own strengths to overcome the weaknesses of the other. Compacted granular soil has excellent resistance to ccnnpression and shear; however, it cannot carry tension or stand unsupported. The reinforcements (usually steel) cannot withstand compression or shear because of their flexibility, but are very strong in tension. Because of friction between the soil and reinforcements, an effective confinement or apparent confinement is produced in the soil owing to the tensile stiffness of the reinforcements which restrain the soil.
32
En un sistema de tierra armada idealmente simétrico, no existirán esfuerzos horizontales que deban ser resistidos en las fronteras verticales exteriores, como puede deducirse de la discusibn presentada por el Prof. Schlosser en su trabajo. Sin embargo, en la realidad las estructuras de tierra armada no son simétricas, y los refuerzos no son "ideales" en cuanto a que no hay continuidad en planos horizontales. Además, las partfculas de suelo están mas propensasamovimiento horizontal a medida que aumenta la distancia vertical a las tiras de refuerzo.
In a symnetrical ideally reinforced earth system, there would be no horizontal stresses to be resisted at the externa1 vertical boundaries, as can be seen from the discussion presented by Prof. Schlosserin his paper. In reality, however, the structures of reinforced earth are not synmnetric, and the reinforcements are not "ideal" in that they are discontinuous in horizontal planes. Furthermore, soil grains are less restrained against horizontal movement as vertical distance from a reinforcing strip increases.
consecuencia, los tableros exteriores necesitan soportar las concentraciones locales de esfuerzos en el suelo en zonas a cierta distancia de los refuerzos y las debidas a la asimetría de la estructura. Además, los tableros exteriores y las conexiones a los refuerzos deben resistir los esfuerzos inducidos por el equipo de construcción y por la compactación del suelo cerca del paramento. Los tableros exteriores también cumplen con una importante función arquitectbnica en muchas de las veces.
Accordingly, facing panels are required to carry local stress concentrations from the soil in zones some distance from the reinforcements and from the asymnetry of the structure. In addition the facing panels and the connections to the reinforcements must resist stresses induced by construction equipment and soil compaction close to the Wall. The facing panels also serve an important architectural function in most cases.
Otro aspecto importante de las estructuras de tierra armada esta en su flexibilidad. Pueden soportar deformaciones apreciables sin perder su carácter coherente propio. McKittrick (1978) describe con cierto detalle dos casos en los que los muros de tierra armada se movieron distancias apreciables, debido a fallas en la cimentacibn, sin haber perdido su integridad dentro del volumen comprendido por el suelo reforzado. La naturaleza flexible de la tierra armada la hace un tipo de construcción adecuado para casos en que se espera cierto asentamiento de la timentacibn. Se han empleado con éxito terraplenes de tierra armada sobre suelos blandos que se han mejorado por medio de columnas de piedra.
A further important aspect of reinforced earth structures is their flexibility. They can withstand substantial deformations without loss of their coherent character. McKittrick (1978) describes two cases in some detail in which reinforced earth walls slid substantial distances, because of foundation failures, without loss of stability within the volume of reinforced soil. The flexible nature of reinforced earth makes it a suitable type of construction where some foundation settlement is anticipated. Reinforced earth embankments have been used successfully over soft ground that has been improved using stone columns.
INTERACCION SUELO-REFUERZO
SOIL-REINFORCEMENT INTERACTION
La resistencia movilizada entre el suelo y los refuerzos de tensión constituye uno de los aspectos más importantes de la tierra armada. Las cuestiones relativas a c6mo se desarrolla, c6mo debe medirse, cómo debe expresarse y c6mo varía a lo largo de los refuerzos, asT como la manera de considerarla en el diseño, han sido tratadas con cierto detalle por McKittrick(l978), y por Schlosser en su contribucibn a este Simposio.
The resistance mobilized between the soi-l and the tensile reinforcements is one of the most important aspects of reinforced earth. Questions relating tohow it is developed, how it should be measured, howtoexpress it, how it varies along the reinforcements, and how to express it in design have been considered in some detail by McKittrick (1978) and Schlosser in his paper to this Symposium.
En la mayoria de los proyectos actuales se usan tiras corrugadas, fig. 3, en vez de tiras lisas. Las corrugaciones son las responsables de que se genere un coeficiente aparente de fricción, f*, apreciablemente mayor que el que puede obtenerse con tiras lisas, COmO se aprecia en la fig. 12 de Schlosser. Se puede esperar que enfrente de cada corrugación se formen pequeñas zonas de falla por empuje pasivo que se agregan a la friccián por deslizamiento desarrollada entre el suelo y las superficies lisas de los refuerzos. OtrOS factores que se muestran claramente en dicha figura son los efectos importantes que acarrea la compacidad del relleno y el empuje por sobrecarga sobre el COeficiente de friccibn aparente.
In most current construction ribbed strips, fig. 3, rather than smooth strips are used. The protruding ribs are responsible for a significantly greater apparent coefficient of friction, f*,.than can be obtained using smooth strips, as may be seen from Schlosser's fig. 12. Small passive failure zones can be envisioned to fonn in front of each rib to Wpplement the sliding friction deveToped between soil and the smooth surfaces of the reinforcements. Other factors shown clearly by that figure are the important influentes of backfill density and overburden pressure on apparent friction coefficient.
Se ha medido la friccibn suelo-refuerzo bajo distintas condiciones de prueba, según se muestra en la fig. 4. Se han efectuado pruebas de extracciõn tanto en modelos como en muros a escala natural. Tambi6n se han hecho algunas pruebas de extracción en muros a escala sometidos a una carga slsmica simulada.
The measurement of soil-reinforcement friction has been carried.out using severa1 test types, as shown schematically in fig. 4. Pu11 out tests have been done both on models and on ful1 scale walls. Limited pu11 out testing has also been done on model walls sub.iected to simúlated seismic loading.
Como
33
N
N
Soil Suelo
I
I
Matwial d e refuerzo Direct shear test Pruebo de corte direcfo
Longitudinal cross-section (width: b=40mm) Sección transversal lmgtfudinal foncho.‘b=4Ommj
Pull out test in shear box Pruebo de exfroccioh en oparoto de cwte directo
Detail
(dim. in mm)’ focot. en mm/
f*= Fig.
3
Tiras
Fig.
3 Ribbed
corrugadas
T cv x o r e a
Pull out test on Wall Pruebo de extracción en el muro
AtiPA
Pull out test by rotation Prueba de extracción por’ rotacioh
Fig. 4 Tipos de pruebas para medición de la fricción suelo-refuerzo Fig.
4 Type~
Ideal pull -out test Prueba ideal de exfrocchn
06
te6ti
60h
me.aAWwmeti
Ideal reinforcing Refuerzo ideal 1*
f+++
06
AOde-JWh~OhC0WLt
@ú¿ction
Reinforced earth retainmg Wall Muro de contenc& o bose de fierro armada q--,
Shear stress ?esistencm olcwte pTq J-1
/&
T max Tie tension Tensión en el anclaje
T /;\
h Max. T
T max
0.5 Tmax
Ft
T max
0
8e
6max
0
T max- Max. tie tension
fl;\ Tmax -
2/3
Tmax
struction conditions, is low. Cohesive soil backfil,s are likely to be poorly draining and susceptible to loss of strength on wetting. They are likely to undergo significant creep deformations when subjected to sustained stresses. Consequently, continuing deformations of reinforced earth structures with cohesive backfills could be exoected. Finallv. finegrained'soils are more difficuit to compact than granular materials.
CONSIDERACIONES DE ANALISIS Y DISEÑO
ANALYSIS
El Prof. Schlosser ha mencionado en su trabajo los métodos para el diseño de estructuras de tierra armada. Las consideraciones básicas para la estabilidad interna estriban en la seguridad de los refuerzos tanto a tensibn como a ruptura. Los resultados de pruebas tanto en modelos como a escala natural así como los análisis con distintos enfoques, entre ellos el método del elemento finito, han establecido las geometrías relevantes y las variaciones a esperar en los parámetros necesarios para un diseño prbctico. Estos aspectos comprenden:
In his paper Prof. Schlosser has described methods for design of reinforced earth structures. Essential considerations for interna1 stability are that the reinforcements be safe against both pu11 out and rupture. The results of both model and ful1 scale tests as well as analyses by various means, including the finite element method, have established the relevant geometries and variations in necessary parameters for practical design. They are:
1. Zonas de empuje activo y pasivo definidas como el lugar geométrico de las fuerzas máximas de tensión, según se muestra en la fig. 16 de Schlosser.
1. Active and resistant zones, defined by the locus of maximum tensile forces as shown in Schlosser's fig. 16.
2. Variaci6n del coeficiente de empuje'horizontal, K, con la profundidad conforme a la ecuación ll de dicho autor.
2. Variation of the horizontal earth pressure coefficient, K, with depth as given by his equation (11).
3. La variación del coeficiente de fricción aparente entre suelo y refuerzos según las ecuaciones 14 y 15 y la fig. 17 de la misma referencia.
3. The variation of the apparent coefficient of friction between soil and reinforcements as given by his equations (14) and (15) and fig. 17.
El cálculo de un muro simple se puede hacer a mano: aplicando las relaciones anteriores y las distribuciones de carga mostradas en la fig. 6. El paramento del muro está empotrado hasta una profundidad de 0.1 H al pie de los rellenos horizontales y hasta 0.2 H si se trata de un relleno semi-infinito. La especificación actual para que un relleno sea aceptable establece que el indice de plasticidad sea menor de 6 por ciento, que haya menos de 15 por ciento en peso de finos menores de 15 um, y que el ángulo de fricción determinado con el método AASHTO T-36 resulte mayor de 34 grados.
Design of a simple wall can be done by hand using these relationships and the overa11 loading system shown in fig. 6. The wall facing is embedded to a depth of 0.1 H at the toe for horizontal backfills and to 0.2 H if an infinite slope is retained. The current specification for an acceptable backfill requires that the plasticity index be less than 6, per cent, there be less than 15 per cent by weight finer than 15 pm, and that the friction angle by AASHTO T-36 be greater than
En la fig. 6 se presentan las condiciones de carga y los factores de seguridad mínimos contra falla por volteo, deslizamiento y capacidad de carga en el pie. Se considera aceptable un factor de seguridad de 2.3 contra falla por capacidad de carga en el pie, en vez del valor usual de 3.0 debido a la naturaleza deformable de los muros de tierra armada.
Loading conditions and minimum factors of safety against failure by overturning, sliding, and bearing failure at the toe are indicated in fig. 6. A factor of safety of 2.0 against bearing failure at the toe instead of 3.0 is considered acceptable because of the deformable character of reinforced earth walls.
AND
DESIGN CONSIDERATIONS
34O.
35
Surcharge w far maximum mi--bearing pressure and reinfarcing strip stresses so&ecorga w pon7 ccpocidad de cargo máxima y
Overturning F.S. ? 2.0 Volteo Sliding F.S. 2 1.5 Desfizomiento
Bearing pressure F.S. ? 2.0 Capacidad de carga
II- Surcharge w for stability and bond analysis Sobrecargo w poro onáhsis de estobilidod y de adherencia \
BL 0.7H
(
Fig. 6 Geometría y fuerzas consideradas en el diseño de un muro de tierra armada Fx&. 6
GeomAy
and 6oaces 6oh a
Jdn~ohced
V
6
ied.Lgn
(1)
donde EV es la suaa de fuerzas verticales a esa profundidad, B es el ancho de la zona reforzada y e es la excentricidad de la resultante, dada a su vez por EM B ezAtres de Calcul des Sols Artificiellement Améliorés," Proceedings European Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Brighton, England.
39
10. Vidal, Ií. (1966), "La Terre Am&," Annales de 1'Institut Technique du Bbtiment et des Travaux Publics, Paris, Nos. 223-224, July-August 1966, pp. 889-938.
1
3
Uso de la tierra armada en obras viales y urbanas y Selección de materiales de relleno y corrosiÓn de armaduras Use of rehforced earfh in hlghway and urban projecfs, Ond Selecfl’on of backfill muferial and sfeel sfrlps corrosion JACQUES
D E S C H A M P S
1. USO DE LA TIERRA ARMADA EN OBRAS VIALES Y URBANAS
1. USE OF REINFORCED EARTH INHIGH!dAYANDURBAN PROJECTS
En la primera sesión, los profesores Mitchell y Schlosser se refirieron a los mecanismos que dan a la tierra armada sus propiedades. Me corresponde a mi aportar evidencias de estas propiedades presentando algunas realizaciones concretas basadas en esta tecnología.
During Session 1 professors Mitchell and Schlosser referred to those mechanisms that are resp'onsible for the behavior properties of reinforced earth. It is now my turn to provide evidentes of such properties by presenting some specific accomplishments based on this technology.
La tierra armada encuentra abundantes aplicaciones en las zonas de topografía difícil donde se usa para resolver problemas de estructuras de contención. El drenaje se resuelve acoplando el macizo con una alcantarilla clásica de concreto que recoja las aguas de la vaguada. En el caso de estructuras localizadas en pendientes muy fuertes, el problema de la longitud de las armaduras, que necesitarían excavaciones importantes, se ha resuelto con una base de concreto a partir de la cual se desarrolla la estructura de tierra armada. Las autopistas en zonas montañosas con pendientes importantes, se han diseñado utilizando un desdoblamiento de las calzadas a fin de quedar lo más cerca posible de la ladera, como en el caso de la autopista francoespañola que atraviesa los Pirineos (Fig. 1).
Reinforced earth has a lot of applications in zones with difficult topography where it is used to resolve problems involving earth retaining structures. Drainage is achieved by installing a conventional concrete culvert within the mass so as to collectthe runoff of the thalweg. When structures are located in very steep slopes, the problem related to the length of the reinforcing strips that would involve important excavation volumes, has been solved by means of a concrete foundation that supports the reinforced earth structure. Turnpikes through mountain ranges with steep slopes have been designed by dividing the lanes in order to get as close as possible to the abutment, as for example in the French-Spanish turnpike that crosses the Pyrenees (Fig. 1).
Fig. 1 Autopista Barcelona-Le Perthus, cerca de la Junquera, España Fig. I Batcdona-Le
Pe,tthti Tu~~~~pike neat L
41
a
Junqumz, Sm
Se han construido muros de hasta 22 m de altura en laderas muy escarpadas (Fig. 2). Debe hacerse notar que, gracias a su flexibilidad, una estructura de tierra armada puede cimentarse dir'ectamente sobre un terraplén artificial.
Walls of up to 22 m in height have been built in very steep slopes (Fig. 2). It should be noted that thanks to its flexibility, a reinforced earth ;tructure can be founded directly upon an artificial embankment.
Fig. 2 Terraplén a la salida norte del puente de Rande en la autopista del Atlántico FQ. 2 Embanhmti
at a%the notiehn
eti o$ the Rande bhÁdge ti tic kteatic TuhnP&e
En ocasiones, es necesario desplantar macizos en zonas inestables, lo que puede requerir ciertas precauciones especiales. En un caso en el que el estudio geotécnico preveía grandes deformaciones y asentamientos diferenciales debido a la existencia en la cimentación de materiales coluviales inestables, se optó por dejar, a lo largo del paramento, una serie de juntas verticales que permitieran absorber tales movimientos.
Occasionally, it may become necessary to construct reinforced earth masses in unstable zones, and this may imply certain special precautions. In one case where the geotechnical study anticipated large deformations and differential settlements due to the presente of unstable colluvial materials in the foundation, it was decided to leave a series of vertical joints along the wall facing in order to absorb such movements.
Una estructura de tierra armada que se encuentra en contacto con el agua, o incluso totalmente inundada, no presenta problemas especiales en cuento a su cálculo. Al dimensionar, simplemente debe tenerse en cuenta la pérdida de densidad del relleno y asegurarse que el paramento tenga una permeabilidad suficiente mediante un tratamiento especial de las juntas empleando, por ejemplo, un geotextil tipo pa.Cy&&Zeh. Se evitará así tener que diseñar el macizo contra empujes hidrostáticos que pudieran desarrollarse en el interior de su masa. Por otra parte, es conveniente proteger el pie del macizo contra socavación durante las crecidas o aceleraciones de la corriente del agua. Paraellopuede formarse una pequeña escollera de roca (Fig. 3). Normalmente, en el contacto entre el macizo armado y la escollera se acostumbra colocar también polyfilter con objeto de permitir la eliminación rápida del agua del macizo y evitar que exista tubificación de los finos contenidos en éste.
A reinforced earth structure in contact with water or even completely submerged, does not pose any specific problem as far as its design is concerned. While dimensioning, one should only take into account the reduction of the unit weight of the backfill and insure that the facing has sufficient permeability by means of a special treatment of the joints using for instance geotextiles of the polyfilter type. In this manner there is no need to design the mass against the hydrostatic thrust that may develop within the backfill. On the other hand, it is convenient to protect the toe of the wall against scouring during floods or due to an increase in the flow rate. To this end a small rockfill breakwater can be constructed (Fig. 3). Generally, it is customary to place a polyfilter material at the contact of the reinforced mass with the breakwater in order to eliminate rapidly the water inside the backfill and thus avoid piping of the fine soil fraction.
Las primeras soluciones para resolver el problema de drenaje en cortes, por ejemplo de vaguadas, consisten en acoplar en la parte baja del macizo, obras de arte clásicas de concreto o de tubos corrugados metálicos. La colocación de estructuras de concreto implica tener un punto de cierta rigidez respecto al macizo de tierra armada, por lo que es conveniente prever juntas verticales que permitan asentamientos diferenciales entre la parte central del macizo y los lados que se apoyan directamente en el terreno natural. En e.1 caso de tubos corrugados, la asociación de dos estructuras flexibles permite absorber eventuales deformaciones pequeñas o asentamientos (Fig. 4).
The easiest way to solve the drainage problem in cuts, say for instance in thalwegs, is to insta11 conventional culvert structures in the lowest part of the valley, made of either concrete or corrugated steel pipes. Concrete structures create a localized zone more rigid than the reinforced earth mass; it is therefore necessary to contemplate the use of vertical joints that may allow differential settlements between the central part of the mass and the sides that rest directly on top of the ground surface. In the case of corrugated steel culverts, the association of two flexible structures allows the dissipation of eventual small deformations or settlements (Fig. 4).
4 2
Fig. 3 Escollera de roca bordeando el río Oria FA&. 3 Rock@2 b&e&ozzpn
bohdtig
;the Riveh Oti
Fig. 4 Alcantarilla incorporada al macizo de tierra armada. Carretera Calahonda-Motril F.¿g. 4 Stteet
cubent
embedded in .the k&n~o~ed ~UJL.I% ~4. Calahonda-E4oM
Las obras de tipo urbano son otro gran campo de aplicación de la tierra armada. Ejemplos de aplicación se tienen en conjuntos habitacionales y en algunas rampas de acceso a autopistas urbanas que requieren macizos de contencibn. En este tipo de obras se ha elegido esta tecnología por dos razones fundamentales: la rapidez de ejecución de las obras y el aspecto estético de los paramentos (Fig. 5).
Urban projects represent another major field of application of reinforced earth. Among the applications, housing developments can be mentioned and also some access ramps to urban freeways where retaining walls are needed. In this type of work, such a technology has been selected due to two fundamental reasons: the fast execution rate of the works and the aesthetical a2pect of the facing walls (Fig. 5).
Fig. 5 Rampa de acceso para peatones FLg. 5 Pedes&¿an
highway
accebb
mp
En el caso de estribos de puente (Fig. 6), el macizo de tierra armada juega un doble papel: soportar directamente la carga vertical del puente y contener el terraplén. La transmisión al macizo de las cargas puntuales de las vigas que constituyen el tablero se realiza a través de un cargadero colado Uz bti que reparte dichas cargas en la cabeza del macizo (Fig. 7). En terrenos de cimentación de mala calidad, se podrían tener asentamientos diferenciales entre la parte frontal del estribo y las partes laterales. Es evidente que el macizo frontal está más solicitado que las aletas de acompañamiento; de ahí la idea de incorporar esquineros que permiten cierto juego para acomodar estos movimientos. Los muros largos de acompañamiento evitan los derrames de los terraplenes. Otra disposición posible para recoger el derrame de los terraplenes, consiste en prolongar la zona de estribo por una aleta trapezoidal que permite recoger simplemente los cuartos de cono de los terraplenes (Fig. 8).
For the case of bridge abutments (Fig. 6), the reinforced earth mass plays a dual role: to support directly the vertical load transmitted by the bridge and to contain the backfill itself. The transmission to the fil1 of the concentrated loads of the beams forming the deck is performed through a poured-in-place supporting structure, which in turn distributes the loads throughout the crest of the fil1 (Fig. 7). In places with poor foundation soils, differential settlements could be induced between the front partofthe abutment and the lateral sections. It is evident that ,the front mass is more stressed than the acccmpanying wings; hence the idea of incorporating comer elements that allow certain freedom to acccmodate these movements. The long accompanying wall serve the purpose of avoiding the spreading of the embankment. Another possible way of containing the spreading is to extend the abutment zone by means of a trapezoidal wings capable of simply catching the quarter cones of the embankments (Fig. 8).
Cuando el tablero del puente es de tipo isostático, por ejemplo vigas prefabricadas, los asentamientos eventuales de los estribos no preocupan. En cambio, en el caso de una estructura hiperestática, estos asentamientos pueden poner en peligro la estabilidad general de la estructura y el terreno de cimentación debe ser de buena calidad.
When the bridge deck is of the isostatic type, e.g. prefabricated beams, the eventual settlements of the abutments are of no concern. On the other hand, in the case of a hyperstatic structure, these settlements may endanger the general stability of the structure and therefore the foundation base should have a good quality.
Fig. 6 Estribo de tierra armada para paso elevado Fig. 6 Reindohced
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SECCKN TIPO OE ESTRIBO
Fig. 7 Transmisión de las cargas al macizo de tierra armada a través del cargadero Fig.
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Fig. 8 Estribos de tierra armada en paso a desnivel Fig. b Rtili;ohced e.aMh abuAmena2
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La enorme ventaja que presentan los estribos de tierra armada es que se apoyan sobre el mismo terreno de cimentación que el terraplén de acceso contenido o libre. En el caso de suelos de cimentación malos, conocemos todos el problema que plantean en las soluciones tradicionales: los asentamientos diferenciales entre terraplenes de acceso y estribos rígidos. Mientras peor es el terreno de cimentación mayor es la tendencia a rigidizar los estribos (por ejemplo mediante pilotes) aumentando así el problema de los asentamientos diferenciales. El problema se puede resolver mejor con los estribos de tierra armada que tienen el mismo comportamiento geot&nico que los terraplenes de acceso. Al eliminar por completo el asentamiento diferencial entre las dos estructuras', se transforma realmente el primer claro del viaducto o del puente en una verdadera losa de transición, con longitud mucho mayor que las losas con las cuales se han venido equipando los estribos clásicos rígidos. Este último tipo de losas da por otra parte lugar a muchos incidentes y constituyen un problema permanente para la conservación del puente. Los primeros estribos, que se construyeron hace unos 10 afios en Francia, tenían un paramento metálico, sustituido en la actualidad por el paramento de concreto.
The great advantage of the reinforced earth abutments lies on the fact that they rest on the same foundation ground that supports the confined or free access embankment. When poor foundation soils are encountered, conventional solutions are affected by a well known problem, namely, the differential settlements between the access ramp embankments and the rigid abutments. The worse the foundation soil the greater is the tendency to stiffen the abutments (for instancewith piles) thus increasing the risk of differential settlements. This problem can be best solved by using reinforced earth abutments that have the same geotechnical behavior than the access embankments. While eliminating completely the differential settlement between the two structures, the first clear span of the viaduct or bridge is converted into a true transition slab, having a length much greater than the slabs nonally used to this end on classical rigid abutments. This latter type of slab gives way to additional sources of trouble and they constitute a permanent problem for the bridge maintenance. The first reinforced earth. abutments built about 10 years ago in France, had a steel facing Wall, that has been replaced nowadays by concrete panels.
En algunas obras se han hecho observaciones y mediciones a lo largo de cierto tiempo durante y después de la construcción. En un viaducto hiperestático de 70 m de claro apoyado en estribos de 18 m de altura, se había previsto un asentamiento del conjunto de 50 cm. Por tratarse de un tablero hiperestático, se tomaran ciertas precauciones'a nivel de obra: empezar la construcción con anticipación a la colocación de los elementos prefabricados del tablero, precargar el estribo con objeto de obtener la estabilización de los asentamientos y dejar en el contacto entre el tablero y el cargadero de apoyo unos gatos planos para eventualmente renivelar.el tablero, cosa que, hasta la fecha, no ha sido necesaria.
In some works observations and measurements have been made for some time, both during and after construction. For a hyperstatic viaduct spanning 70 m and resting on 18-m high abutments, an estimated total settlement of 50 cm was anticipated. Being this a hyperstatic deck, certain precautions were taken during construction, namely: start construction prior to placement of the prefabricated deck elet'aents, preload the abutment in order to stabilize the settlements, and leave in the contact of the deck with the supporting structure flat jacks for an eventual readjustment of the deck alignment, a need that has not developed to date.
La tierra‘armada se ha usado también con mucho éxito en la construcción de obras viales asociadas a lineas de ferrocarril (Fig. 9). Un punto que atrae mucho a los ferrocarrileros es que la tecnologia de la tierra armada permite construir los macizos desde el interior con lo que se evitan encofrados y andamios exteriores. El hecho de trabajar desde el interior del macizo el?mina por completo los riesgos de accidentes en el contacto con los gálibos ferroviarios sobre todo si se trata de lineas electrificadas.
Reinforced earth has also been used with success in the construction of railways (Fig. 9). A particular aspect that attracts the attention of railway engineers is that the technology of the reinforced earth allows the construction of masses from the inside out, thus avoiding sheetpiling aud outside scaffolding. The fact of working from the inside of the fil1 eliminates completely the risk of accidents in the area covered by the gabarits particularly if the lines are electrified. 45
Fig. 9 Estribos de tierra armada en el cruce de la autopista Burgos-Málzaga con las vías del ferrocarril electrificado
Una nueva aplicación de la tierra armada va dirigida a la construccción de casas enterradas. Todos sabemos que para desarrollos urbanísticos la infraestructura de una casa sobre una pendiente es a veces de un costo muy elevado. La idea por tanto consiste en integrar a la casa misma las estructuras de contención que son necesarias para rectificar la pendiente, por ejemplo como fachada posterior. En Europa y en Estados Unidos se ha descubierto que este tipo de casa habitacional presenta, además de su integración arquitectónica, grandes ventajas térmicas. Este tipo de construcciones enterradas o semi-enterradas es una buena respuesta a la crisis energética mundial.
A new application of reinforced earth is directed towards the construction of partiallv buried . homes. --_ It __ is a known fact that for real state developments the substructure for a house placed on a slope is sometimes very expensive. The idea consists therefore in integrating the retaining structures that are neces-.. sary to interrupt the slope, to the house itself for instance as a back yard facade. In Europe and USA it has been found that this type of dwelling units presents besides the architectural blending with the landscape, important insulation advantages. This type of buried or partially buried structures is a positive answer to the worldwide energy crisis.
2. SELECCION DE MATERIALES DE RELLENO Y CORROSION DE ARMADURAS
2. SELECTION OF BACKFILL MATERIAL, AND STEEL STRIPS CORROS ION
Como segunda parte de mi presentacibn, me quisiera referir brevemente a la selección de materiales de relleno y a la corrosión de las armaduras.
The second part of my presentation will refer briefly to the selection of backfill materials and to carrosion of the reinforcing strips. We have seen that construction of a reinforced earth involves three component parts: the facing constituted mainly by the concrete panels, the backfill and the reinforcing strips. Prefabricated facing panels do not represent any particular problem.
Hemos visto que, para construir un macizo de tierra armada, hacen falta tres componentes: la piel, constituida fundamentalmente por escamas de concreto, el relleno y las armaduras. Las escamas prefabricadas no plantean problemas particulares.
MSS
En cuanto a la seleccibn del relleno, voy a definir brevemente los criterios a los cuales hemos llegado a través del tiemoo. deSDI.& de mucha experimentaci6n. En el dimensionamíento'de los macizos,'la fricción entre terreno y armaduras juega un papel fundamental. Para definir un mGtodo de diseño y proyecto existían dos opciones: o bien se admitia cualquier tipo de terreno, en cuyo caso habla que variar el dimensionamiento de las armaduras, o se fijaba como constante de cálculo el rozamiento tierra-atmadura y por tanto se imponían condiciones restrictivas en la elección de los materiales de relleno, Se optó por la segunda solución por razones prácticas, fundamentalmente para no cambiar el dimensionamiento base de los elementos constituyentes: escamas y armaduras.
As far as the selection of the backfill material is concerned, 1 will sununarize those criteria that have been developed through years of experimentation. For dimensioning of the masses, friction between the soil and the strips plays a fundamental role. To define the method for design and construction two alternatives were formerly analyzed: any type of ground was accepted thus varying the dimensioning of the reinforcing strips, or the friction soil-strip was defined as a computational parameter, thus imposing selective criteria for the backfill material. The second altemative was decided upon due to practica1 reasons;primarily oriented towards not modifying the basic dimensioning of the constitutive elements: facing and reinforcincJ strips.
Después de mucha experimentación, se han llegado a definir ciertos criterios simplistas para la selección de los rellenos, que se apoyan en la granulometria y en el ángulo de fricción interna del relleno que se va a emplear. Se hace una primera selección de los terre-
As a result of extensive research certain simplified criteria have been proposed to select the backfill, which are based on gradation and on the angle of intema1 friction of the fil1 material to be used. A first selection is made of the borrowareas in terms of
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nos a base de un análisis granulométrico. Si el terreno tiene menos de 15% pasando por la malla No. 200 (75 micras), se considera que el relleno es adecuado. Si el material disponible no satisface este criterio elemental, conviene afinar el conocimiento del relleno y proceder a un análisis granulom6trico de las particulas que pasan la malla No. 200 y medir también el ángulo de fricción interna, que debe ser superior a 25 grados en prueba de corte directo en condiciones saturadas. Opcionalmente, se puede verificar que el material tenga un ángulo de fricción mayor de 35 grados con la humedad óptima Próctor.
grain size analyses. If the soil has less than 15 percent of fines passing sieve No. 200 (75 microns), the backfill material is suitable. If the available material does not fulfill this elemental criterion, it is convenient to further study fhe fil1 and perfon a grain size analysis of particles passing the No. 200 sieve and also to determine the angle of interna1 friction, that has to be in excess of 25 degrees in a direct shear test with saturated specimens. As an option, it can be verified that the material has an angle of friction greater than 35 degrees when having the optimum Proctor moisture content.
Un aspecto ligado al suelo y al tema de la corrosión de las armaduras es la fijación de los criterios de tipo electro-químico necesarios que deben satisfacer los suelos para asegurar un buen comportamiento de las armaduras frente al fenómeno de corrosión. Es evidente que el fenómeno de corrosión preocupa a mucha gente. No cabe duda de que a nosotros nos ha preocupado también durante muchos años y por tanto hemos tenido que desarrollar un enorme programa de investigación sobre este tema que es tremendamente complicado y sobre el cual hay relativamente poca experiencia, especialmente en el problema de los metales enterrados. Se ha tenido por tanto que realizar una campaña de investigación en diferentes países del mundo con el fin de procurar definir unos criterios de aceptabilidad de los suelos desde el punto -de vista electro-químico para la tierra armada.
One particular aspect related to both the soil and the topic of corrosion of the strips is the determination of the necessary criteria based on electro-chemical concepts that must be fulfilled by the soils to guarantee a good behavior of the metal strips when corrosion is present. It is evident that the corrosion. phenomenon is of concern to many people. There is no doubt that we have also been worried during many years and we have therefore developed a comprehensive research program on this topic, which is very complex too, and relatively little experience has been gained from it particularly on the subject of buried nletals. As a result a research drive has been promoted in different countries in order to try to define a set of acceptance criteria for the soils used in reinforced earth, from an electro-chemical point of view.
Se ha desarrollado una prueba de medida de la resistividad eléctrica del suelo en estaao saturado, lo que involucra a un factor de seguridad adicional teniendo en cuenta que, raras veces, tenemos un terraplén canpletamente saturado. Un segundo criterio se basa en la medición del pH (potencial hidrógeno) de una solución de las sales del suelo. Finalmente, se puede medir directamente el contenido de cloruros y de sulfatos eventualmente contenidos en el suelo de relleno.
A test has been developed to measure the electric resistivity of a soil in a saturated state, a fact which in turn involves an additional factor of safety if ene, takes into account that we seldom have a fully saturated embankment. A second criterion is based on the measuring of the pH factor (hidrogen potential) of a solution containing the salts of the soil. Finally, the chloride and sulfate content eventually found in backfill soils can be measured directly.
En este momento, para duraciones normales de la vida de las obras, se aceptan las normas siguientes:
As of this date, for nona1 life expectancy of these works the following standards are accepted:
- La resistividad debe ser superior o igual a 1000 ohm-cm. Para las obras en contacto con el agua o inundables se eleva la resistividad mínima a 3000 ohm-cm.
- The resistivity should be equal or greater than 1000 ohm-cm. For works in contact with water or flood prone the minimum resistivity is increased to 3000 ohm-cm.
- El pH debe quedar comprendido entre 5 y 10.
- The pH value must vary from 5 to 10.
- Los contenidos de sales están relacionados con la resistividad. Para las obras secas se considera que el contenido de cloruros tiene que ser inferior a 200 mo/ka de suelo v el de sulfatos menor de 1000 mg/kc de suelo. En-el caso de las obras mojadas, estos valores limite se reducen a la mitad.
- The salt content is related to the resistivity. For dry works it has been defined that the chloride content has to be smaller than 200 mg/kg and the sulfate content less than 1000 mg/kg of soil. In the case of wet works, these límiting values are reduced by half.
Otra consideración que se ha desarrollado es la noción de sobre-espesor o lo que se ha también llamado "espesor sacrificado", que depende de la duración de la obra y de su situación (mojada o seca, ambiente maritimo o no). En términos generales, es usual duplicar los espesores estrictamente necesarios desde el punto de vista de la estabilidad.
Another concept that has been put forward refers to the extra thickness also known as "sacrificial thickness" that depends on the duration of the work and on its state (wet or dry, marine environment or not). Generally speaking, it is comnon practice to duplicate the thicknesses strictly necessary from the point of view of stability.
Se había pensado que, para las obras de tipo marítimo, en presencia de cloruros, las aleaciones de aluminio pod?an ser una panacea. Por desgracia, hemos tenido un accidente que ha consistido en una corrosión rápida de
It was previously thought that for marine-type works subjected to chloride attack aluminum.alloys could be a panacea. Unfortunately, an accident took place where due to rapid corrosion ofareinforced earth mass eub-
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un macizo sumergido en agua de mar, un muelle de puerto. Todas las investigaciones han mostrado que estas aleaciones de aluminio, si bien son a phioti perfectas frente a la corrosión marítima, presentan el grave problema y riesgo de que, si hay un error en la dosificación de los diferentes comoonentes de la aleación. se convierte en un material destructible a muy corto plazo. En este caso, la dosificación del níquel indujo una corrosión tremendamente rápida. Nuestra postura actual en materia de obras marítimas es que conviene sobredimensionar las armaduras de acero nona1 negro, inclusive sin galvanización.
merged under the sea a wharf failed. Al1 investigations have demonstrated that these aluminum alloys u plLiohi are perfect against marine corrosion, but they have the great disadvantage and risk that if an error is made when proportioning the alloy different components, it becomes a material easily attacked by corrosion within a short time. In this case the addition of nickel induced a tremendously rapid corrosion. Our present standing with respect to maritime structures is that it is advisable to overdimension the reinforcing strips nonnally of cast steel, even without electroplating.
Después se'pensó que la panacea universal iba a ser el acero inoxidable; se había conseguido inclusive un precio similar entre el acero normal y el acero inoxidable. En Francia se empezaron a construir obras con este material y se estaba a punto de generalizar su uso a nivel mundial cuando se descubrió que se presentaban problemas algo semejantes a los de las aleaciones de aluminio. El acero inoxidable es tremendamente sensible a la presencia de cloruros y, sobre todo, puede presentar una corrosión de tipo perforante que atraviesa puntualmente de par en par las armaduras, lo que debilita considerablemente la sección resistente. Se tuvieron también que abandonar las aleaciones de tipo inoxidable.
It was subsequently thought that the stainless steel was going to be the universal panacea; a similar price between normal and stainless steel could even be negotiated. Works with this material started to be constructed in France and its use had almost become universal when it was discovered that problems quite similar to those of the aluminum alloys were also encountered. Stainless steel is too sensitive to the presente of chlorides, and in addition it may preseat a corrosion of the perforating type that traverses puntually from one side to the other the thickness of the strips, thus weakening considerably the resistant cross section. Therefore the stainless steel alloys had to be abandoned too.
Hemos vuelto finalmente al acero galvanizado. Todo esto no parece muy brillante pero realmente es el caminar a través de los años lo que nos ha llevado a esta conclusión. Actualmente, se usa una armadura de mayor espesor (5 rmn) con corrugaciones para aumentar el coeficiente de rozamiento. ia armadura se trata con una galvanización al baño controlada, con depósito mínimo de 70 micras por cada cara.
We have come back finally to galvanized steel. Al1 these facts seem to be not very bright, but actually the experience gained throughout the years has led us to this conclusion. At present a reinforcing strip with greater thickness (5 mn) and with corrugations to increase the coefficient of friction is being used. The strips are treated with control.led electroplating by inznersion, with a minimum deposition of 70 microns on each side.
iPor qué volver finalmente a un metal tan poco noble como el acero galvanizado? Es que la galvanización tiene la ventaja de uniformar la corrosión durante los primeros años de vida de.un cuerpo metálico enterrado. El fenómeno de corrosión de una pieza metálica enterrada tiene una fase inicial tremendamente rápida. La curva de corrosión decrece con el tiempo. Progresivamente se presenta una autoprotección del cuerpo metálico. Lo que es realmente importante es poder asegurar la protección durante la primera fase. Se ha demostrado que el mejor sistema es todavía la galvanización debida al fusionamiento del puente galvánico que permite asegurar la uniformidad de la corrosión en toda la armadura.
Why was it decided to return finally to a not very noble metal such as galvanized steel? The reason is that electroplating has the advantage of standardizing corrosion during the first life years of a buried metal body. The corrosion phenomenon of a buried metal piece has an initial stage that is tremendously rapjd. The rate of corrosion decreases with time. Self protection of the metal body progressively develops. What really matters.isto be able to guarantee the protection during the first stage. It has been shown that the best system remains to be electroplating due to the fusion of the galvanic bridge that allows uniformity of corrosion along the whole strip.
Respecto a la utilización de los plásticos, somos los primeros en considerar que el desarrollo de la petroaulmica mundial actual aoortará una solución al oroblema de las armaduras el día de mañana. Actualmente, sin embargo, no tenemos a escala mundial ninguna garantía por parte de los fabricantes de plásticos sobre la durabilidad real y el comportamiento. de estos productos. La duda que existe no es tanto al nivel de la destrucción eventual de los plásticos sino más bien en el cambio de las características de estos materiales con el tiempo. Tememos mucho que se pueda presentar un aumento de la fragilidad de las armaduras. Para obras provisionales de uno o dos años esto no tiene mayor importancia, pero las obras que tenemos normalmente que construir implican tal responsabilidad que en la actualidad es un riesgo que no podemos aceptar.
With respect to the utilization of plastics, we are among the first ones to realize that the worldwide development of the petrochemical industry at present will provide a solution to the problem of the reinforcing strips in á near future. However we do not have nowadays in a worldwide scale the assurance of the plastic manufacturers in what refers to the actual durability and the behavior of these products. The question that remains does not concern the eventual destruction of the olastics but rather the alteration of their properties'with time. We are afraid that añ increase in the brittleness of the strips could take place. For temporary works of one to two years in duration this fact is of no concern, but the jobs that we generally construct imply such a responsability that at present this is.a risk that we cannot accept.
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Uso de la tierra armada para el control de deslizamientos y aplicaciones industriales Use of reinforced earfh fo corred geotechni&l insfubill’ties and indusfriul upplicafions VICTOR
ELIAS
En la presentación que antecede, mi colega Jacques Deschamps ha mostrado muchas aplicaciones de la tierra armada en redes de carreteras y vías férreas. Trataré de ampliar un poco más el horizonte refiriéndome únicamente a la experiencia adquirida en los países de Norteamérica: Canadá y Estados Unidos, sobre todo en aplicaciones industriales. Sin embargo, empezaré por mencionar aplicaciones para el control de deslizamientos, es decir, usos de la tierra armada para corregir inestabilidades geotécnicas masivas. En muchos de estos casos la tierra armada se empleó para crear una masa suficiente para resistir cualquier cuña deslizante que pudiera haberse generado después de haber ocurrido las fallas.
In the preceding presentation, my colleague Jacques Deschamps has shown many applications of reinforced earth in highway or railway transportation systems. 1 will try to broaden the horizon somehow, drawing only upon the North Ameritan experience, in Canada and the United States, and focus mainly on industrial applications. However, 1 will begin with slide correction applications, that is, uses of reinforced earth to correct major geotechnical instabilities. In many of these cases, reinforced earth was used to provide a mass sufficient to resist any sliding block wedge that might develop subsequently to the failures that have occurred.
En una carretera en construcción en West Virginia, los proyectistas de un terraplén del orden de 48 m de altura no habían tomado en cuenta la resistencia al corte relativamente baja del material arcilloso compactado disponible en el sitio. Cuando el terraplén alcanzó del orden de 2/3 de la altura total, mostró evidencias claras de inestabilidad. Por tanto, el propietario tenía que escoger entre importar material adecuado que pudiera canpactarse hasta alcanzar resistencia suficiente colocándose con un talud 2:l por limitaciones de espacio, o seleccionar otro método. Se propuso una solución a base de tierra armada. Se removió el matl-rial debil hasta llegar a la roca (una lutita) y se construyó un pequeño terraplén de enrocamiento junto con una estructura inferior de tierra armada en la parte inferior, seguida por un talud y una estructura superior de tierra armada. Es interesante hacer notar que esta estructura resultó más económica que la construcción original.
In a highway under construction in West Virginia, the designers of an embankment some 160-ft high, had not taken into account the rather small shear strength of the compacted clay material which was available at the site. When the embankment reached about two thrids of the total height, it showed clear evidentes of insta- . bility. So, the Administration had the choiceof either importing good material that could be compacted to sufficient strength to be built at the 2:l slope required by the available land orto find another method. A reinforced earth solution was proposed. The weak materials were excavated al1 the way down to the rock (a shale) and a small rock embankment was built together with a lower reinforced earth structure at the bottom; then a slope and an upper reinforced earth structure. It is interesting to note that this structure was cheaper than the original construction.
Otra obra en la cual participamos fue la estabilizaci6n de un deslizamiento en el estado noroccidental de Waeington. El terraplén original simplemente había deslizado en la interfase entre la roca subyacente y los suelos coluviales superficiales. El problema era el desarrollar un sistema que pudiera proporcionar la resistencia suficiente ante los empujes laterales. La solucibn adoptada fue una estructura inferior de tierra armada a manera de contrafuerte, cuyas dimensiones eran mucho mayores que las que serían necesarias para un simple cambio de nivel, seguido por un talud inclinado y una estructura menor en la corona, que tuviera en conjunto dimensiones más convencionales, para poder alcanzar dentro del espacio disponible, la elevaciõn de proyecto. El problema principal en esta construccibn era sin embargo la excavación que tenía que hacerse para poder implantar la estructura menor. Se temTa que la excavacibn pudiera inducir un nuevo desli-
Another job we were assigned was a slide correction in the northwest State of Washington. The original embankment simply slipped at the interface between the underlying rockandthe colluvial soils above. So the problem was to devise a system which.would provide sufficient resistance to lateral thrust. The solution adopted was a lower reinforced earth structure or buttress, whose dimensions are considerably larger than what would be necessary for a simple change in elevation, then a soil slope and a smaller structure on top, more conventionally sized, to achieve, within a given right-of-way, the desired elevation. The main problem in this construction, however, was the excavation that had to be made in order to place the lower structure. It was feared that the excavation could trigger a new slide. The construction procedure adopted included dewatering to relieve the high static pressure by well-points, partial excavations along the
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zamiento. El procedimiento constructivo adoptado incluyó el abatimiento del nivel fredtico para disipar la alta presiõn hidrostdtica por medio de pozos punta, la excavacibn parcial a lo largo del desarrollo del muro inferior y la construcci6n parcial del muro en itKrementOS, en forma tal que la parte inferior de la excavacián estuviera soportada durantelaconstrucción. Esto se consiguib a pesar de que el talud trasero se movió entre 15 y 17 cm durante la construcción y aparecieron algunas grietas importantes.
length of the lower wall and partial building of the wall in increments, so that the lower portion of the excavation would be buttressed . . during construction. This was successfully acnieved even though the hack slope moved during construction approximately six or seven inches and some rather serious cracks had opened.
Otro caso de estabilización de deslizamientos se tuvo en una linea ferroviaria en Tennessee, por la cual generalmente se transporta carbón entre las minas de los Montes Apalaches y las plantas termoeléctricas. Se habIan tratado de emplear varios métodos, entre ellos el de muros enhuacalados, aunque infructuosamente, para estabilizar los deslizamientos. La solucibn convencional durante el mantenimiento de carreteras o vías férreas consiste en colocar a volteo material sobre el deslizamiento esperando que se quede estable, lo cual obviamente empeoró la situacibn. Resultaba claro que el nuevo deslizamiento era causado por una capa débil en la interfase entre la roca subyacente y el suelo por encima, agravandose el problema por el flujo de agua y la presencia de un manantial en esta zona en particular. Por tanto, se definib un procedimiento de excavación en el cual los rieles primero se corrieron hasta una posicibn en el lado derecho del deslizamiento, en lo que llamamos cambio de posicibn, procediéndose a hacer la excavacián y colocando un delantal permeable en la base para disipar las presiones que se pudieran generar y para desalojar el agua del manantial; finalmente, se construyb al pie lo que realmente constituyó un contrafuerte de tierra armada. Un aspecto interesante de esta solucibn fue que el ferrocarril no dejb de operar durante todo el proceso de reconstruccibn, que se llev6 exactamente dos semanasymedia.
Another case of slide correction application was on a railway line in Tennessee which is generally used to carry coa1 between the Appalachian coa1 mines and power plants. Severa1 methods, including crib-walls, had been tried without success to stabilizethe slides. The usual solution in highway or railway maintenance consists of dumping material over the slide hoping that it would stay still, which of course alterated the whole situation. It was clear that the slide again was caused by a weak layer at the interface of the underlying rock and the soil above, aggravated by an influx of water and a spring in this particular area. So, an excavation procedure was devised in which the tracks were first relocated to a position on the right side of the slide, in what we cal1 a turn-around position, then the excavation was made and a considerable filter blanket was placed at the base to relieve the pressures that might be generated and to excavate the water from the spring; finally, what is really a reinforced earth buttress was built at the base. The interesting aspect of this solution was that the railway was kept in operation throughout the whole reconstruction period, which took exactly two and a half weeks.
En el sistema de transporte colectivo que se estd. construyendo en Atlanta, el problema consistib en garantizar que los elementos dentro de la estructura de tierra armada pudieran aguantar cualquier tipo de corriente que pudiera transmitirse al terreno a través del tercer riel del sistema de corriente directa. La esencia de la soluciõn fue la unión de todos los elementos metdlicos del sistema entre si y la colocación de varias estaciones de prueba. El concepto bdsico detrãs de todo esto es el hecho de que si se generan corrientes directas al romperse el sistema del tercer riel, serã posible aplicar una corriente a las tiras de refuerzo para darles proteccibn cat6dica. Aparte de lo anterior, el muro es de tipo convencional.
In a subway system being presently constructed in Atlanta, the problem was to insure that the elements within the reinforced earth structure would be able to withstand any currents that might be induced into the ground by the third rail DC current system. The essence of the solution, was to tie al1 the metallic elements of the system together and to provide a number of test stations. The concept behind this is that if straight currents are introduced by a break into the third rail system, it will be possible to apply a current to the strips to provide cathodic protection. Otherwise, the wall was a rather uninspiring conventional one.
En un muro construido al norte de Canadá, el problema era que las olas en marea alta se estrellaban contra el muro y podfan pasar por encima de la carretera creando una situacibn de peligro. En colaboracibn con el Laboratorio Hidrdulico de Canada, se desarrollb un sistema deflector precolado que puede colocarse encima de los muros convencionales a base de tableros,'con el fin de desviar el agua durante una tormenta. Este es el tipa de detalle que es importante tener en mente cuando se trata de definir si la tierra armada es aplicable a un proyecto en particular. La tierra armada es un material del tipo extremadamente maleable que se adapta por ST mismo a soluciones únicas para resolver problemas especificos.
In a wall built in Northern Canada, the problem was that the waves at high tide would crash against the wall and would have gone over the highway creatinq an unsafe situation. In cooperation with the Hydraulics Laboratory in Canada, a precast deflector system was developed that can be placed on top of conventional panel walls, in order to deflect the water.during a storm condition. This is the kind of detail it is important to keep in mind when trying to determine whether reinforced earth can be used in a particular project. Reinforced earth is an extremely malleable type of material that lends itself to uniaue solutions to solve specific problems.
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Concentraré ahora mi atencibn en las aplicaciones para fines industriales. En una planta nucleoeléctrica, el problema consistió en construir el contenedor nuclear y el edificio de turbinas simultáneamente. La separación horizontal entre los dos era relativamente pequeña y ambas estaban a elevaciones totalmente distintas. Se construyb un muro de contención para soportar la base de la zapata (aproximadamente 2 m de concreto), la losa de cimentacibn del edificio de turbinas y además la estructura de acero. La estructura era subterránea ya que el edificio del contenedor se rellenó posteriormente alrededor hasta alcanzar el nivel del edificio de turbinas. Este ejemplo muestra la enorme capacidad de carga con que puede diseñarse una estructura de tierra armada.
1 will now focus on applications in an industrial environment. In a nuclear power plant, the problem was to construct the nuclear containment and the turbine building at the same time. The horizontal distance between the two was rather small and they were at totally different elevations. A retaininq structure was constructed to withstand the base of the footinq (approximately 2 m of concrete). the slab foundation for-the turbine bui¡ding,-plus'the structural steel. The structure was buried because the contáinino building was then backfilled up to the leve1 of the turbine building. This example shows the enormous load carrying capability that can be designed into a reinforced earth structure.
Se tenfa que construir una laguna de sedimentación para una planta química en un área bastante reducida, por lo que una excavación a cielo abierto no era factible. Por esta razbn se construyeron muros de tierra armada y la laguna se recubrib con un material ahulado colocado en la parte interior, para garantizar la estanqueidad del sistema. Esto constituye una combinacibn de dos nuevas tecnologías: membranas impermeables y tierra armada.
A settlement pond at a chemical factory had to be constructed at a rather restricted space, so that a simple open excavation was not feasible. So, walls were constructed in reinforced earth and the pond was lined with a rubber material olaced on the inside to insure the watertightness of the-system. This is a combination of two rather new technologies: impervious membranes and reinforced earth.
En una terminal de gas licuado en Maryland, la tierra armada se us para construir diques secundarios para casos de accidentes (Fig. 1). El almacenamiento primario está dado por el tanque propiamente dicho que es un tanque de doble pared, uno dentro del otro. El almacenamiento secundario está formado por los diques cuya capacidad es igual al volumen dentro del tanque, en-forma tal que en caso de ruptura todo el gas natural licuado ouedaría contenido dentro del dique. El problema de diseño en este caso es el de construir una estructura que pueda soportar los casi 2OOO'F de variacibn térmica que podría ocurrir en la condición más crítica entre el gas licuado dentro del tanque a -4OO'F y su temperatura de explosión del orden de 18OO'F. Este sistema fue probado en Francia por la comoañfa Gas de France v demostrii ser capaz de soportar'esta alta variaci6n"de temperatura sin menoscabo de su integridad estructural.
In a liquefied natural gas terminal in Maryland reinforced earth was used to constrwct secondary dikes for accident condition (Fig. 1). The primary containment is provided by the tank itself which is a double tank, qne inside the other. The secondary containment is provided by the dikes whose ponding capacity is equal to the volume inside the tank itself, so that in rupture condition al1 the liquefied natural gas wou'ld be contained within the dike. The design problem here is to build a structure that can withstand the almost 2000°F thermal variation that would occur as a maximal condition between the liquefied gas in its tank condition at -400°F to its explosion temperature of something like 1SOO"F. The system was tested in France by Gaz de France and was proven to have an ability to withstand this great temperature variation witliout structural distress.
Fig. 1 Almacenamiento de gas natural licuado en Maryland, E.U.A.
Otro tipo de proyecto industrial en el cual se emple6 la tierra armada fue en la terminal Valdez del oleodueto de Alaska. La tierra armada se us para limitar
Another type of industrial project in which reinforced earth was used was the Valdez terminal of the Alaska pipeline. Reinforced earth was used in order to limit
el area consumida por los taludes en esta terminal muy exigua, asi como para formar diques de protección de dos tanques. El aspecto interesante, aparte de la altura considerable de estos muros (de aproximadamente 19 m de altura cada uno), es que el proyecto tenía que diseñarse para soportar un temblor de magnitud 8.5 Richter. Algunos de los métodos de diseño desarrollados 0 iniciados por el Prof. Lee en UCLA se usaron para llevar a cabo este diseño que resultó totalmente aceptable para las comisiones reguladoras que se encargan de revisar los diseños de grandes terminales como ésta.
the area taken by slopes in this rather constricted terminal and to form dikes for two tanks. The interesting aspect, aside from the sheer size of these walls (they are approximately 19 m each in height), is that the project had to be designed to withstand an earthquake of Richter magnitude 8.5. Some of the design methods developed or pioneered by,Prof. Lee at UCLA were used in making this design which was totally acceptable to the Regulatory Conrnissions which review designs of majar terminals such as this.
En Venezuela se tenía que proteger una zona de tanques en una planta de generación eléctrica. Esta protección se logró cortando el talud en un extremo y cerrando el otro extremo con un muro de tierra armada, que también sirve para conducir las tuberías necesarias para distribución. Una característica adicional fue la colocación de un sistema permanente contra incendios en la parte superior en forma tal que el fuego pudiera atacarse automáticamente por control remoto en caso de accidente.
In Venezuela, a tank area had to be containedatapower plant. The containment was achieved by cuttinq the slope on one end and the closure was made with a reinforced earth Wall, which also carries the pipeway system for the distribution. An additional feature was the placement of the permanent fire-fighting system at the top so that the fire could be fought automatically by remote control in case of accident.
Otra aplicación de este tipo es el empleo de barricadas de tierra armada en plantas en las cuales se fabrican o almacenan explosivos o municiones. En España se ha construido un iglú de almacenamiento (Fig. 2) y en los Estados Unidos se tiene un programa de varios arsenales para sustituir las barricadas contra explosión al frente de los edificios de manufactura que fueron contruidas generalmente de madera durante la Segunda Guerra Mundial. Tal parece que la madera ha llegado al final de su vida útil y se están usando nuevos sistemas a base de tierra armada en todos lados para sustituir a estas barricadas contra explosión en las distintas terminales.
Another application of this type is the use of reinforced earth barricades in plants in which either explosives or amnunitions are made or stored. In Spain a storage igloo has thus been constructed (Fig. 2) and in the United States there is a program at various arsenals to replace blast barricades in front of process buildings which were mostly built out of wood during the Second World War. It seems that the wood has come to the end of its life and new systems of reinforced earth are being used throughout to replace these blast barricades at the various terminals.
Fig. 2 Muro de protección en una unidad de fabricación de explosivos en Bilbao Fig. 2
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El último aspecto que es de interés particular lo constituye un desarrollo reciente y una apariencia ligeramente diferente del sistema de tierra armada, que es sobre todo adaptable a sistemas automáticos de almacenamiento a granel. Su mayor campo de acción a la fecha ha sido en la industria del carbón para la cual en los últimos seis o siete proyectos de almacenamiento a granel que se han construido en los Estados Unidos en los últimos dos años, se ha utilizado en todos ellos el concepto de tierra armada.
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The last area which is of particular interest is a recent development and a slightly different looking of a reinforced earth system which is particularly adapted to automatic bulk storage systems. Its greater application today has been in the coa1 industry where the last six or seven bulk storage projects that have been built in the United States in the last two years al1 utilized the reinforced earth concept.
1
Generalmente, ya sea en la mina o en el sitio de recepción que puede ser una planta electrica, existen~ edificios largos en los que el material se transporta por arriba y se deja caer para su almacenamiento en una estructura de seccibn transversal en V, para luego ser desalojado por el fondo a través de otra banda y llevado as? a la superficie para ser cargado o descargado. En los Estados Unidos, se pueden cargar trenes de 100 vagones, llamados trenes unitarios, en la mina en aproximadamente dos horas y media. Estos sistemas de almacenamiento a granel con fosos en forma de V se diseñan para poder alcanzar esta alta capacidad de carga. Las paredes laterales de la estructura están inclinadas entre 55 y 60 grados, que en términos generales corresponden al angula de autolimpieza del carb6n sobre superficie de concreto. El único avance tecnológico, aparte de algunos aspectos de disefio que tuvieron que estudiarse con cuidado, fue el desarrollo de un tablero inclinado que también tenTa que ser autosoportable. Los'tableros inclinados son precolados y se colocan fbcilmente en la forma convencional, anclandose con el mismo tipo de tiras de refuerzo que se usan en el sistema tradicitinal de tierra armada. Esta tecnologta estd muy bi$n desarrollada y se estd. usando no $610 en los Estados Unidos sino también en SudBfrica en varias localidades mineras (Fig. 3).
Generally, whether at the mine or at a receiving site which might by a power plant, there are long buildings in which the material is conveyed at the top then dropped for storage in a "'4" shaped structure and then reclaimed off the bottom by another conveyor, and brought to the top to a loading or unloading facility.' In the United States, at the mine, lOO-car trains, called unit trains, can be loaded in approximately two and a half hours. These bulk storaqe systems with "V" shaped slots are designed to provide this high rate of loading. The side walls of the structure are inclined between 55 and 60 degrees which is generally the self cleaning angle for coa1 on concrete surface. The only technológical advancement, aside from some desiqn matters that had to be looked at carefullv, was the de&lopment of a sloping panel which als; had to be self supporting. The sloping panels are cast and simply erected in the same manner and anchored with the same type of reinforced strips as any conventionál reinforced earth system. This technology is very well developed and it is being used not only in the United States but also in South Africa at various mine locations (Fig. 3).
Fig. 3 Tolva en fase de construcción para el almacenamiento de carbón en E.U.A. FQ. 3 &.&. Atoluzgct
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53
in Rhe U.S.A.
r ConstrucciÓn de macizos de tierra armada en México
5
ConstructlQn
of relnforced earfh masses lj7 Mexl’co ALEJANDRO
I-EON
D E
L A
B A R R A
LaS presentaciones que se han hecho en las primeras sesiones han planteado puntos de vista técnicos basados en experiencias en diferentes partes del mundo. Se presentan a continuación algunos comentarios sobre los procedimientos de construcción de macizos de tierra armada que se pueden emplear y se han empleado en México, en particular para la rampa de acceso del puente sobre el río Coatzacoalcos al que se referirá el Ing. Olivera Bustamante.
The contributions presented during the first sessions have been related to technical points of view based on experience developed in different parts of the world. In what follows some comments about construction procedures of reinforced earth masses that have been and are now being employed in Mexico will be described, particularly for the approach ramo of the Coatzacoalcos River bridge tobereferredtobyMr.OliveraBustamante.
Para la fabricación de las escamas del paramento exterior se usaron moldes metálicos, los cuales dan un buen acabado. Este acabado puede ser en ocasiones especial a base de motivos arquitectónicos. El colado de las eicamas se hace en forma continua y cada molde puede producir dos escamas por día; por tanto, la producción de las escamas es función del número de moldes disponibles. Estos moldes pueden transportarse fácilmente cuando se va a construir alguna obra alejada de la capital. En el caso particular de la obra del río Coatzacoalcos se optó por fabricar las escamas en la ciudad de México, por ser ésta una de las primeras aplicacionesde este tipo que se ejecutan en el país. La fabricación y transporte de las escamas hasta Coatzacoalcos, indudablemente incrementó el costo. Sin embargo, tratándose de una primera aplicación que requería una mayor atención por no conocerse exactamente el procedimiento constructivo, se aceptó este incremento en el costo para poder garantizar una buena ejecución.
For the fabrication of the facing elements steel forms were usedtoprovide a smooth finish. This finish can te in some instances dictated by architectural reasons. Casting of the facing panels is made continuously and each form can produce two panels a day; therefore, the panel production is a function of the number of available molds. These molds can be easily transported when a job is to be built far from Mexico City. For the particular case of the Coatzacoalcos River job, it was decided to precast the facing panels in Mexico City because this was one of the very first applications of this technique in the country. Fabrication and transportation costs of the facing to Coatzacoalcos were undoubtedly higher. However, being this a first application requiring a greater attention because the construction procedure was not fully known, this increase in cost was accepted in order to guarantee a good job.
Las escamas, después de coladas, quedan con los arranques expuestos. Estos arranques sirven para conectar las armaduras que a su vez están formadas por elementos galvanizados que se fijan con un tornillo galvanizado de alta resistencia de 13 mn de diámetro. Las escamas tienen un peso aproximado de 1 tonelada cada una y se manejan mediante estribos que permiten moverlas fácilmente en la planta.
The facing panels are cast together with the ties. The ties serve the purpose of connecting the steel strips to the elements by means of a galvanized bolt 13 n in diameter made of high strength steel. Each panel has an approximate weight of 1 ton and is handled by means of cable straps capable of maneuvering easily at the plant.
Durante su transporte se colocan sobre unos polines para evitar que se lastimen los arranques. Se pueden estibar fácilmente hasta cinco escamas en la plataforma de un camión.
To transport the panels, they are stacked on top of wood beams to avoid damage to the ties. Five panels can be easily stacked on top of another in a flat bed truck.
Para el desplante del paramento de tierra armada, se cuela una cadena de 15x 35 cm de sección transversal,. sin ningún armado. Es de concreto simple y su función básica es lograr una superficie horizontal y un alineamiento perfecto para la colocación de las primeras escamas. La cadena no recibe el peso de las escamas, ya que éstas están soportadas por las armaduras. La cadena solamente tiene la función de permitir arrancar perfectamente derecha y a nivel, la primera hilera de escamas.
To start the reinforced earth facing a concrete an-. choring beam 15x 35 cm in cross section is built with no reinforcement. It is made of plain concrete and its main objective is to achieve a flat horizontal surface perfectly aligned to receive the first row of facing panels. The beam does not support the weight of the facing panels because these eiements are ;n turn supported by the reinforcing strips. The beam only serves the purpose of allowing the first row of panels to be in perfect leve1 and alignment.
5 5
Las escamas se van colocando en forma alterna, es decir, primero se pone una media escama abajo y luego una escama entera, con objeto de que el nivel de arranque de una escama, coincida con el nivel inferior de la otra escama. Entre escama y escama se instala una junta de corcho, la cual permite que el paramento tenga cierta flexibilidad. Verticalmente, se coloca una junta de poliuretano para permitir la salida del agua. En esta forma se consigue un metro lineal de dren por metro cuadrado de escama o paramento aproximadamente.
The panel members are placed alternatively, i.e. ha17 of a Panel is placed at the bottom followed bv a ful1 panel, with thé purpose of that the starting leve1 of a panel coincides with the lower leve1 of the adjacent one. A cork joint is set between panels, in order to have some flexibility in the facing. A polyurethane joint is placed vertically to allow drainage of water. In this way a linear meter of drain is approximately achieved by each square meter of facing.
ti operador utiliza un escantillón para fijar exactamente la distancia entre dos escamas. Las escamas tie':?n de un lado un tubo ahogado dentro de la misma escama y del lado opuesto llevan una barra de acero gal.?qizado para fcrlnar un acoplamiento entre escamas contiguas, ya que '10 se emplea mortero. Las escamas tienen así liberta:' de movimiento ya que la tierra es un material totalmente flexible y el paramento puede seguir sus deformaciones. Al colocar la primera hilera como no se tiene todavía el soporte del relleno con las armaduras en la parte interior, las escamas se sostienen con pequenos puntales 0 polines que sólo son necesarios para esta primera hilera. Conforme avanza la colocación del relleno en la parte'interior, las mismas armaduras van sosteniendo las escamas, y con unos pequeños sargentos formados por un tornillo y dos tablas, se soporta una escama con las vecinas, hasta que las armaduras colocadas desarrollan la fuerza necesaria por fricción interior para sostener las escamas.
The operator uses a templet to fix the exact distance between two panels. In one side of each panel a piece of tube is left embedded and on the opposite side there is a galvanized rod that couples with the adjacent panel through the tube, since mortar is not used The panels can thus achieve a certain degree of freedom because the reinforced earth is a completely flexible material and the facing is allowed to follow the deformations. When placing the first row of panels, since there is still no backfilling with reinf0rcin.g strips, short struts or wood beams are used to support the panels, but they are only needed on this first row. As placing of the backfilling progresses, the strips themselves support the panels and by means of a sargeant made of a bolt and two boards one panel is temporarily braced against the others until the strips placed develop enough friction to support the facing.
Las armaduras se entregan en la obra y se van colocando una por una. La colocación de las mismas no implica ningún costo adicional al del relleno normal. Este se coloca por horizontes de 75 cm, lo que permite compactar el relleno en dos capas de 37.5 cm entre armaduras. Esta compactación del relleno no es estrictamente necesaria para el funcionamiento de la tierra armada ya que el grado de compactación es función del uso general que se le vaya a dar al macizo. Es decir, si se va a tener una carga muy fuerte en la parte superior tIe macizo, la compactación deberá ser suficiente para soportar esa carga, pero si no hay sobrecarga y se p::eden aceotar asentamientos y movimientos diferencialas, puede'inclusive no compactarse.
The reinforcing strips are delivered at the job site and they are placed one at a time. This operation does not involve any further cost to the usual backfilling. The fil1 is placed in lifts 75-cm thick thus allowing the material to be compacted in two layers 37.5-cm thick eacb between strips. Compaction of the fil1 is not strictly necessary for the correct behavior of the reinforced earth since the degree of compaction is governed by the intended general use of the mass. In other words, if a heavy load is to be applied on top of the mass, the compaction should be the necessary to support such a load, but if no surcharge exists and' settlements as well as differential movements can be tolerated, not even compaction is contemplated.
‘1'4 estando colocadas las armaduras, se puede transitar sobre ellas con cualquier vehículo de llantas de hule para ir transportando y colocando el material de relleno en capas de 37.5 cm. Las armaduras que se van colocando soportan las escamas, es decir que, al colocar una capa de armaduras, se compactan sobre ella 37.5 cm de relleno y en esta forma se sostiene la escama para colocar en seguida otra hilera de escamas y seguir con otra capa compactada de 37.5 cm. Esta se.. cuencia con alturas alternadas de escamas, permite una gran velocidad de ejecución.
Once the strips are placed, any rubber-tired vehicle can be driven upon them to transport the fil1 material that will be compacted in 37.5-cm lifts. The strips that are already in place hold the facing panels, when a layer of strips is set, a fil1 thickness iie$.5 cm is compa'cted on top thus supporting the facing and enabling placing of the following row of panels and then another compacted layer 37.5-cm thick. This sequence of alternating lifts and facing panels results in a rapid progress of construction.
El material de relleno debe tener determinadas características para garantizar la estabilidad del macizo. Sin embargo, en términos generales, podemos decir que cualquier relleno que sirva para un terraplén normal, es aceptable también para tierra armada.
The fil1 material must possess certain characteristics so as to guarantee the stability of the soil mass. However, it can be generally said that any fil1 material suitable for a comnon embankment is also adequate for reinforced earth.
En el caso tratado, el relleno se construyó usando una pequeña compactadora portátil en las orillas hasta una distancia aproximada de 75 cm del paño interior de las escamas. Las escamas tienen 18 cm de espesor y dependiendo de la altura del paramento, pueden llevar o no armado interior de varilla corrugada.
In the case under study, the fil1 was constructed using a small portable compactor near the edge to a distance of about 75 cm from the back of the facing panels. These panels are 18-cm thick and they can be either or not reinforced with corrugated bars, depending on the height of the fill.
5 6
En lo que se refiere a tiempo de ejecución, se ha calculado que una cuadrilla formada por un sobrestante y cuatro peones auxiliados por una pequeña grúa con su operador, puede colocar del orden de 30 escamas por día, o sea de 55 a 75 m'de paramento por día. La rapidez de colocación y de ejecución de una obra de tierra armada depende básicamente del ritmo de colocación del relleno.
In what refers to execution time it has been calculated that a crew formed by a foreman and four laborers backed by a small crane with its operator, can place about 30 panels per day. i.e. from 55 to 75 ni2 of facing wall per day. The rate of placing and of executing a reinforced earth job depends basically on the rate of placement of the fill.
ES interesante notar que para un sistema convencional, o sea muros de mampostería o muros de concreto, se requiere cimbrar, colar, esperar el fraguado y descimbrar antes de iniciar el relleno. Con el procedimiento de tierra armada, se puede ir compactando y rellenando simultáneamente con la colocación del paramento. Esto indudablemente representa un ahorro muy importante en tiempo de ejecución.
It is interesting to,note that for a conventional system, of either masonry or concrete walls, it is necessary to place forms, pour, wait unti: the concrete sets and then remove the scalfolding before the fil1 is started. With the procedure of reinforced earth, fil1 compaction can proceed simultaneously with placing of the facing panels. This undoubtedly represents a considerable saving in construction time.
En relación al costo, se han analizado, con precios de la ciudad de México, una serie dc opciones con muros tradicionales desamposteríade piedra, y se ha encontrado un punto de equilibrio a una altura de 3.30 m; es decir, abajo de esta altura, el muro de mampostería tiene ventaja económica; a partir de 3.30 m, el macizo de tierra armada es más económico, y conforme se va incrementando la altura, va aumentando esta diferencia; para grandes alturas, por ejemplo arriba de 15 a 20 m, el ahorro es considerable.
Regarding cost, severa1 alternatives have been analyzed with prices as quoted in Mexico City, of traditional stone masonry walls, and a point of equilibrium has been found for a height of 3.80 m, in other words, at smaller heights the masonry wall represents an economic solution; above 3.80 m the reinforced earth work is more economical and the difference broadens as the height is increased. For considerable heights, say for instance in excess of 15 to 20 m the savings are quite considerable.
En el caso de Coatzacoalcos, el costo total de ld obra, en comparación con un muro tradicional de concreto, resultó superior por tener la particularidad de un transporte a 750 km del punto donde se estái colocando las escamas.
For the case of the Coatzacoalcos job, the total cost of the project was higher, as compared to that of a conventional concrete Wall, due particularly to the transportation distance from the casting yard of the panels to the job site 750 km away.
En el caso particular de la otra obra en los Indios Verdes (que comentará el Ing. Rodríguez), el costo por metro cuadrado comparado con muro tradicional, resultó ligeramente más alto. Sin embargo, el ahorro consiste en no requerir cimentación para el apoyo del puente. ya que la tierra armada funciona como estribo.
For the particular case of the other job at Indios Verdes (to be commented by Mr.Rodríguez),the cost per square meter became slightly higner wlth respect to that of a conventional Wall. However, the main saving is reflected in the fact that no foundation is required for the bridge support since the reinforced earth acts as an embankment itself.
Tierra Armada de México no es contratista. Su función es entregar exclusivamente ingeniería, tecnología y suministro de elementos, así como supervisión durante la construccibn.
Tierra Armada de México is not a contractor. It is only concerned with supplying exclusively engineering, technology and materials as well as with supervision during construction.
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6
La tierra armada en el puente Acueducto de la ciudad de México The rehforced earfh ln fhe Acueducto Brl’á’ge
of Mexko City
LUIS
B.
R O D R I G UE Z
ANTECEDENTES
INTRODUCTION
Al norte de la ciudad de México (fig. 1) sobre la Av. Insurgentes la construcción de la Linea 3 del Metro integrá la vialidad de esa zona para dar mayor fluidez al intenso transito que circula diariamente por esa vía y que comunica a la ciudad de México con la ciudad de Pachuca y con el noreste de la República.
North of Mexico City, -_. and along Insurgentes Avenue, . -. construction of Line 3 of the subway system (fig. 1) imoroved the traffic network of this previously cringested Street that carries a large amount of vehicles connecting Mexico City with the city of Pachuca and with the northeastern part of the country.
El proyecto de la vialidad (fig. 2) se complementó con dos puentes paralelos para evitar el cruce a nivel de la Av. Insurgentes con la Av. Acueducto en la zona comunmente conocida como Indios Verdes (fig. 3). Uno de los puentes se localiza en el carril poniente y conducir-6 a los vehiculos que llegan a la ciudad. Su construccibn ha sido ya terminada, y acaba de ser abierto a la circulacibn. El otro puente, corresponde a la rama oriente y conducir8 los vehiculos que salen de la ciudad.
The traffic system contemplated the constructionoftwo parallel bridges (fig. 2) necessary to avoid the at leve1 intersection of Insurgentes and Acueducto Avenues, in a zone commonly known as Indios Verdes (fig. 3). One of the bridges is located in the western lane and will carry the traffic arriving to the City. It has already been finished and it was recently opened to traffic. The other bridge, comprising the eastern approach, will carry vehicles leaving the City.
P L A N V/EW
PLANTA
PASO A DESNIVEL ACUEDUCTO-INSURGENTES NORTE
Bf?/DGE OVERPASS ACUEDUCTO -hVSURGEh’TES
Fig. 2 5 9
NORTE
Ambos puentes están constituidos por trabes de concreto armado postensadas y libremente apoyadas sobre columnas también de concreto (fig. 4).
Both bridges were designed as structures formed by post-tensioned reinforced concrete beams resting freely on concrete columns (fiq. 4).
Los estribos del puente poniente fueron construidos mediante la solucibn tradicional constituida por muros de concreto armado y un relleno de material compactado arenolimoso del tipo tepetate.
The bridge approaches of the western side were built with the traditional solution comprising reinforced concrete retaining walls and backfill of a compacted sandy silty material locally available ("tepetate").
Fig. 3 Para el puente de la rama oriente cuya construcción se iniciar6 en breve, se ha previsto una solución similar a la del puente poniente (fig. 4), solo que para la rampa y estribo norte se ha decidido utilizar la tierra armada para sustituir al terraplen y a los muros usados en la otra solución.
For the bridge fo the eastern lane, the construction of which will start shortly, a structural solution similar to that of the western bridge will be adopted (fig. 4) although for the north ramp and abutment it has been decided to use reinforced earth in substitution of the fil1 and walls employed in the other solution.
En ambos puentes la rampa y estribos de la zona sur estdn constituidos por un relleno de tepetate y muros de concreto de 150 m de longitud y de una altura máxima de 2.20 m.
In both bridges, the southern ramp and abutments are built with a "tepetate" backfill and concrete gravity retaining walls 150 m long and with a maximum height of 2.20 m.
ESTRATIGRAFIA DE LA ZONA
LOCAL SUBSURFACE CDNDITIONS
El subsuelo de la zona donde se localizan los puentes puede definirse como un suelo ttpico de la zona de transición de la ciudad pues en el extremo norte se presenta la roca ignea del cerro Zacatenco (fig. 5) y hacia el sur y en forma gradual pero inmediata se van presentando estratos de limos arenosos y de arcillas blandas compresibles tipicas de la ciudad.
The subsoil of the zone where the bridges are located can be defined as soil typical of the Transition Zone of the City, since in the northern boundary igneous rock of the facatenco hill (fig. 5) is observed whereas South bound, strata of sandy silts and compressible soft clays typical of the city are present, showing a progressive but rather Sharp transition.
Flg. 4
Fig. 5
En la rampa norte donde se construir6 la tierra armada, el terraplen se apoyar-8 en aproximadamente el 30% de su longitud total sobre la roca ignea y en el resto de su longitud sobre estratos de limos arenosos y arcilla (fig. 6).
At the northern ramp to be constructed with reinforced earth, the embankment will be supported in approximately 30 per cent ot its total length by igneous rock and in the rest by strata of sandy silts and clay (fig. 6). Codenomiento,m Sfafioning, m
T e r r e n o natural Ground surface Estratos de consistencia blondo. NC25 golpes Sfrato with soft consistency NC 25 bfows 0osolto fracturodo Fraciured boso/t
RAMPA
CORTE ESTRATIGRAFICO LIMOS Y ARCILLAS ORIENTE DEL PUENTE ACUEDUCTO
SO/L PRO f/L E
EASTERAf
SILTS AND C L A Y S RAMP Of “ACUEDUCTOn
BRIDGE
Fig. 6 El subsuelo en el resto de la rampa de tierra armada esta constituido por un relleno superficial cuyo espesor varia entre 1.0 y 2.50 m. Abajo de este relleno se presenta un estrato de limo arenoso poco compresible cuyo espesor varfa entre 2.0 y 3.50 m y su contenido natural de agua entre 25% y 50%.
The subsoil in the latter part of the ramp built with reinforced earth.is composed of a superficial fil1 with a thickness varying for 1.0 to 2.5 m. Underlying it there is a layer of sandy silt with medium compressibility 2 to 3.5 m thick and a natural water content ranging from 25 to 50%.
ES importante mencionar que entre el relleno superficial y el limo arenoso, se presenta en toda la zona una capa de toba o limo cementado de muy alta resistencia al corte cuyo espesor promedio es de 50 cm y la cual funciona como una losa que repartir6 las cargas del terraplen hacia los estratos inferiores. La resistencia al corte del estrato de limo es en promedio de 4 ton/m' obtenida a partir de pruebas triaxiales no consolidadas no drenadas.
It is Worth mentioning that between the surface fil1 and the sandy silt there exists throughout al1 the zone a layer of tuff or cemented silt with a very high shear strength, having an average thickness of 50 cm; this layer will act as a slab to distribute the loads induced by the embankment towards the underlying strata. The shearing strength of the silt stratum is 4 ton/m' in the average, as determined from unconsolidated undrained triaxial tests.
Abajo del estrato limoso (fig. 7) y hasta una profundidad variable entre 7 y 12 m, se presenta la arcilla blanda compresible de la ciudad de México. Su espesor dximo es de 5.0 m abajo del estribo y se pierde totalmente a 110 m al norte de este. Su contenido natural de agua varfa entre 130% y 250% y su resistencia al corte obtenida de prueba de cornpresibn axial sin confinar es en promedio de 3.0 ton/m'. La compresibilidad de esta arcilla es baja comparada con las arcillas localizadas mds al sur pero es mayor que la del estrato superior de limo.
Underlying the silt layer (fig. 7) and down to a depth var,',lg from 7 to 12 m, the compressible soft clay of Mexico City is found. Its maximum thickness is of 5 m under the abutment decreasing towards zero 110 m to the North. Its natural water content varies from 130 to 250 percent,and its shear strength, obtained from unconfined compression tests is 3 ton/m' in the average. The compressibility of this clay is low as compared with that of clay layers found to the South, although it is higher than in the upper stratum of silt.
61
Cadenamlenta,m stutioning > m
T. N.
Terreno natural Ground surface Esiroios de cons1stencla duro. N >25 golpes Strota of hard cons~stency Nz.25 blows Basalia fracturodo froctured basa/t
Abofment ot4.2 W.76
CORTE
ESTRATIGRAFICO CAPAS DURAS RAMPA ORIENTE DEL PUENTE ACUEDUCTO
EASTERN
SO/L PROFIL E HARD L A YERS RAMP OF “ACUEDUCTO ” BRIDGE Hundlmlento
total, cm
Tola1 settlemmt . cm
CURVA DE HUNDIMIENTOS CALCULADOS ALARGO PLAZO CURVE Of LONG - TERhf COMpuTED SETTL EMENTS
Fig. 7
USO DE LA TIERRA ARMADA
6
USE OF REINFORCED EARTH
Bajo las condiciones estratigráficas antes descritas (fig. 8), se pensó utilizar la tierra armada en la rampa norte del nuevo puente, para lo cual se efectuaron tres tipos de análisis:
EJE del puente rampo ponlente Axis of western romp of bridge I
Considering the stratigraphy described above, it was contemplated to use reinforced earth in the north ramp of the new bridge (fig. 8) and three types of analysis were therefore carried out:
Eje del puente rampa orlente Anis of eostern romp of bridge
Elevacionese n m
SECCION CON TIERRA ARMADA CROSS-SECT/oN OF REhVfORCED EARTH RETAMfhVG WALL
Elevafions
in m
Fig. 8
6 2
SECCION CON MURO DE RETENCION CROSS-SECT/oN Of CONCRETE GRAVITY RETAINING WALL
a) La estabilidad a largo plazo del talud del macizo que soportar8 la rampa de tierra armada.
a) The long-term stability of the slope of the mass that will support the reinforced earth ramp.
b) Los asentamientos a largo plazo que se generaran por la presencia de los estratos arcillosos blandos del subsuelo, y
b) Tbe long-term settlements induced by the presente of the soft clay layers, and
c) La capacidad de c rga del subsuelo de apoyo bajo la acciõn de la carg del terraplen. f El analisis de la ebtabilidad (fig. 9) del talud se realizó copsiderando varias secciones transversales utilizando en los suelos el metodo de Bishop modificado. Es interesante mencionar que en el sentido transversal el terreno baja muy rapidamente hacia el poniente hasta alcanzar un desnivel del orden de 15 m. Para la seccidn mas crftica el factor de seguridad obtenido fue de 1.82.
c) The bearing capacity of the soil when subjected to the embankment surcharge. The slope stdbility analysis (fig. 9) was performed considering severa1 cross-sections and using the Modified Bishop's Method. It is of interest to know that on the transversal direction the ground leve1 drops very rapidly towards the West, reaching a difference of about 15 m. For the most critica1 section, the resulting safety factor was 1.82.
Eje del puente rampa oriente
/- /-- --H \
Axis of eostern romp of bridge
Centro delcírculo
crítico
Center of critica/ slip circle
\
51.04
- -
-
\.
50.96
F. S. mínimo = 1.82 Minimum so fety focfor
Elevaciones en m Elevations in m
Círculo critico Critico/ slip circle
/U
SECCION
CON
TIERRA
ARMADA
CROSS - .SECT/ON OF tE/NFOffCE¿7 EARTH ffETA/N/NG
WALL
Fig. 9
Por otra parte el andlisis de asentamientos (fig. 7) se efectub basado en la teoría de consolidación considerando la compresibilidad propia de los estratos cie limo y arcilla, obteniéndose un asentamiento máximo del orden de 8 cm en el estribo, el cual disminuye hasta ser nulo a 160 m al norte donde la arcilla y los limos desaparecen.
On the other hand, the settlement analysis was made based on the theory of consolidation, by considering the compressibility of the silt and clay strata; the maximum settlement of the abutment was of about 8 cm decreasing to zero some 160 m to the North where the clay and silt layers vanish (fig. 7).
El analisis de la capacidad de carga del terraplén (fig. 8) se llevó a cabo empleando la teoría de capacidad de carga de Terzaghi y considerando que la capa de toba resistente produce un efecto de distribucidn de la carga. Bajo estas condiciones se obtuvo un valor de la capacidad de carga de 20 ton/m', mayor que la mdxima presión transmitida por el terraplen.
The bearing capacity of the embankment (fig. B), was estimated employing Terzaghi's theory and considering that the hard layer of tuff acts as a distributio slab for the load. The resulting value of the bearinf capacity was 20 ton/m'. which exceeds the maximum pressure transmitted by the embankment.
63
De acuerdo con lo anterior (fig. lo), tanto un terrapl6n con muro de retenciõn como uno constituido por tierra armada pueden usarse, ya que los anãlisis de estabilidad en general resultan satisfactorios por lo que la decisión dependió de dos factores adicionales, a saber: el costo y el tiempo de ejecución de la obra.
From the above results it was found that either an embankment with retaining wall (fig. 10) or one built with reinforced earth could'be used, since the stability analyses showed in general satisfactory results; the decision thus depended upon two additional factors, namely the cost and the time for executing the structure.
Fig. 10
Fig. ll
COSTOS Y TIEMPOS DE EJECUCION
COST ANALYSIS AND CONSTRUCTION TIME
Se procedió a valuar el costo de la obra de la rampa norte considerando por una parte un terraplén con muros de concreto y por otra parte la tierra armada (fig. ll). A precios actuales el costo de la tierra armada resulta para este caso particular ligeramente mayor que el de un terraplén tradicional en un porcentaje que varfa entre el 12% y el 14%.
It was decided to evaluate the cost of constructing the northern ramp, after considering on the one hand an embankment with concrete walls and on the other, a reinforced earth wall (fis. 11). At todav's Drices. the cost of the reinforced earth results cor this particular case slightly greater than for a traditional embankment , within a range varying from 12 to 14 per cent.
En relacián con el tiempo de ejecución de la obra, se ha estimado un periodo de construcción de la rampa para la solucián de muros de concreto y terraplén, de aproximadamente 8 meses en tanto que para la tierra armada, el tiempo de ejecución se ha previsto en aproximadamente 5 a 6 meses.
As far as construction time is concerned, it was estimated that approximately 8 months were needed for the solution based on concrete walls and embankment, whereas 5 to 6 months would be reauired for the reinforced earth approach.
En vista del poco espacio disponible que se tiene para construir los muros de contención y la necesidad de mantener el tránsito circulando adyacente a la obra asi como el hecho de utilizar esta nueva técnica de construccibn para las obras viales se ha tomado la decisián de usar la tierra armada para este caso particular (fig. 12).
In view of the lack of enough space available for constructing traditional retaining walls and of the need the keep the traffic flowing close to the site, as well as of the conveniente to adopt this new construction method for urban traffic projects, the final decision implied the use of reinforced earth for this particular case (fig. 12).
CONCLUSIONES
CONCLUSIONS
no 1. Para decidir sobre el uso de la tierra armada deber& pasarse por alto los analisis de estabilidad del subsuelo de apoyo, ya que la capacidad de carga gobierna el comportamiento de las rampas.
1. When deciding about the conveniente of using reinforced earth or not, stability analyses of the supbe performed, since bearing porting ground must capacity governs the behavior of the ramps.
2. El uso de la tierra armada-en la zona del Lago de la Ciudad y en general en zonas muy compresibles debe revisarse cuidaclosamente, debido a los asentamientos que pueden presentarse, sobre todo cuando debe existir continuidad con otro tipo de estructuras mas rfgidas. Desde luego esta recomendaciõn también es válida para terraplenes y rampas de tierra no armada.
2. The use of reinforced earth in the Lake Zone of Mexico City and in general where very compressible materials are encountered, should be carefully studied due to the large settlements that could be induced, particularly when continuity should exist with other types of more rigid structures. Obviously this recommendation is also valid for the case of conventional embankments and abutments.
Fig. 12
Fig. 13
uso de la tierra armada (fig. 13) reduceeltiemde construccibn del estribo en comparacibn con tiempo de ejecución para la solución tradicional muros y rellenos en un 30% en promedio.
3. The use of reinforced earth (fig. 13) reduces by 30 per cent in the average the time for construction of the abutment as compared with the time required for the traditional solution based on concrete retaining walls and backfill.
4. Para el caso de la rampa norte del puente Acueducto poniente el costo preliminar de la tierra armada es ligeramente mayor que el de la solución convencional.
4. For the case of the northern ramp of the "Acueducto" bridge west lane, the preliminary cost of the reinforced earth solution is slightly higher than for a conventional approach.
3. El po el de
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Uso de la tierra armada en uno de los estribos del nuevo puente sobre el río Coatzacoalcos 7
Use of reinforced earfh in one abufmenf for fbe new bridge over fhe Coafzacoaleos River A L F O N S O
O L I V E R A
Se presentará el caso de un muro de tierra armada construido en uno de los estribos de un segundo puente sobre el río Coatzacoalcos. El puente forma parte de la carretera Costera del Golfo en el tramo MinatitlánCoatzacoalcos, que da servicio a una zona de rápido desarrollo de industrias e instalaciones petroquímicas.
The case of a reinforced earth wall constructed for one the approaches of the second bridge crossing the Coatzacoalcos River will be described herein. The bridge forms part of the coastal highway of the Gulf of Mexico along a stretch comprised between MinatitlBn and Coatzacoalcos that serves a zone with rapid development of industries and petrochemical plants.
Para el acceso al puente en la margen derecha se decidió construir un muro de concreto en vez de prolongar la estructura mediante un viaducto. El costo de construcción del muro de concreto se comparó con el de un muro de tierra armada y ambos resultaron muy semejantes, pero al decidir emplear la tierra armada se tomó en cuenta el ahorro que esta solución implicaba en cuanto a volumen de terracerías (acarreos). Otra razón fue el interés que la Secretaría de Asentamientos Humanos y Obras Públicas tiene por experimentar nuevas tecnologías.
To solve the access to the bridge on the right bank, it was decided to build a concrete wall instead of extending the structure by means of a viaduct. The construction costs of the concrete wall were compared with those corresponding toareinforced earth wall and both were found to be quite similar, although when accepting this latter solution the savings obtained in what concerns earth moving operations were the deciding factor. Another reason for the decision was the willingness of the Ministry of Human Settlements and Public Works to experiment with new technologies.
Se elaboró así el proyecto de un muro de tierra armada a construirse entre las estaciones km 16+020 y km 16t155 correspondiendo esta última al lugar donde se localizar4 el apoyo No. 1 del puente. Para esta obra la compañía Tierra Armada suministró las escamas del paramento prefabricadas en concreto, los arranques de acero galvanizado, las armaduras de alta adherencia de acero galvanizado, los tornillos de alta resistencia galvanizados, las juntas de corcho y las juntas de poliuretano.
In this form a project for a reinforced earth wall was prepared, to be constructed between Stationskm16t020 and km 16t155, this latter corresponding to the site where abutment No. 1 of the bridge was to be located. For this job the Reinforced Earth Company supplied the facing elements of precast concrete, the ties of galvanized steel, the highly adhesive reinforcing strips, the high strength galvanized bolts, the cork joints and the polyurethane joints.
Para la construcción del relleno se estudiaron los materiales locales, habiéndose desechado el material proveniente de cortes próximos por ser muy fino. Se decidió emplear material de bancos de préstamo con un peso volumétrico seco del orden de 1700 kg/m', tamaño mbximo de agregados de 19 tmn y un contenido de finos que pasan la malla No. 200 de 7%. El 8ngulo de fricción interna del material resultb del orden de 35"
To build the earth fill, materials locally available were studied, after having rejected the material coming from cuts made in the vicinity, due to its fineness. It was decided to use material from borrow areas, having a dry unit weight of about 1700 kg/m3, maximum size aggregate of 19 mn and a percentage of fines passing sieve No. 200 equal to 7. The angle of interna1 friction of the material was of about 35 deorees.
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Comentarios f hales Concludhg
commenfs
A L F O N S O
R I C O
En México no tenemos en este momento abundante muestrario de obras construidas con estas nuevas técnicas. Sin embargo, creo que esto no debe verse como una limitación de nuestra tecnología, porque también estoy convencido de que hay muchos casos en los cuales la tierra armada ofrece soluciones ventajosas por diversos motivos.
In Mexico we lack at present a sufficient number of projects built with these new techniques. However, 1 think this situation should not be considered as a shortcoming in our technology because 1 am also convinced that there exist severa1 cases where the reinforced earth offers advantages in many respects.
En el caso de la construcción de carreteras es evidente que debido a lo accidentado de la orografía nacional, la tierra armada debe ser una solución muy competitiva para muchos problemas concretos de colocación de terraplenes en laderas inclinadas.
When referring to highway construction, it is evident that due to the rough orography of the country, the reinforced earth method should be a very competitive solution for many specific problems of embankments built through steep slopes.
Sin embargo, personalmente lo que más me satisface de la técnica de tierra armada es, en términos generales, su aplicación a soluciones urbanas y esto no sería desde un punto de vista técnico sino más bien estético.
ûn the other hand, in my personal opinion 1 think that the reinforced earth method is particularly suitable, generally speaking, to urban projects, and this does not reflect a technical point of view but rather an aesthetical one.
En lo general, las obras de vialidad urbana actuales exigen muchos cruzamientos a distintos niveles y en muchas ciudades se han visto resueltos con viaductos u otras soluciones que levantan calzadas, dejando abajo espacios que al paso del tiempo evolucionan de una manera muy desfavorable, haciéndose un mal uso de ellos. En estos casos se puede pensar en el caso de muros de tierra armada en los cuales las escamas podrían inclusive tener motivos ornamentales como grecas, combinando las habilidades de arquitectos y urbanistas para crear estructuras de cruzamiento estéticas.
In general terms, present projects of urban tranportation may imply the need for flyovers at different levels, and in many cities this problem has been solved by means of viaducts and of other solutions with elevated roads, leaving below empty spaces that progressively deteriorate with time when they are used in the wrong way. For these cases the use of reinforced earth walls could be contemplated, having even facing panels with decorative motifs such as geometrical patterns, so as to combine the abilities of architects and city planners in order ta create aesthetical flyover structures.
En México, por lo menos en la zona del lago formada por terrenos compresibles, puede haber un problema muy severo derivado de la compresibilidad de los terrenos de apoyo bajo el peso de las estructuras. Se podría intentar estudiar este problema para el caso de muros de tierra armada construidos sobre suelos compresibles y tal vez sea posible llegar a alguna solución en qu.3 las cosas se puedan manejar de alguna manera.
There could be a serious problems in Mexico. at least in the lake zone formed by compressible soils, dealing with the compressibility of the ground supporting the weight of the structures. It could be suggested to study this problem for the case of reinforced earth walls resting on top of compressible soils and it is possible to find a solution that may allow the appropriate handling of the different aspects.
Es aconsejable estudiar las posibilidades de aplicación de estas técnicas en México a fin de despertar el entusiasmo por esta nueva tecnología.
It is recommended to study the possibilities of applying these techniques in Mexico in order to arouse the interest in this new technology.
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Resumen de la discusión Summory o f f h e dlscusslon
G. Auvinet: La Discusiónse iniciará dando respuesta a las preguntas formuladas por los asistentesalos panelistas. Las preguntas fueron reagrupadasdeacuerdo con los temas de las sesiones principalesyserán presentadas por los presidentes de sesión.
G. Auvinet: The Discussion period willstart by answering questions from the audience directed to the panel members. The questions were classified according to thetopics covered by eachofthe main sessions and they will be answered by the Chairman of each of them.
1. CONCEPTOS BASICOS - CRITERIOSDE DISEÑO - INVESTIGACIONES RECIENTES
1. BASIC CONCEPTS - DESIGN CRITERIA - RECENT INVESTIGATIONS
R.J. Marsal: Tenemos una primera pregunta que formula J. Flores Núi'lez: "¿Se han instrumentado estructuras de tierra armada? LQué tiposdeinstrumentos se han usado? iQué resultados se han obtenido en el armado y en el suelo?" Desearía que el Prof. Schlosser respondiera a estas preguntas. Además, el Prof. Mitchell podría comentar sobreel terraplén de tierra armada que fue instrumentado en Los Angeles.
R.J. Marsal: We have the first question made by Jorge Flores Núñez: "Have reinforced earth structures ever been instrumented? What type of instruments have been installed? What results have been obtained în both the reinforcing and the soil?" 1 would ask Prof. Schlosser to answer these questions. Could Prof. Mitchell comrrtent on the reinforcedearth embankment thatwas instrumented in Los Angeles?
F. Schlosser: El "Laboratoire Central des Ponts et Chaussées" de Francia ha realizado 12 pruebas a escala natural en muros de contenciónyestribos para puentes. En estas estructuras colocamos diferentes dispositivos para medir las fuerzas de tensión en el refuerzo, sobre todoabase de ~xX& gages, así como otros instrumentos para definir el estado de esfuerzos en el material de relleno, formados básicamenteporceldas de presión.aunque tambiénse instalaron dispositivos de asentamientosypor supuesto también se midieron las deformaciones y los desplazamientos del paramento exterior, tanto en dirección horizontal como vertical, así como los asentamientos en la superficie del relleno. Creo que estos son básicamente los dispositivos que se han usadoyque se emplean en la actualidad cuando es necesario realizar pruebas a escala natural. En general se obtienen medicionesdelas fuerzasde tensión en los refuerzos y alguna idea del comportamiento del material de relleno, sobre todo con medidores de asentamientos. Los resultados obtenidos con celdas de presión son muy difíciles de interpretaryaque se miden únicamente los esfuerzos normalesaun plano y resulta difícil conocer el estado de esfuerzos real amenos que use un gran número de celdas de presión.
F. Schlosser: Twelve ful1 scale experiments have been performed by the Laboratoire Central des Ponts et Chausséesin France on retaining walls and bridge abutments. We put in these structures different devices in order to measure tensile forces in the reinforcement, mainly strain gages, and other devices in order to determinethe state of stresses in the fil1 material, essentially pressure cells but also settlement devices andof course we measured the deformations and the displacements at the facing, horizontally and vertically and also the settlements at the surface of the fill. 1 think that theseareessentially the devices which have been used and are employed at present time when it is necessary to perform a ful1 scale experiment, Essentially, you get measurements of the tensile forces in the reinforcements and some indications about the behavior of thefill material, mainly with settlement devices. Results given by pressure cells are very difficult to interpret because you measure only normal stresses on a plane and so it is difficult to know the exact state of the stresses unless you use a lot of pressure cells.
Creo poder agregar un comentario más a
J.K. Mitchell: 1 think 1 can add only but one thing co what Prof. Schlosser said, and that is in connection with the ful1 scale seismic test of the wall done at UCLA. Accelerometers were used in order to record the response. And, similarly, on the four other ful1 scale walls that were tested with heavy vibrators, accelerometers were again used to record the dynamic behavior of the Wall.
J.K. Mitchell:
lo expresado por el Prof. Schlosser y se refiere a la prueba sísmica a escala natural de un muro, realizada en UCLA. Se emplearon acelerómetros para medir la respuesta. Similarmente, en los otros cuatro muros a escala natural que se ensayaron con vibradores pesados, se usaron también acelerómetros para registrar el comportamiento dinámico del muro.
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R.J. Mar-sal: A A. Ellstein le preocupa cómo resuelven el problema del drenaje del relleno. Se mencionó que se colocaban tubos de poliuretano para poder drenar la masa, pero creo que esto tiene relación con otra pregunta que hace José Luis León Torres y es: "iCuál es el maximo contenido de finos que se ha aceptado en los rellenos?" Al respecto J. Deschamps dió las normas actualmente en vigencia en Francia; pero creo que, aun en la condición más estricta, un material bien graduado que tiene 15% de finos, puede constituir una masa impermeable. Si esa masa se satura, iqué problemas le crea; cómo los toman en cuenta en el diseño?
R.J. Marsal: A. Ellstein is concerned about how do they solve the drainaqe problem of the backfill. It was-mentioned that poiyurethane pipes were used to drain the mass, although 1 think that this aspect is closely related to another question raised by José Luis León Torres, namely: "Which is the maximum percentage of fines that has been acceptedforthe fills?" To this end, J. Reschamps provided the standards that are at present applied in France; however, 1 believe that even in the most critica1 condition, a well graded material containing 15 percent of fines may become an impervious mass. If this mass becomes saturated, what problems may develop and how are they taken into account during the design?
F. Schlosser: Creo que el drenaje está muy relacionado con la fricción desarrollada entre las partículas de suelo del material de relleno y el propio relleno. Es así como se presentan dos casos extremos. En general, en la tierra armada se usan suelos friccionantes como material de relleno, obteniéndose así una condición drenada; sin embargo, en algunos casos, cada vez con más frecuencia, se tiene que emplear el suelo disponible en el sitio de la estructura, para el cual la fracción fina puede resultar de importancia.
F. Schlosser: 1 consider that drainage is in a strong relation to the friction between the soils of the fil1 material and the reinforcement. So you have two extreme cases. Generally, in reinforced earth we use frictional soil as a fil1 material, so you have a drained condition; but in some cases, and more and more, you have to use the soil that you find at the site of the structure, the fine part of which may be important.
Cuando se puede emplear un material con buen drenaje tal como la arena, la estructura de tierra armada actúa propiamente como un dren, constituyendo éste uno de los dos casos extremos. El otro caso tiene lugar cuando se usa un material de relleno muy malo, es decir, con un alto porcentaje de finos, en el cual será absolutamente necesario evitar la saturación o la absorción de humedad por parte del material de relleno, ya que esto podría reducir drásticamente la fricción entre el refuerzo y el suelo del respaldo. Se ha visto que en ocasiones existe una cierta deflexión del paramento exterior, debido a la falta de adherencia entre el suelo y el refuerzo. Por esta razón se debe evitar cualquier aumento.en el contenido de agua de la Es necesario un buen estructura propiamente dicha. drenaje detrás y por abajo del muro de contención.
When you can use a well drained material, suchas sand, the reinforced earth structure acts in itself as a drain; this is one extreme case. The other extreme case is when you use a very bad fil1 material,that is with a large fine content, and it is absolutely necessary to prevent a saturation or an increase of the moisture content of this fil1 material, because this woqld decrease critically the friction between the reinforcement and the fil1 material. We have seen that in some cases, there is a deflection of the facing because of the lack of adherente between the soil and the reinforcement. So you must prevent any increase of the moisture content in the structure itself. A good drainage behind and below the retaining Wall, is necessary.
Sin embargo, estos son casos extremos y en la práctica se puede encontrar cualquier otra condición intermedia. En ocasiones se podrá disponer de una imaginable. arena limpia muy buena como material de relleno, pero el muro se deberá construir en un sitio cercano a un río sujeto a fluctuaciones de nivel. En ese caso se deberá tomar en cuenta la posibilidad de tener distintos niveles de agua en el muro y en el río y esta diferencia de niveles deberá hacerse intervenir en el diseño. Este es uno de los casos que ha sido considerado explícitamente en las especificaciones francesas.
But these are two extreme cases and in between you may have any intermediate situation that you can imagine. In some instances a very good clean sand willbeavailable as a fil1 material but the wall will be built at a site close to a river where the water leve1 is going up and down. In that case the possibilityofdifferent water levels in the wall and in the river should be considered, and this difference of leve1 taken into account in the design. This is one of the cases which has been considered explicitly by the French specifications.
J. Deschamps: Quisiera añadir algunas consideraciones de tipo práctico. No hay que olvidar que los macizos de tierra armada pueden tener diferentes tiposde aplicación entre los cuales conviene hacer una distinción. No cabe duda de que para llegar a tenerunestado eventual de saturación de un macizo, hace falta que, priPor tanto deben descarmero pueda penetrar el agua. tarse u p/L¿oti, por simple geometría, todos los tipos de obra de superestructura; es decir, todas las obras de tipo urbano, por ejemplo: rampas contenidas, acceTodas esas obras son realmente sos a viaducto, etc. superestructuras sobre el terreno natural y no hay que olvidar que están normalmente cubiertas, en su superficie, por una carpeta 0 una protección. Por tanto, por simple geometría, es muy difícil imaginar que un relleno de este tipo pueda llegar a un estado de satu-
J. Deschamps: 1 would like to add some practica1 considerations. It should be remembered that the reinforced earth masses may have different applications, which should be somehow classified. There is no doubt that to attain an eventual state of saturation in a mass, water should permeate first. Therefore, al1 projects that involve superstructures should be set aside a phioti due to plain gectnetry considerations; for instance, al1 urban works such as confined ramps and approaches to viaducts. Al1 these works are essentially superstructures built upon the ground surface and it should be kept in mind that they are generally covered by a pavement or other type of protection. Thus, it is difficult to imagine that a fil1 of this type could reach a state of saturation simply by geometry considerations. 1 think it is more critica1
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racibn. Me parece mucho mds grave y preocupante, el caso de los macizos implantados sobre laderas que oueden tener, efectivamente, aportaciones fuertes de agua en la parte alta del macizo. Estos si pueden dar ocasionalmente problemas. Primero, si la obra corta claramente una depresión que de acuerdo con los estudios hidrogeológicos puede ser una zona de aportación de agua, la buena ingeniería requiere una obra hidráulica adecuadamente dimensionada que permita canalizar este flujo. Presenté en la maiiana dos casos de acoplamiento de macizos de tierra armada con obras hidráulicas; uno con una estructura de concreto, otro con una estructura metálica corrugada.
and Of greater concern the case of fills constructed on slopes that may actually involve larqe amounts of water coming from the upper part of the fill. This seepage can lead to real problems. To start with, if the structure intercepts a depression that according with hydrological studies may represent a source of water, sound engineering would imply the need to constructahydraulic work with adequate dimensionstotake care of the seepage flow. This morning 1 presented two cases where hydraulic works were embedded in reinforced earth masses; one of such structures was made out of concrete and the other consisted of a corrugated steel culvert.
El segundo caso es el de los muros a media ladera que pueden recibir, desde la parte alta de la ladera, una aportación significativa de agua. Normalmente, es en esas zonas donde se crean inestabilidades geotécnicas, sean deslizamientos, movimientos de laderas, etc. Hemos visto en la presentación de V. Elias, varios proyectos de implantación de macizos de tierra armada para contribuir a la estabilización de laderas y se insistió mucho sobre la concepción del drenaje exterior al macizo, porque es un punto fundamental, con el fin precisamente de evitar la generación de una carga hidrostática; por lo tanto, la solución es contar con un excelente estudio y una excelente realización del drenaje exterior.
The second case refers to walls constructed at midslope, which may be affected by an appreciable flow of water coming from the upper part of the slope. I t is comnon that in these zones geotechnical instabilities are created, such as slides, slope movements, etc. We learned from V. Elias' presentation aboutseveral projects where reinforced earth masses havebeen constructed to enhance the stability of slopes. The need of a good design for the drainage works of the mass was emphasized since this is a fundamental aspect in preventing the generation of hydrostatic forces; therefore, the answer to this problem involves the availability of an excellent geotechnical study and the appropriate execution of the drainage works.
R.J. Marsal: Tengo personalmente una pregunta más para J. Mltchell o F. Schlosser: Ustedes saben que la arcilla del Valle de México remoldeada y compactada en el laboratorio presenta una resistencia drenada que demuestra que es un material eminentemente friccionante, con un ángulo de fricción del orden de 30a 33 grados. Además, en estado remoldeado, este material presenta una permeabilidad de 10m7 cm/s o menos. "iCreen ustedes que se pueda construir un macizo de tierra armada con este material?" Por lo que respectaala composición química, supondremos que es adecuada, aunque no pasaría por supuesto la prueba del cloro.
R.J. Marsal: 1 have a further personal question to be addressed to J. Mitchell or F. Schlosser. You surely know that the clay of the Valley of Mexico when remolded and compacted in the laboratory presents a drained shear strength that corresponds to a predominantly cohesionless material, with an angle of friction ranging from 30 to 33 degrees. In addition, when remolded this material has a permeability of lo-' cm/s or less. "Do you think that it is possible to construct a reinforced earth wall with this type of soil?" In what refers to chemical composition,wewill assume that it has an adequate one, although it is obvious that it would not comply with the chloride test.
F. Schlosser: Hablando en términos generales, si una arcilla presenta un ángulo de fricción comprendido entre 27 y 30 grados.bajo condiciones drenadas, podría usarse en teoría como material de relleno de un muro de tierra armada. Desafortunadamente al construir una obra de este tipo resulta necesario emplear la arcilla tal y como se encuentra en el sitio, es decir, generalmente en estado saturado, y es muy difícil construir un muro con este material ya que es prácticamente imposible compactarlo. Lo que sucede es que durante e inmediatamente después de la construcción no se tiene una condición drenada sino que más bien se acerca a la condición no drenada, por lo que el ángulo de fricción aparente que se puede movilizar resulta muy bajo. Se tendrá entonces que emplear una gran cantidad de acero con el fin de aumentar el área de contacto entre el material de relleno y el refuerzo. Por tanto, si hay necesidad absoluta de construir un muro de tierra armada con un cierto tipo de suelo, se puede hacer, aunque más allá de un cierto límite ya no se podrá considerar como muro de tierra armada sino que más bien será un muro reforzado con acero y con algo de material de relleno. Considero que desde el punto de vista económico un ángulo de fricción no drenado del orden de 25 grados es el adecuado; con un ángulo de 20 grados el muro resultará antieconómico. Sin embargo, esto último depende del objetivo de la estructura. Ya existen algunas investigaciones de laborato-
F. Schlosser: Generally speaking if a clay presents an angle of friction between 27 and 30 degrees in drained condition, it could theoretically be used as a fil1 material in reinforced earth. Unfortunately, when a reinforced earth wall is built, it is necessary to use the clay as found at the site, that is generally in a saturated state, and it is very difficult to build a wall with this material because it is oractically impossible to compact. What occurs is that during and just after the construction you are not in a drained condition, you are closer to an undrained condition, so the apparent coefficient of friction which can be mobilized in very poor. A lot of steel has then to be used in order to increase the surface between the fil1 material and the reinforcement. So, if you want absolutely to build a reinforced earth wall with a certain type of soil, you can do it, but beyond a certain limit it will no longer be a reinforced earth wall -it will be a steel wall with some fil1 material in it. 1 think that from an economical point of view an undrained angle of friction of about 25 degrees is required; with an angle of 20 degreesthewall would be uneconomical. But this depends on what you want to do. Some laboratory research hasbeen performed in that direction. A wall was built with clay; a large amount of steel was used and the moisture content of the material had to be reduced, but they did build the Wall. So the answer is: "if you want abso-
7 3
rio a este respecto; se construyó un muro con arcilla; se colocó una gran cantidad de acero de refuerzo y el contenido de agua del material se tuvo que reducir y sin embargo, se pudo construir el muro. Por tanto, la respuesta es: "si es absolutamente necesario construir el muro, se puede hacer."
lutely to build the Wall, you can do it."
R.J. Marsa1 : Podríamos seguir comentando sobre esta pregunta. ¿Qué pensar por ejemplo de los valores del orden de 40 a 42 grados del ángulo de fricción de la arcilla del Valle de México en términos de esfuerzos efectivos que han sido reportados no solamente por nosotros sino también por el Prof. Bjerrum? Pero creo que lo que conviene subrayar es que cuando se habla de ángulo de fricción, debe especificarse en qué tipo de prueba y porqué. En medios granulares limpios el problema de la presión de poro no importa mayormente, pero tratándose de materiales muy bien graduados con 15% de finos, sí es importante. Cerca de la escama, podrá haber drenaje, pero dentro de la masa la presión de poro podrá elevarse y afectar la adherencia entre el refuerzo y el material de relleno que en este momento empieza a trabajar no de acuerdo con su condición drenada, sino no drenada o parcialmente drenada.
We could continue with further comnents R.J. Marsal: about this aspect. What can be said for instance about the values of'say 40 to 42 degrees of the angle of friction for the clay of the Valley of Mexico in terms of effective stresses that have been reported not only by us but also by Prof. Bjerrum? However, 1 think that the point that has to be stressed is that when lmentioning the angle of friction, both the type of test and the reason for it should be specified. When dealing with clean granular materials the problem of pore pressure is of little importance, but if very well graded materials with 15 percent of fines are involved, then it really matters. Drainage could be adequate near the facing, but within the soil mass the pore pressure could increase and influente the adhesion between the reinforcing and the fil1 material, which at this very moment will start mobilizing although not in a drained condition but rather in an undrained or partially drained condition.
J.K. Mitchell: Considero que con una arcilla, si se tiene un nivel freático alto 0 saturación y presiones de poro en el material, el esfuerzo efectivo'se reducirá apreciablemente. En este caso la fuerza de fricción que se puede movilizar se reducirá grandemente ya que estamos trabajando -cuando menos en mi opinióncon fricción expresada en términos de esfuerzos efectivos. Abundando en el tema de la utilización de materiales como la arcilla de la ciudad de México, creo que al hablar de un ángulo de fricción de 35 grados o cualquier otra magnitud, se está uno refiriendo a la condición de esfuerzo máximo, y que para mantenerla se necesitaría que hubiera una movilización completa a lo largo de un periodo continuo y no creo que sea posible mantener la arcilla húmeda de la ciudad de México en esas condiciones sin que se presente una deformación progresiva. Al deformarse continuamente el material, el muro pronto se distorsionaría apreciablemente. F. Schlosser mencionó que era posible construir un muro con arcilla y creo que hubo un caso reportado hace como un año de un proyecto en.Japón donde efectivamente lo hicieron. Sin embargo, el muro era de carácter provisional y se tuvieron deflexiones grandes, pero fue posible formar la plataforma de trabajo que se necesitaba para los fines de la obra y posteriormente ya no se necesitó el muro. Como comentario final, quisiera decir lo siguiente: "Creo que la mencionada arcilla podría resultar un material excelente para construir un muro de tierra armada bajo ciertas circunstancias, aunque no quisiera bajo ninguna razón tener que hacerlo."
J.K. Mitchell: 1 believe that with a clay, if you have a hlqh water table or saturation and pore pressures in the material, then, the effective stress will be greatly reduced. In that event the mobilizable frictional forte will be greatly reduced, because we are looking -in my opinion at least- at an effective stress type of friction. 1 think further in connection with the use of materials like the México City clay, that while you might talk about a friction angle of 35 degrees or whatever number of degrees, that would be a peak stress condition and to retain it would require its ful1 mobilization over a continued oeriod and 1 do not think it would be oossible with the wet Mexico City clay, to keep it a't that leve1 without defotmation. With continued deformation you could soon havethewallgreatlydistorted. F. Schlosser said that it is possible to build the wall with clay, and 1 believe there was a case described about a year ago of a project in Japan where indeed they did that. But it was for a temporary purpose and there were large deflections but yet it enabled them to get the working area that was required to do whateverthe project was, and then there was no further need for the Wall. As a final comment, 1 would say: "1 think your clay might be an excellent material under some circumstances to put a reinforced earth wall on, but 1 sure would not want to build one out of itU.
R.J. Marsal: Para mí todavía existe el problema de que, no obstante el drenaje que se da a estas estructuras, siempre queda la posibilidad de que el material, por acción de la lluvia, se sature y que con esa cantidad de finos la adherencia sea diferente de la que se obtiene en prueba drenada. Por ejemplo, en la arcilla del Valle de México hemos hecho pruebas de extracción de un tubo de acero y la adherencia es de una tonelada por metro cuadrado, o sea diez kilonewtons por metro cuadrado. Se realizó la prueba a lo largo de un año para ver la evolución de la adherencia a través del tiempo y prácticamente no cambió. Esto
R.J. Marsal: 1 am still concerned about the problem that in spite of drainaqe provided to these structures, there always remáins the possibility of the material to become saturated due to rainfall and that with such amount of fines the adhesion will be different from that obtained under drained conditions. For instance, with the clay of the Yalley of Mexico, we have performed extraction tests of a steel tube and the adhesion resulted of about 1 ton/m' or 10 kN/m2. The test was continued over a period of one year to monitor the evolution of adhesion with time and it did not change practically. This means that the adhesion
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quiere decir que la adherencia no tiene una relación directa con el ángulo de fricción en prueba drenada. Cuidado con el empleo de los términos porque podemos confundir. Empecé diciendo que la arcilla del Valle de México en prueba drenada presenta un ángulo de fricción de 30 grados. Pero, por otro lado, la prueba de extracción demuestra que aun con el tiempo la adhesión no aumenta aunque en pilotes de concreto, y sobre todo en pilotes de madera, sí aumenta notablemente. Creo que si se acepta hasta 15% de finos el material granular puede resultar muy impermeable, y saturarse con el tiempo. En este caso, isigue siendo válida la prueba drenada que se hizo con el material no totalmente saturado, o debe tomarse en cuenta una reducción por la eventual saturación del material?
is not directly related to the angle of friction in drained tests. A work of caution about the terms that are brought forward, in order to avoid confusion. 1 started mentioning that the clay of the Valley of Mexico tested under drained conditions presents an angle of friction of 30 degrees. However, the extraction test shows in the other hand that the adhesion does not increase even with time, although for the case of concrete piles and in particular in wooden piles, it increases appreciably. 1 think that if no more than 15 percent of fines is accepted. the granular material may become quite impermeable and saturate with time. In this case, is the drained test performed with a partially saturated material still valid or do we have to consider a reduction due to eventual saturation of the material?
J . psch:mps;
Está tocando el Profesor Marsa1 el tema de a re acion entre saturación y adherencia. No cabe duda que, a nivel del conjunto de la estructura, es todavía más importante la eventual puesta en carga hidrostática del macizo, no indirectamente a través de la pérdida de la adherencia de las armaduras sino directamente por el cambio de hipótesis de cálculo de dimensionamiento general. Esto es lo que ocurre con los muros sometidos precisamente a la acción de agua, por ejemplo los que se construyen frente a un río. Recordé esta mañana, que habían dos soluciones: tener un cuidado especial en el tratamiento de las juntas para asegurar la permeabilidad del paramento y, en segundo lugar, tomar en consideración el desnivel potencial de agua que puede existir entre el interior y el exterior del macizo. El momento peligroso evidentemente es el de la decrecida. Dos factores se toman por tanto en cuenta en el cálculo: una reducción del peso volumétrico aparente del relleno, que se traduce de hecho, en una pérdida de adherencia al nivel de las armaduras y, en segundo lugar, una ciertacargahidrostática entre el interior y el exterior del macizo.
Prof. Marsa1 is touching the point of =-Ti interaction etween saturation and adhesion. There is no doubt that when considering the structure as a whole, the eventual application of hydrostatic loads to the mass is even more important, not indirectly through the loss of adherente of the strips but rather directly through the change of assumptions for calculating the overa11 dimensions. This happens with walls subjected to hydrostatic pressures such as those constructed along a river bank. 1 recalled this morning that there were two answers: have a special care when treating the joints in order to assure watertightness of the facing, and secondly, take into account the potential difference in elevations of the water inside and outside of the Wall. The unfavorable situation occurs when the water leve1 decreases. Consequently, there are two factors considered during the design: a reduction of the apparent unit weight of the fil1 which leads in fact to a loss of adhesion with the reinforcement and a certain hydrostatic load existing between the inside and outside of the Wall.
R.J. Marsal: Me refería a que puede ser peligroso considerar un ángulo de fricción constante para determinado material ensayado en condiciones drenadas y a partir de ello, hacer toda la formulación sin tomar en cuenta que en la realidad por la baja permeabilidad las condiciones puedan ser diferentes.
R.J. Marsal: 1 tried to say that it can be dangerous to assume a constant angle of friction for a certain material tested under drained conditions and with the value formulate the problem without considering that in reality the conditions may become different due to the low permeability.
3. Deschamps: Simplemente quisiera añadir una observacion practica. Generalmente, se cuida que la permeabilidad del paramento sea suficiente mediante juntas de polyfilter o de textiles sintéticos no tejidos de poliuretano. Sin embargo, estas juntas no trabajan prácticamente nunca. Si en realidad trabajaran, los dueños se quejarían de que el paramento se ensucia y esto no sucede. Esto constituye una buena comprobación de que, en la mayor parte de las obras, el relleno presenta una permeabilidad suficiente para que el drenaje ocurra a través de la masa del macizo.
1 would only add a practica1 observa+G?%?$eral , care is taken to achieve a sufficient permeability of the facing by means of gaskets made of polyfilter or nonwoven synthetic fabrics or polyurethane. However, these joints practically never work. If they happen to work, the owners would complain about the facing becoming stained and this does not occur. This fact constitutes a good check that in most of the structures, the backfill presents a peneability that is sufficient for the drainage to occur through the soil mass.
J.K. Mitchell: En relación al agua y a la saturación, considero que hay dos aspectos quesedeben distinguir: uno es el efecto-del agua en la.resistencia del máterial; el otro se refiere al efecto del agua en la localización de la superficie de agua libre. Ambos pueden ser muy distintos en lo que se refiere a que un material granular bien graduado puede tener prácticamente la misma resistencia, independientemente de que esté húmedo o seco. Por tanto, la saturación no vendría a constituir un factor determinante. Por otro lado, si el nivel del agua dentro del relleno sube debido a lluvia, agua freática o cualquier otra fuente
J.K. Mitchell: 1 think in connection with the water and the saturation, that there are two things that need to be distinguished: one is the effect of the wate, on the strength of the material; the other is the effect of the water on the location of the free water surface. And they could be quite different things, in the sense that a well graded granular materialislikely to have essentially the same strength, whether it is wet or dry. Therefore, saturation would not be necessarily a determinant factor. On the other hand, if the rain or ground water, or whatever is the source of water, causes the water table to raise in the back-
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de alimentación, entonces el peso volumétrico efectivo se reduce y se tiene entonces un menor peso efectivo afectando a la misma resistencia, por lo que la resistencia total disminuye. Creo que la función de nosotros como ingenieros al atacar el problemaeshacer una determinación de cuáles pueden ser las condiciones prevalentes y con ellas en mente hacer el diseño.
fill, then the effective weight goes down and you have a smaller effective weiaht actina on the same strenath so that the total resisiance is reduced. 1 think that the function of we engineers, who are dealing with the problem is to make a determination about what the conditions are likely to be and design accordingly.
R.J. Marsal: 6. Auvinet pregunta lo siguiente al Prof. Mitchell: "En su exposicibn mencionó que una ventaja de la tierra armada es su comportamiento cohesivo en caso de falla. Sin embargo, se sabe que han ocurrido fallas bruscas. ¿La tierra armada debe considerarsecomo un material con falla frdgil o dúctil?" Yo creo que esta pregunta si es importante, la dirige al Prof. Mitchell, pero también los otros pueden aportar. ¿Qué han observado a través del tiempo de más de doce años de trabajar en este campo? ¿Han observado algún tipo de falla? La preocupación es: Cuando falla un muro de tierra armada o una estructura de tierra armada, icómo falla?
G. Auvinet addresses the following quesR.J. Marsal: tion to Prof. Mitchell: "Durinq vour oresentation vou mentioned the advantage of the-cohesive behavior of the reinforced earth in case of failure. However, it is known that sudden failures have occurred. Therefore, shouid reinforced earth be considered as a material with fragile or ductile type of failure?" 1 think this question is indeed important. It has been directed to Prof. Mitchell but other panelists may also contribute. What have you observed during more than 12 years that you have worked in this field? Have you monitored any type of failure? The matter of concern is: when a reinforced earth wall or a reinforced earth structure fails, what is the failure mechanism?
J.K. Mitchell: La tierra armada es un material dúctil que puede soportar deformaciones. En la primera parte de la pregunta creo que usted se refiere a las diapositivas que presentamos y que ilustraban a todo el material moviéndose como una masa. Tenía cohesión en el sentido de que permanece unida, a pesar de que se deformaba, aunque en realidad no falló completamente. Creo que en eso estriba la distinción que yo quería hacer.
J.K. Mitchell: The reinforced earth is a ductile material that can withstand deformations. In the first part of the question 1 think you were referring to the slides that we showed that illustrated the whole material moving as a mass. It was coherent in the sense that it stayed together yet it did deform, but it did not collapse. 1 think that was the distinction 1 was trying to make.
G. Auvinet: Sin embargo, con el Prof. Schlosser hablábamos de unas pruebas que hizo el Prof. Lee, en las que se observaba en modelos -claro que no eran-a escala natural- que la falla era como una explosión. Me parece que esto contradice -por lo menos en lo que entiendo yo- esta idea de que el material es dúctil.
G. Auvinet: We were corrmenting yesterday with Prof. Schlosser about some tests carried out bv Prof. Lee in which it was observed -although they were not fullscale tests- that the failure was almost explosive; 1 think that this fact contradicts -at least in my personal viewpoint- the idea that the material is ductile.
R.J. Marsal: Hay que aclarar que se refería a la faila por rotura de las armaduras.
R.J. Marsal: It should be pointed out that referente was made to failure due to breaking of the reinforcing strips.
6. Auvinet: Entiendo que probablemente existen varios mecanismos de falla diferentes; esto es lo que quisiera precisamente que se aclarara.
G. Auvinet: 1 understand that different failure mechanisms may exist, and this is what 1 would like to be clarified.
F. Schlosser: Creo que el comportamiento de la tierra armada sobre un suelo de cimentación es semejante al de una masa de arcilla apoyada en arena. La arcilla tiene cohesión de la cual carece la arena, por lo que esta última no puede soportar esfuerzos de tensión. Es así como parece que la arcilla se desplaza sobre la arena como cuerpo rígido, pero esto se debe a las diferencias de deformabilidad y a la naturaleza de las ligas dentro de los dos materiales. De la misma manera, el material de la tierra armada se comporta como cuerpo rígido sobre un suelo de cimentación cuya cohesión no es muy alta.
F. Schlosser: 1 consider that the behavior of reinforced earth on the foundation, is similar to the behavior of a mass of clay on a sand. The clay has cohesion but the sand has no cohesion, it cannot withstand any tensile stress. So it seems that the clay is moving on the sand as a rigid block but this is due to differences in the deformability and in the nature of the bonds inside the two materials. In the same way, the reinforced earth material behaves like a rigid block on the soil foundation the cohesion of which is not so high.
En relación a la explosión del muro de contención durante la falla, creo que el problema está relacionado con la resistencia y el modo de falla del refuerzo sometido a esfuerzos de tensi&. En la tierra armada la idea es colocar refuerzos para tener un material que pueda soportar esfuerzos de tensión; de ahí que la falla pueda estar gobernada por falta de resistencia a la tensión. Sin embargo, debo mencionar que es necesario tener mucho cuidado de no extrapolar el comportamiento de modelos a escala reducida, en los cuales
About the explosion of the retaining wall you mentioned during failure, 1 think that this is related to the strength and the failure of the reinforcement under tensile stresses. In the reinforced earth, the idea is to put reinforcements in order to have a material which can withstand tensile stresses, so the failure may be governed by a lack in the tensile strength. But 1 must mention that we must be very careful not to extrapolate the behavior of reduced-scale models, in which we must use ver.y brittle materials, such as alu-
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tenemos aue usar materiales muv fráailes tales como aluminio'tipo 4 que es muy frágil eñ comparación con el acero que resulta menos frágil y más dúctil.
minum four which is a very brittle material, compared to the steel which is less brittle and more ductile.
R.J. Marsal: Eso apunta a una idea que parece ser fundamental en la concepción de este tipo de estructura. Los materiales que tienen una alta resistencia a la tensión pero tienen un comportamiento frágil (como el vidrio, por ejemplo) no son adecuados. El gran mérito, creo yo, del fierro galvanizado que están usando es que tiene un comportamiento plasticomuy importante, relativamente hablando. 0 sea, que presenta una fluencia que permite el reajuste cuando ciertos elementos son fuertemente solicitados, lo que permite una colaboración m6s completa entre la tierra y el acero. Creo que ese es un punto que si hay que indicar claramente. Lo'que pasb a Ken Lee, fue que hizo pruebas con modelos chicos, y us hojas de aluminio muy delgadas, lo que hizo posible una falla brusca. Creo que ese es un concepto muy importante para todos. El entender que no se pueden usar materiales que solamente tienen gran resistencia a la tensión, sino que deben tener además un comportamiento dúctil como el acero.
R.J. Marsal: These comnents lead to an idea that seems to be fundamental in the conception of this type Materials that have a high tensile of structure. strength but a fragile behavior (such as glass, for instance), are not adequate. The main advantage of galvanized steel as it is presently used, lies in the fact, 1 think, that it has a very important plastic behavior, speaking in relative terms. That is to say, it presents yielding that allows a readjustment when certain elements are heavily loaded, which in turn permits a more complete interaction between the backfil1 and the steel. 1 think this is a point that should be clearly stated. What did actually happen to Ken Lee was that he tested small-scale models and installed very thin aluminum foil, which led to a sudden failure. 1 think this is an important concept for al1 of us. We should learn that materials having only a large resistance to tension cannot be used unless they also present a ductile behavior such as the steel.
J. Deschamps: Quiero aclarar que, efectivamente, es importante este punto y que en nuestras especificaciones prácticas recomendamos el empleo de aceros que tienen un alargamiento del orden del 25%. Es decir, aceros muy pl&ticos, precisamente por esta preocupación.
J.
R.J. Marsal: El material usado debe tener dos cualidades: tener un módulo muy alto pero pasado cierto límite, fluir para permitir el reajuste. Creo que este punto es muy,importante y lo que usted acaba de mencionar de 25% de deformación en la rotura explica muchas de las cosas que no estamos observando: estructuras que debieron haber-fallado y no fallaron.... Eso me da mucha tranquilidad porque quiere decir que estamos frente a una estructura que puede ser más indicativa de una condicibn crítica, que el concreto por ejemplo. Es una estructura más noble en ese sentido y el ingeniero tiene que tener la capacidad de poder detectar, aunque sea p simple vista, cu6ndo una estructura estd en una condicibn critica. Pero si se usaran barras de vidrio, con algún tratamiento superficial, podemos imaginar cbmo se romperla una estructura de este tipo. Eso sería completamente inaceptable en el campo de la ingeniería.
The material to be used should comply R.J. Marsal: with two requirements: have a very high modulus but when reaching a certain limit be able to yield in order to allow for readjustments. 1 think this point is very important and what you just mentioned about the 25 percent deformation upon failure explains many of the things we are not observing, namely, structures that must have failed but that did not. That gives me a great relief because it means that we are faced against a structure that can be more indicative of a critica1 condition than the concrete, for instance. It is a more versatile structure from this point of view and the designer should have the ability to detect, at least by direct observation, when a strücture is in a critica1 condition. If alass rods with a suoerficial treatment could be used, we can imagine how'this type of structure would fail. This could be totally inacceptable in the field of Engineering.
F. Schlosser: Creo que si ustedes presencian la película sobre tierra armada, podrían observar una prueba de tensión en uno de los elementos de acero de refuerSe pozo, es decir, en una de las lainas de acero. drdn apreciar deformaciones y desplazamientos muy grandes antes de la falla. Esto es muy distinto a lo que ocurre en una laina que presenta un comportamiento fragil en la falla, como es el caso del aluminio 4, por ejemplo.
F. Schlosser: 1 think that if you see the movie on reinforced earth you will see a traction test on a piece of steel reinforcement, a steel strip. And you will see deformations and displacements which are very large before failure. And that is very different from a strip which has a brittle behavior at failure as aluminum four for instance.
A la fecha existe desafortunadamente un solo caso de una estructura de tierra armada que falló por rotura de los refuerzos, y en este caso se trataba de una estructura especial construida con el fin de estudiar el problema de corrosibn. Las lainas que eran muy delgadas (menos de 1 tma de espesor), se fueron corroyendo paulatinamente y en esa forma se obtuvieron lainas muy frágiles en el momento de la falla bajo esfuerzos de tensión.
Unfortunately, at present time there is only one reinforced earth structure which has failed by breakage of t$ reinforcements, and it was a special structure built in order to study the corrosion problem. The strips which were very thin (less than one millimeter in thickness), progressively got corroded and so we obtained a very brittle strip at failure in tensile strength.
R.J.
R.J. Marsal:
Marsal:
La siguiente pregunta la formula
Deschamps: 1 want to make it clear, thatthis point is indeed important and that in our practica1 specifications we recorrmend the use of steel with an elongation in the order of 25 percent, i.e., very plastic steel, due to the above mentioned concern.
José
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The following question comes from
José
Luis León Torres: "¿Se pueoe aplicar la solución de la tierra armada al caso de presas de jales, en particular en la coraza arenosa de presas construidas por el método hacia aguas arriba?" Quisiera recordar que las presas de jales son presas mineras de hasta más de cien metros de altura que se construyen para retener los desperdicios del beneficio del mineral. Es usual separar el material en dos partes: una arenosa median& ciclones y otra que llaman lama, que tiene un contenido alto de finos. iSe ha aplicado la tierra armada a este problema?"
Luis León Torres: "1s it possible to apply the concept of reinforced earth to the case of tailings dams, and in particular to the sandy slope protection of dams built by the upstream-bound method?" 1 want to recall that tailings dams are mining dams over 100 m high in some cases, constructed for the containment of wastes resulting from the mineral processing. It is comon to separate the material in two parts, one of them with sand particle sizes by means of cyclons and the other called loam with a high percentage of fines. "!las the reinforced earth method ever been applied to this problem?"
Hemos recibido solicitudes en los Estados V. Elias: Unidos para estudiar la construcción de lo que no'sotros llamamos presas de jales, para el almacenamiento de desperdicios de mina. Se tienen en general dos problemas asociados con el empleo de tierra armada. Uno de ellos se refiere a lo que usted mencionó como la altura normal de las presas que es del orden de 100 m. A este respecto, si una estructura de tierra armada fuera técnicamente factible, resultaría exageradamente costosa en comparación con otros métodos más convencionales de construcción de presas. El segundo problema es que muchas de estas presas de jales, cuando menos en los Estados Unidos, se localizan en minas de uranio y los jales son bastante corrosivos. Surge entonces la cuestión de tener que diseñar una estructura de gran duración, empleando un material que pudiera permanecer en el medio ambiente extremadamente corrosivo durante un largo tiempo. Creo que la solución estriba en el uso de lainas recubiertas con resinas epóxicas, las cuales se han introducido ya en los Estados Unidos. Sin embargo, no estoy seguro de que se puedan llegar a construir económicamente presas de tierra armada con esas alturas sin precedente.
V Elias: We have been approached in the United States -. to consider the construction of what we cal1 tailings dams, for the containment of wastes during a mining operation. There are generally two problems associated with the use of reinforced earth. One is that, as you pointed out, the usual height is of approximately a hundred meters. And at this point. even if a reinforced earth structure could be technically feasible, it would be awfully expensive, compared to some more traditional methods of dam building. The second is that many of these tailings dams, at least in the United States, are from uranium mining and the tailings are quite corrosive. So then the question would be also to produce a structure of great longevity and to use a material that could successfully exist in extremely corrosiveenvironment, for a very long time. 1 think the solutions are in the use of epoxy-coated strips, which were pioneered in the United States. But 1 am not so sure that the economy of reinforced earth construction to such unprecedented heights will ever be achieved.
R.J. Marsal: Entiendo que son dos problemas. Uno la estabilidad, que se basa en lo que ocurre dentro de las lamas. Qué tan pronto ganan resistencia? iQué peligro de falla general existe? Y el otro, es que el ambiente en que se coloca esta armadura puede ser completamente desfavorable.
R . J . Marsal: 1 understand that two problems exist. One concerns the stability which is based in whatever mechanism that takes place within the loam. How fast they gain strength should be known in order to preven general failure. The second aspect deals with the environment surrounding the reinforcing, which can be completely unfavorable.
J.K. Mitchell: Quisiera hacer un comentario final, ya que el tema de presas ha sido mencionado. Tuve laoportunidad en los últimos meses de actuar como asesor de una tesis doctoral realizada en Australia, sobre ciertos estudios teóricos de la tierra armada. Uno de los problemas que se cubrieron se refería al de una presa de enrocamiento y a la estabilidad potencial que se podía transmitir con el empleo de refuerzos tendientes a conservar la estabilidad en caso de sobreelevación del nivel del embalse por encima de la corona. Para presas de enrocamiento existe un procedimiento para tomar en cuenta esta eventualidad. Sin embargo, los resultados de los análisis revelaron que seguía existiendo un cierto riesgo. Lamentablemente, no se cuenta con mayores datos al respecto.
J.K. Mitchell: Finally, may 1 make a brief comment, slnce the question of dams came up? 1 had the opportunity in the last months to act as an externa1 examiner for a doctoral thesis done in Australia, on some theoretical studies on the reinforced earth. One of the problems that he chose to examine, was that of a rockfil1 dam and the potential stability that could be imparted to it through the use of the reinforcements to maintain stability during overtopping. For rockfill dams, there is a design to allow the overtooping. The results of the analyses indicated that there would be a potential for handling that problem. But of course there is no data.
Aquí se aplicó desde hace más o menos R.J. Marsal: 40 añosyfue Andrew Wise, un intimo amigo de Terzaghi, que actuaba como experto en la construcción de presas, auien imolantó esa idea. la aolicó en variasoresas. En dos de ellas pasó agua,-sin daño serio. Por &puesto, el armado se colocaba siempre en la superficie ancla do, por medio de barras, al enrocamiento.
R.J. Marsal: This approach was applied in Mexico starting approximately 40 years ago by Andrew Wise who was a close acquaintance to Terzaghi. He acted as an expert in the construction of dams and he implemented such an idea in severa1 dams; two of them were overtopped with no serious distress. Obviously he always placed the reinforcing at the surface, anchoring it by means of rods to the rockfill.
Pero aquí hay otra pregunta de Andrés Moreno que dice:
There is another question by Andrés Moreno,as follows:
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'Casagrande comentó que sería interesante analizar el empleo de tierra annada en las presas que, por la geometria de la boquilla, podrían tener un fuerte agrietamiento. ¿Qué se ha hecho al respecto?"
"Casagrande comnented that it could be of interest to analize the use of reinforced earth to dams which, due to the geometry of the damsite, are prone to neavy cracking. What has been done in this respect?"
F. Schlosser: Podría comentar algo acerca de esta pregunta y de la anterior, referente a presas y al USO de tierra armada en presas. De hecho, la tierra armada se ha empleado muy rara vez en presas. Conozco una sola aplicación en Francia, dos en los Estados Unidos y el caso de una presa de más de 20 m proyectada en Francia pero que desafortunadamente no se construyó por problemas económicos. Sin embargo, este aspecto lo he discutido bastante con Pierre Londe de la Compañía Bureau d'Etudes Coyne et Bellier, en París, y él me ha dicho que el uso de tierra armada en el caso de presas es muy interesante debido a dos razones: primero, es posible eliminar la obra vertedora que a menudo es un problema al emplear tierra armada; en segundo lugar, se puede emplear la tierra armada para sobreelevar la altura de presas antiguas. Por otro lado,ustedmencionó otro problema que es muy interesante y que se refiere al usodetierra armada, o en términos generales, de elementos de refuerzo para soportar esfuerzos de tensión. Si estos refuerzos se colocan en la dirección adecuada, se puede evitar la formación de grietas. Por ejemplo se pueden instalar en la base, entre la estructura y la cimentación, así como en la corona de la presa. Sin embargo, a la fecha no creo que este enfoque se haya llevado a la práctica. Tal vez se haya hecho algo en el caso del desplante de presas.
F. Schlosser: 1 can give some conents on this question and the question before, about dams and the use of the reinforced earth in dams. In fact, reinforced earth has been very seldom used in dams. 1 know only one application in France, two in the United States and there was a dam of more than 20 m in France which was planned, but unfortunately, because of financia1 problems, was not built. But 1 discussed a lot with Pierre Londe, from the Bureau d'Etudes Coyneet Bellier in Paris and he said to me that the use of reinforced earth in dams was very interesting for two things: the first is that it is possible to omit the spillway which is often a problem, by using the reinforced earth. The second is to use reinforced earth in order to modify the geometry of old dams, thatisto increase the height of old dams. But you mentionedanotherproblem which is very interesting, that is, using reinforced earth or,generallyspeaking,reinforcements, to withstand tensile stresses. If you putthese reinforcements in the good direction, you can prevent cracks. For instance, you could put them just at the base, between the structure and the foundation and at the top of the dam. But at present time 1 do not think that this has been used in practice. Maybe at the base some work has been done.
R.J. klarsal: Estoy completamente de acuerdo con Londe en el sentido de que esas dos aplicaciones que él menciona son muy importantes, particularmente en México. Por ejemplo, hace un momento con Sainz Ortíz, hablábamos del uso de la tierra armada o el gabión o la mampostería -cualquiera de los tres-, para retener azolves. Nosotros tenemos un problema de erosión fuerte en las laderas por deforestación, por ejemplo en el Valle de México. La tierra armada se puede prestar, puesto que la presa puede ser vertedora -como dice Londe-, para dejar pasar el agua y retener el azolve, y permitir además el paso sobre ella de genteyde los coches. Es decir, que si puede servir para vadear un río. Es un uso que puede tener una aplicación muy grande en México, debido a la evolución en el empleo de la tierra.
1 fully agree with Mr. Londe about the R.J. Marsal: great importance of the two applications he mentioned, particularly in Mexico. For example, a few moments agc we were discussing with Mr. Sainz Ortíz about the use of reinforced earth, gabions or masonry works, any of the three, to function as silt containment structures. We have the problem of serious erosion of natural slopes due to tree cutting, for instance in the Valley of Mexico. Reinforced earth could function properly because the dam could be a discharge structure, as suggested by Londe, to allow the flow of water but retaining the fines, and in addition the transit of pedestrians and vehicles on top of it. This means that it could be used as a river crossing. This application could be widely implemented in Mexico due to the evolution in the development of earth uses.
La otra también es muy importante, porque en países como México la información sobre el escurrimiento de los ríos es muy reciente. A medida que entran en operación las presas se va viendo si es conveniente aprovechar mbs el agua, creando un almacenamiento mayor, es decir, sobreelevar la presa. Ahora, icómo lo hacemos? Siempre ampliando hacia aguas abajo. Al hacerlo nos vemos obligados a colocar una cantidad tremenda de material. Creo que la presa El Palmito se elevó cinco metros; El Fuerte, siete metros y actualmente está Solís en sobreelevación de cinco metros. Yo creo que la aplicación de la tierra armada puede ser una solución muy económica porque no necesita un contratista con grandes equipos, excepto la protección contra oleaje. Y hoy alguno de ustedes, creo queJ. Deschamps mostraba hasta rompeolas que se pueden construir con elementos precolados. Esto se puede aplicar al desarrollo hidráulico del país y creo que las personas que están ligadas a este problema, debieran tomarlo muy en cuenta y comparar costos. Me consta que es muy caro sobreelevar una presa, por el hecho de que en el talud de aguas abajo hay que poner una capa de enrocamiento,
The other aspect is also very important because in countries like Mexico the infommtion about river flows is quite recent. As soon as the dams are commissioned, an analysis is made of the conveniente of a better development of the water by increasing the reservoir capacity and therefore, the height of the dam. Now, how can we achieve this? The only way is by adding material towards downstream. While doing this it is required to place a large amount of material. 1 believe that El Palmito Dam was heightened 5 m, El Fuerte 7 m and at present Solfs Dam is being risen5m. 1 think that the use of reinforced earth can become a very economical solution because it does not require a contractor with too large equipment, exceptforplacing wave protection. Today,oneof you, perhapsJ. Deschamps, showed that even breakwaters can be constructed with precast elements. This can be applied to the hydraulic development of the country and 1 am sure that those persons involved in this type of problem should ta'ke it seriously into account and make a cost comparison. 1 am fully aware that it is very expensive to increase the height of a dam due to the fact that riprap need
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además del problema que significa prolongar el corazón impermeable hacia arriba. Creo que esas dos indicaciones de Londe en el sentido de su uso en presas, son muy acertadas y muy aplicables al ambiente mexicano.
to be placed at the downstream slope and to the difficulty encountered in extending upwards the impervious core. 1 believe that these two comments by Londe regarding applications for dams are straightforward and closely related with the Mexican situation.
V. Elias: Puedo agregar algo de nuestra experiencia en Estados Unidos relacionada con este tópico. Se ha iniciado la construcciõn de una obra que proyectamos para integrar el vertedor a la estructura de tierra armada, empleando los tableros en declive que mostré con anterioridad para el caso de almacenamientos a granel, aunque obviamente con otra pendiente que fuera compatible con el flujo que se presentaría en un vertedor de descarga libre. Esta es una obra de reconstruccibn de una presa pequeña en el estado de Nueva York y no hay duda de que se podría pensar en ampliar el talud de aguas abajo de la presa empleando para ello este tipo de tableros en declive y para garantizar la impermeabilidad, si esto fuera necesario, recubrir el talud con un delantal delgado de concreto colado en el lugar, como se hizo en el citado proyecto.
V. Elias: 1 can add just a little of our own Ameritan experience in this regard. We have just completed now -it is under constrùction at this moment- a project in which the spillway has been realized in reinforced earth, using the sloping panels that 1 have shown earlier for the bulk storage projects, clearly at a different angle, one that is consistent with the flow that you would have on an unrestricted spillway. This is a reconstruction of a small dam in New York State and certainly you can think of building a downstream slope dam, with completely using these sloping panels and then for complete water tightness, if necessary, as it was done in the present project, a thin pouredin-place concrete apron was placed on top.
En aquellos casos en que se desconozca el régimen hidráulico del río, se tiene la posibilidad de tener un desfogue libre de avenidas por encima de la corona y este vertedor se puede construir a un costo relativamente mas bajo que con métodos convencionales.
In the situation in which the total hydraulic infonation of the river is not known, then you have the possibility of complete unrestricted waterflow over the crest and you achieve this crest at a price relatively lower than with conventional methods.
En lo que se refiere al refuerzo del talud de aguas abajo de una presa para tener descarga libre, y que se discutió con anterioridad, puedo comentarles una situacidn muy desafortunada que ocurrió hace tres semanas en la República Dominicana, en donde en una presa pequeña que estAbamor construyendo tuvo lugar una avenida extraordinaria considerada para una tormenta de 500 años, durante la etapa de construccidn. Con avenidas de este tipo ningún tipo de refuerzo puede evitar la erosi6n y en este caso la presa-se destruyb. Creo que éste es el principal problema cuando se tiene descarga libre sobre taludes de tierra armada convencionalmente o con proteccibn de enrocamiento; es necesario conocer muy bien las condiciones de flujo, ya que la falla sera por erosión y no por falta de resistencia a la tensión. De ahí que el problema no sea de tierra armada sino m6s bien de hidrdulica fluvial.
One other conmient on something that we talked about earlier on dams and that is the question of reinforcing the downstream slope for unrestricted flow: we had a very unfortunate situation three weeks ago in Dominican Republic, in which a small dam that we were building was subjected to the "5DO-year storm" during construction. With floods of this type no reinforcement can keep the erosion from occurring and so, the small dam was lost. 1 think that is the main problem with unrestricted flow on simply earth reinforced or rock reinforced slopes; that you must know very well what the forces of flow are, because the failure will be one of erosion rather than one of lack of tensile strength. So the problem is not one of reinforced earth but one of Hydraulics.
R.J. Marsal: Hay dos preguntas mãs: una que fOtmUla J . J . Hanel: "¿Podrian ampliar la informaci6n proporcionada relativa a la magnitud y distribucián de la presión horizontal que actúa sobre las escamas? ¿C6mo se considera en el diseño de las mismas, as5 como en el diseño de las armaduras? iExisten mediciones experimentales de esfuerzos?" Recuerden que de acuerdo con los experimentos otra vez en modelos cuyas limitaciones conocemos, Ken Lee encontró que el mdximo esfuerzo en el refuerzo se presentaba pegado a la escama.
R.J. Marsal: There are two questions; the first one fiom Juan J. Hanel: "Could you extend the information on the magnitude and distribution of the horizontal pressure taken into account for the design of such panels and of the reinforcement? Are there any experimental measurements of stresses?" You should remember that fian experiments on models, the limitations of which we are aware of, Ken Lee found that the maximum stress in the reinforcement occurred right behind the facing.
F. Schlosser: Creo que para poder dar una respuesta, debemos considerar dos casos extremos. El Prof. Mitche11 ha mostrado una diapositiva en la cual ~610 se apreciaba un grano entre dos capas de refuerzo. La separación entre refuerzos es por tanto igual ala dimensi6n de la partícula y por tanto no se necesitardn escamas y el valor de la fuerza de tensi6n en el paramento ser3 cero. Para el otro caso extremo, supóngase un muro de contenciõn de tierra armada, por ejemplo de 4 m de altura, cuyo paramento estb formado por un solo tablero y en la parte media de este tablero se cOlOCa una laina o una capa de lainas. En este caso todo el esfuerzo está actuando sobre el tablero y podemos de-
F. Schlosser: 1 think that in order to give an answer we will have to consider two extreme cases. Prof. Mitche11 has shown a slide in which between two reinforcement layers there was only one grain. The interspace between reinforcements is then equal to the dimensions of the grain and so you need no facing and so the value of the tensile forte at the facing is zero. In the other extreme case, consider a reinforced earth retaining Wall, for instance, 4 m high and the facing of which is constituted by one panel and at the middle of this panel there is one strip or one layer of strips. In this case al1 the thrust is applied on the panel and we can say that in the former case we have
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cir que en el primero de los casos se tiene un material ideal de tierra armada, mientras que el segundo ya no se puede considerar como tierra armada, sino mds bien, como una estructura atiesada. Generalmente se tiene una situacibn intermedia aunque hacemos todo lo posible para acercarnos mds a un material de tierra armada que a una estructura atiesada. Cuando se ha medido la presibn actuando contra el paramento se ha encontrado que depende fundamentalmente de la separación vertical entre capas de refuerzo.
an ideal reinforced earth material and in the latter case we have no more a reinforced earth material, we rather have a tie-back structure. And generally, we are in the middle but we make al1 efforts to be closer to the reinforced earth material than to the tie-back structure. And when we have measured the pressure against the facing. we found that it is related essentially to the interspace between the layers of reinforcements.
J.K. Mitchell: Se tiene también una presión actuando sobre el paramento del muro inducida DOr el eouioo de construcción, la cual no se puede despreciar y puede representar una fracción importante del empuje total que se va a medir.
J.K. Mitchell: There is also a construction-induced pressure against the facing of the Wall from the compaction equipment, that cannot be neglected and could be a significant part of the total thrust that is measured.
R.J. Marsal: La siguiente pregunta, también hecha por Jose Luis León Torres, es: "En el diseño de los elementos de refuerzo ¿existen fórmulas que permiten tener una idea de los factores de seguridad involucrados? ¿cuáles son los mecanismos de falla que rigen el diseño de estas armaduras, o el diseño en general?"
R.J. Marsal: The next question is made by José Luis León Torres: "For the design of the reinforcing elements, are there formulas that allow the assessment of the safety factors involved? Which are the failure mechanisms that govern the design of the reinforcement or the overa11 design?"
F. Schlosser: Como todos saben, existen dos criterios ya que es necesario evitar la falla por falta de adherencia, así como la falla por rotura de los refuerzos.
F. Schlosser: As you know there are two criteria because it is necessary to prevent the failure by lack of adherente and also the failure by breakage of the reinforcements.
Hablando en términos generales, en un muro de contención de tierra armada los factores de seguridad con respecto a los dos modos de falla, resultan diferentes de una parte a otra del muro. En la parte superior del muro, el modo de falla más crítico está dado por la extracción de los refuerzos, porque en esta zona se tiene una ligera sobrecarga por peso propio y éste representa un mecanismo de falla crítico. Por otro lado, en la parte inferior del muro la resistencia a la tensión es la que gobierna el factor de seguridad. Creo que se pueden agregar otros dos comentarios acerca del factor de seguridad. El primero se refiere a que cuando se emplean únicamente,lainas con dimensiones discontinuas y conservadoras, no se tiene un aumento progresivo de la resistencia a la tensión de la capa de refuerzos y ésto implica un aumento en el factor de seguridad global. El otro comentario indica que debido al espesor adicional de las lainas que se recomienda para tomar en cuenta la corrosión, el factor de seguridad al principio de la vida útil de la estructura se incrementa apreciablemente. En cuanto al criterio empleado para la resistencia a la tensión de los refuerzos de acero, tomamos un factor de seguridad aplicado no a la carga de falla sino más bien al límite de fluencia.
Generally speaking, in a reinforced earth retaining wall the safety factors with regard to the two models of failure are different from one part to another part of the Wall. In the upper part of the Wall, the most critica1 mode of failure is the pullout of the reinforcements, because in this part you have a small overburden pressure and this is a critica1 mode of failure. On the contrary. in the lower part of the wall it is the tensile strength which governs the safety factor. And 1 think that it is possible to make two more comnents about the safety factor. The first one is that if only strips with discontinuous and conservative dimensions are used you do not have a continuous increase of the tensile strength of the reinforcement layer and that increases the global safety factor. Another cotmnent to make is that because of the * sacrificial extra thickness, which is used due to the corrosion, the safety factor at the beginning of the service life of the structure, is considerably increased. Regarding the criteria used for the tensile strength of the steel reinforcements we take the safety factor not on.the failure strength but on the yield limit.
Lo que puedo decir acerca del mecanismo de falla de la tierra armada se refiere a que lo considero como una falla progresiva. Se ha observado en modelos que después de la rotura inicial de una laina, el material original cambia progresivamente lo mismo que sucede con la superficie de falla. Esto puede explicar algunas discrepancias observadas entre la superficie real de falla en modelos a escala reducida y la linea de máxima tensión medida por ejemplo en experimentos a escala natural o definida a partir del método del elemento finito.
What 1 can say about the failure mechanism of reinforced earth is that 1 consider that it is a progressive failure. We have observed in models that after the first breakage of a strip your original material changes progressively and so does the failure surface. This can explain some disagreements observed between the actual failure surface in reduced scale models and the maximum tensile forte measured for instance from ' ful1 scale experiments or determined by the finite element method.
R.J. Marsal: La última pregunta es de F. Martínez Escudero y va dirigida a J.K. Mitchell: "iCuál es la altura máxima recomendable para un muro de contención de tierra armada?"
The last question from F. Martínez EscuR.J. Marsal: dero IS directed to J.K. Mitchell: "Which is the maximum height reconmtended for a reinforced earth retaining Wall?"
J.K. ;jlitchell: Creo que mis colegas podrían responder a esta pregunta con mayores detalles. Sin etiargo, tal parece que la altura se podría aumentar hasta el límite que uno desee en cuanto a la cantidad de refuerzo necesaria para mantener unida la estructura. Tal vez esto implique llegar a un límite superior desde el punto de vista económico arriba del cual ya no sea costeable colocar más acero necesario. Quisiera ceder la palabra a mis colegas y saber su opinión al respecto.
J.K. Mitchell: 1 think my colleagues could answer that question much more specificallv. But it would seem that the height could increase-to the extent that you are willing to provide reinforcements to hold the thing together. Ana perhaps it is going to come to an upper economic limit where you could no longer afford the steel required. But again 1 would like to defer to my colleagues and get their ooinion on the question.
R.J. Marsal:
R.J. Marsal:
"¿Cuál sería el límite económico?"
"Which could be the economic limit?"
V. Elias: Quisiera dar no una respuesta académica sino mas bien pragmática de un ingeniero que tiene que diseñar. De lo que yo sé, el muro más alto construido en los Estados Unidos es de 25.5 m; en España es del misnm orden y tengo entendido que en Sudáfrica hay un muro doble, es decir, un muro encima de otro que tiene 43 m. Por tanto, estos pueden ser los límites prácticos.
V. Elias: Let me give you not an academic answer, but a pragmatic answer frrxn an engineer that hastodesign. To my knowledge, the highest wall that we have built in the United States is twenty five and a half meters; :r .- yain, about the same, and 1 know of a wall in South Africa which is a double Wall, that is, one wall on top of the other, that was built to fourty three meters. So these are some practica1 limits.
Existen otros dos factores que se tienen que tomar en cuenta. Para que un muro alcance una altura del orden de 26 m, se necesitan 12 lainas de refuerzo en el fondo y éste es más o menos el límite práctico con el que se pueden colar en uno de nuestros tableros. De otra forma no habría suficiente separación entre ellas. Por tanto, este es un límite práctico pero no teórico. Hay otra limitación a considerar; si el muro se está construyendo sobre una cimentación compresible se tendrá un asentamiento progresivo durante la construcción y por ende las juntas tenderán a cerrarse; de ahí que cuando está prevista una situación donde se van a tener asentamientos diferenciales, el límite práctico puede reducirse apreciablemente, no debido a que no se pueda diseñar, tampoco a que no les podamos vender suficiente acero, sino debido a que resulta imposible para el contratista construirlo.
There is a couple of other factors that you must consider. Once a wall gets to be about twenty six meters high, you need about twelve reinforcing strips at the bottom, and that is about the practica1 limit that you can cast in one of our panels. Otherwise there is not sufficient space between them. So this is a practica1 limit. not a theoretical limit. There is another limit that you must consider; if the wallisbeing constructed on a compressible foundation, progressive settlement will occur during construction and thenthejoints wi-l_tend to close; so under a situation in which differentiãrsettlements areanticioatedctheactical limit might be considerably less', not because we cannot design it, not because we cannot se11 you enough steel; but because it is impossible for your contractors ta build them.
D;schampsbJ. Henri Vidal hizo alguna vez un cálculo en e que ha la demostrado que una estructura de tierra armada, contrariamente a una de concreto, podría teóricamente tener una altura indefinidayhabía hecho, para divertirse, un estudio para reconstruir la pirámide de Keops, en Egipto, con tierra armada.
J.;;schnamps: Henri Vidal once made a computation in e proved that a reinforced earth structure, as opposed to a concrete structure, could theoretically have an infinite height and he made just for fun a study to reconstruct the pyramid of Cheops in Egypt with reinforced earth.
2. REALIZACIONES, ASPECTOS CONSTRUCTIVOS Y EXPERIENCIAS DE COMPORTAMIENTO
2. ACHIEVEMENTS, CONSTRUCTION ASPECTS AND PERFORMANCE RECORDS
G. Auvinet: Muchas gracias por todas estas respuestas referentes a los temas de la Sesión 1. Vamos a pasar ahora a la Sesión 2. Hay también varias preguntas relativas a los aspectos constructivos y experiencias de comportamiento.
G. Auvinet: Thank you for al1 your replies to the questions issued on the topics of Session 1. We will proceed to Session 2. There are severa1 questions regarding construction and performance records.
A. Moreno: S. García Ruiz le pregunta a J. Deschamps si es factible el empleo de madera tratada como elemento estructural y si existen antecedentes de utilización.
A. Moreno: S, García Ruíz asks J. Deschamps if it is feasible to use treated wood as structural element and if there is any experience on this respect.
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It is actually possible, at least in t eory, to use timber for soil reinforcing, and 1 have found out through talks with a Portuguese engineer, Prof. Servin Laviiia from Lisbon, that there is a dam in Syria, already 2000-years old, with a heightof4 or 5 m, reinforced with tree trunks. 1 simply point out that problems could be similar ta those with wood in piles, i.e. the preservation of wood with time. If
Laviña, de Lisboa, que una presa en Siria de cuatro o cinco metros de altura, que tiene ya dos mil años, estaba reforzada con troncos de madera. Simplemente hago la observación de que se tendría el mismo problema que con los pilotes de madera, es decir,
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el de la conservación de la madera a través del tiempo. Si están bajo agua no veo ninguna razón para no emplear madera. Pero la realidad es que una madera enterrada tiene una velocidad de putrefacción muy rápida. Yo creo que también existen, a título de curiosidad, cosas similares en Canadá, donde se están realizando pequelios muros de contención en caminos forestales, a base de ramas enterradas. Pero esos sonlbsúnicos casos que conozco.
timber is permanently submerged under water, 1 do not see any inconveniente in the use of wood. However, in practice a buried wood has a very rapid rate of decaying. 1 believe that simply as curiosities, similar cases exist in Canada where small retaining walls are being constructed in forest trails, by means of buri'ed branches. Those are the only examples that 1 know.
R.J. Marsal: LOS Aztecas en México usaban los llamados "enramados". con los aue construían chinamoas v el objeto era proporcionar a'sus monumentos una cimeniación. Comenzaban con ramas, colocaban piedras arriba, las dejaban que sehundieran,volvían a colocar ramas y así sucesivamente. En el Palacio Nacional existen por lo menos diez metros de ese tipo de relleno que sostuvo parte del Gran Templo. Eso les da una idea de cómo iba hundiéndose. Latécnicaes antigua, pero es aplicable. El problema es, ¿cómo encontramos ahora esas enramadas?'Las encontramos totalmente desintegradas, porque es una zona donde hay o puede haber fluctuación del nivel freático.
The Aztecs in Mexico used branch mats R.J. Marsal: with which they constructed "chinampas" (floating platfotms) with the aim of providing a foundation for their monuments. They started the processwith branches loaded with stones to allow them to settle under the water, then they placed more branches and continued with the sequence. At the National Palace, there exist at least 10 m of this type of fil1 that carried part of the main temple. This figure can give you an idea of how it was subsiding. The technique is very old although still applicable. The problem is, how do we find at present such branch mats? We find them completely desintegrated, because in this zone there are or there could be fluctuations of the ground water level.
iv=?=
Yo conozco un ejemplo de una ciudad que a teni o un problema similar Y es la ciudad de Murcia en el suroeste de España, que ha tenido un crecimiento tremendamente rápido. Esta ciudad estaba cimentada fundamentalmente sobre pilotes de madera y el aumento de la población ha producido por extracción de agua del suelo un descenso bastante importante del nivel freático y me acuerdo que las autoridades han tenido un gravísimo problema de destrucción de todas las cimentaciones de pilotes de madera.
~,De~Ai$l"S : 1 know the case of a city with a simiem and it refers to the city of Murcia in the southwestern part of Spain, which has witnessed a tremendous growth. This city is founded upon wooden piles as a rule and the population explosion has induced a rather important subsidence due to the extraction of underground water; from what 1 recall the local authorities have had a serious problem when al1 the foundations made with wooden piles have been destroyed.
A. Moreno: Ismael Sánchez Mora le pregunta también a J.ps: "Se hicieron comentarios acerca del relleno y de las armaduras: ¿qué puede decirse acerca del terreno de cimentación?"
A. Moreno: Ismael Sánchez Mora addresses the following question to J. Oeschamps: "Some comments were made on the backfill and the reinforcement: What can be said about the foundation ground?"
J. Deschamps: Eso es un problema de estabilidad externa. Se revisan generalmente el punzonamiento, el deslizamiento del macizo sobre su base y la falla de la cimentación a lo largo de una superficie circular. Hemos indicado claramente esta mañana los factores de seguridad que se suelen considerar para estos problemas de cimentación y que provienen de la aplicación de los cálculos clásicos de la geotecnia.
J.D;schamps: This is a problem of externa1 stabilit 1s comnon to check the safety against punching shear, sliding of the mass along its base and foundation failure along a circular sliding surface. This morning we clearly stated which are the safety factors that are generally used and which result from the application of traditional criteria from geotechnics.
El Prof. Schlosser hacía una observación esta mañana en cuanto a la noción de punzonamiento de la cimentación. Solemos tomar un coeficiente de seguridad reducido a dos en lugar de -supongo queenMéxico también-, tradicionalmente tres, que se usaparalas zapatas o estructuras rígidas, para introducir claramente la flexibilidad y adaptabilidad de la estructura de tierra armada. La forma de llevar el cálculo de capacidad portante ante riesgo de rotura de la cimentación bajo un macizo de tierra armada, consiste en emplear exactamente las mismas reglas de cálculo que en la mecánica clásica de suelos.
Prof. Schlosser made some remarks this morning concerning the concept of punching shear of the foundation. It is usual to adopt a reduced safety factor of 2 instead of the conventional figure of 3 that is traditionally considered -1 assume that in Mexico toofor footings or rigid structures; this reduction takes into account the flexibility and adaptability of a reinforced earth structure. The way to carry out computations of the bearing capacity with safety against shear failure of the foundation supporting a mass of reinforced earth consists of employing exactly the same design criteria found in classicalsoilmechanics.
G. Auvinet: Quisiera preguntarles si la compactación de materiales de relleno limpio puede hacerse por vibración en el caso de la tierra armada. "¿No provoca este método problemas en el paramento?"
G. Auvinet: 1 would like to know if clean backfill materials can be compacted with vibration in reinforced earth structures. "Does this method induce some problem in the facing?"
V. Elias: El empleo de equipos vibratorios para compactar el relleno es la forma más eficiente de densificación del material granular. En cuanto a que si
V. Elias: The use of vibratory equipment to compact the backfill, is the most efficient way of compacting a granular material. Does it produce deflections at
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produce deflexiones del paramento, indudablemente que sí sucede, cuando el compactador se acerca a menos de 1 m del paramento; por esta razón las especificaciones generales indican que el equipo pesado de compactación vibratoria no debe acercarse a menos de 1 m del paramento y que se deben usar compactadores pequeños para arcilla en el espacio restante. Sin embargo, se pueden presentar los siguientes problemas: ¿Qué sucede cuando se tiene material de grano fino? Este es uno de los mayores problemas, ya que aunque las especificaciones pueden ser concisas, el contratista tal vez no entienda con claridad su significado. Por tanto, cuando éste último cuenta con suelos de grano fino, sobre todo arriba del Bptimo, y los compacta con equipo vibratorio, el material tender-8 a desplazarse y no hay forma de poder diseñar el acero suficiente para evitar que esto ocurra. De ahi que se tengan algunos problemas, los que se podrán reducir si todos los materiales empleados se colocan de acuerdo a las especificaciones.
the face? Yes, if you get the compactor to within one meter of the facing; and so the standard specifications are to keep the large.vibratory compactors to within one meter of the face and to use a small vibratory clay compactor in the intervening area. You still have some problems and the problems are: what happens when you have some fine grain materials? That is one of the biggest problems, because even though the specifications might be clear, the contractor might not be clear as to what they mean. So therefore, when he brings some fine grain soils specially above optimum, and he places a vibratory compactor on them, they tend to displace and there is no way that you can design sufficient steel to keep this displacementfromoccurring. So there are some problems, but not if al1 the materials used are used as specified.
R.J. Marsal: Yo agregaría que cuando se tiene un material, por ejemplo mal graduado, entre arena mediana y fina, un compactador muy pesado no logra más que formar olas.
R.J. Marsal: 1 would add that when you have a poorly graded material, say for instance medium to fine sand, a very heavy compactor will only induce waving.
V. Elias: Este es un problema común en Texas, donde los suelos que empleamos son arenas finas uniformes y en este caso la solucibn consiste en permitir que el contratista use el compactador pesado convencional de que se disponga. Lo que pasa es que se aumenta el espesor de las capas.
V. Elias: That is a conmon oroblem that we face in Texas, where the soils that we use are uniform fine sands and in this case the solution is to let the contractor use the usual heavv compactor which he has. But what we do is to increase the lift thickness.
R.J. Marsal: No creo que la solucián mentar el espesor de la capa.
R.J. Marsal: in increasing
consista en au-
1 do not think that the answer resides the lift thickness.
V. Elias: Se tiene que construir una franja de prueba en la cual se llevan a cabo una serie de calas a cierta profundidad para estudiar los efectos del rodillo a esa profundidad.
V. Elias: You have to run a test strip where you performeseries of compaction tests at depth to see the effects of the roller placed some heiaht above it.
R.J. Marsal: En 1934 o 1935 el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos realizá un número grande de pruebas en conexión con la presa Franklin Falls. Los resultados son muy interesantes. De lo que yo recuerdo, estas pruebas son las más ilustrativas de lo que sucede cuando se emplea un rodillo pequeño viEllos usaron un rodillo pata de cabra con y bratorio. sin vibraci6n y ensayaron diferentes espesoresdecapa, encontrando una gran diferencia.
R.J. Mar-sal: In 1934 or 1935 the Corps of Engineers made of tests in connection with the Franklin -_- a lot -. Falls Dam. The results are very ínteresting. As far as 1 know, these are the most illustrative tests of what happens when you use a small roller with vibration. They used a sheepsfoot roller with and without vibration and they tested different thickness and they found that there was a lot of difference.
G. Auvinet: Una última pregunta relacionada con aspectos constructivos: "iQu6 se haría con un muro cuyo paramento hubiera sufrido demasiada deformaci6n? ¿Se puede reparar o hay que tirarlo y volver a construir?"
G. Auvinet: This is the last question on construction aspects. "What can be done with a wall the facing of which has suffered an excessive deformation? 1s it possible to repair it or does it have to be demolished and reconstructed?"
J. Deschamps: Todo depende si la deformación del paramento se debe a un fenbmeno interno al macizo. Las transparencias del Prof. Mitchell trataban de problemas de roturas externas que llevan consigo, casi obligatoriamente, un desplazamiento y una deformacibn importante del paramento. A veces, en este caso, se cree que la estructura ha vuelto a recuperar una cierta estabilidad después del movimiento, pero la experiencia demuestra que no es así. Lo mbs probable es que si la deformación se debe a un desplazamiento por rotura exterior, haya que tirar la obra y rehacerla. Yo he te:lidG el caso en España de un macizo en una ladera que debido a un gran circulo de deslizamiento mal estudiado por los geot&nicos, ha soportado desplazamientos :;e basta cinco metros; o sea, todo el macizo ha repta-
Des;hamps: J: It al1 depends on whether the deformatlon o the facing is due to causes interna1 or external to the mass. The slides of Prof. Mitchell showed problems encountered with externa1 failures that induce, almost invariably, an important displacement and deformation of the facing. It is bel'ieved in some cases that following the movements the structure gains certain stability, but experience has proved the opposite. It is quite probable that when the defonation is produced by a displacement due to an externa1 failure, the wall will have to be demolished and reconstructed. 1 have experienced the case of a wall built on a slope in Spain, which underwent displacements as large as 5 m due to a large circular slip surface poorly analyzed by geotechnicians. This meant that the
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do realmente sobre cinco metros, evidentemente con grandes deformaciones y despues ya no pudo más. Tuvimos que reconstruirlo. Ocurre, de vez en cuando en las obras que se presente una deformacibn del paramento debida, en el cien por ciento de los casos, al no respeto de las reglas del arte y, al no seguir las consignas simples del montaje. Yo diría que, si las deformaciones no son sumamente importantes, si la obra no peligra en su conjunto, solamente puede plantear problemas estéticos.
mass actually crept 5 m with evident large deformations until it failed. We had to reconstruct it. It seldom occurs in the jobs that a defotmation of the facing exists due in al1 cases to the violation of the state of the art rules and to the infringement of the simple assembling specifications. 1 would say that when the deformations are not very important and when the integrity of the structure as a whole is not at risk, only aesthetic problems could be foreseen.
3. APLICACION EN MEXICO
3. APPLICATIONS IN MEXICO
G. Auvinet: Pasaremos al tercer aspecto que hemos tratado en este Simposio: la posibilidad de aplicación en México.
G. Auvinet: We ncw proceed to the third aspect covered in this Symposium, namely the possible applications in Mexico.
A. Rico: La posibilidad de aplicacibn en México resultbenos popular y solamente tenemos una pregunta, mas otra que yo me voy a permitir hacer, insistiendo en algo que dije antes.
A. Rico: The topic of possible applications in Mexico was not that popular and we only have one question plus another 1 would like to ask, stressing what 1 mentioned earlier.
La pregunta que se tiene es de C. Orozco: "Quisiera él que se aclarara c6mo influye la compactación en el diseño de la tierra armada. iNo influye en el mejoramiento de las caracteristicas del suelo el solo hecho de tener un mayor peso?"
The question comes from C. Orozco: 1 would like that the effect of compaction on the design of reinforced earth structures be clarified. "1s it possible that the increased weight by itself could be of benefit in improving the soil characteristics?"
F. Schlosser: Puedo dar una respuesta acerca del efecto de la compactacián. Hablando en términos generales, no es necesario tener un material de relleno compactado, pero el hecho de compactarlo acarrea algunos beneficios, y los efectos que trae consigo son favorables. El primero de ellos implica una reducción en los asentamientos debidos al peso propio de la masa de tierra armada. Esto resulta de interés por ejemplo en el caso de estribos de puente en los que conviene reducir el asentamiento total en la parte superior del muro de tierra armada. Sin embargo, creo que el efecto mas importante según lo demostrado por el Prof. Mitchell, es realmente el aumento de la fricción entre el suelo y el refuerzo. Este aumento se debe a que cuando se compacta un suelo granular, crece el valor del ángulo @ y se mejora tambi6n la propiedad de dilatancia, obteni6ndose en esta forma una curva totalmente diferente de esfuerzo (o tensi6n)vb. desplazamiento en una prueba de tensión con arena densa y con arena suelta o medianamente densa. De ahí que la compactación de un material granular tenga un efecto notable sobre el coeficiente de fricción.
F. Schlosser: 1 can give an answer about the effect of the compaction. Generally speakina. it is not necessary to have a compacted fil1 material but when you compact you get some benefits, some effects of which are in the good direction. The first one is that you reduce the settlements which are due to the reinforced earth mass itself under its own weight. And this is interesting for instance, in bridge abutments because you want to reduce the total settlement at the top of the reinforced earth Wall. But 1 think that the m&t imoortant effect as Prof. Mitchell has shown. is certainly the increase of the friction between the soil and the reinforcement. There is an increase because when you compact a granular soil, you increase the $-value, and you increase also the property of dilatancy and we obtain a completely different stress (or tensile forte) UA. displacement curve in a pullout test with dense and with loose or medium sand. So in a granular material the compaction has a great effect on the coefficient of friction.
C. Orozco: Qued6 claro para los suelos friccionantes, pero para los suelos arcillosos que no se mencionaron, creo que sería muy peligroso que los dejáramos poco compactados; los saturariamos y perderiamos la resistencia del suelo a la traccián.
C. Orozco: This is quite clearforcohesionless soils, but for the case of clayey soils, which were not mentioned, 1 think it would be very risky to leave them partially compacted; they could become saturated and therefore have a reduced tensile strength.
A. Rico: Para terminar en lo que a mi intervención respecta, yo quisiera insistir en que me gustaria oir los puntos de vista de J. Deschamps sobre la posibilidad de utilizacián de la tierra armada en obras de vialidad urbana en la zona compresible de la ciudad de M6xico. .
A. Rico: To finish my contribution, 1 would request once more the opinion of J. Deschamps on the possibility of using reinforced earth for structures built in the compressible zone of Mexico City for urban transit projects.
J. Deschamps: La cualidad fundamental de la tierra armada como material de construcción es su flexibilidad, su adaptabilidad a las deformaciones. Sin embargo, hay algunos casos de suelos blandos, y yo creo que el terreno de la Ciudad de México es uno de ellos, en
J. Deschamps: The main advantage of reinforced earth as a construction material is its flexibility, its adaptability to deformations. However, there are certain cases when dealing with soft soils, and 1 think is the case for the Mexico City subsoil, where the
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el que la construcción de macizos de tierra armada plantea problemas.
construction of reinforced earth structures involves some problems.
Entonces convendria buscar alguna solucián en colaboración con los especialistas, con los técnicos que tienen un conocimiento profundo de las condiciones existentes en la Ciudad de México.
This is when it is convenient to search for a solution with the collaboration of experts, with those who have a wide knowledge of the existing conditions in Mexico City.
¿C&no podriamos imaginar una especie de prolongacion de una estructura flexible como la tierra armada hacia abajo? ¿Cbmo darle un apoyo adecuado? Lo que habrfa que imaginar es una subestructura que tuviera cualidades similares a las de la superestructura, es decir, fundamentalmente una gran flexibilidad. A priori, concibo bastante mal prolongar en la cimentación una estructura de tierra armada con, por ejemplo, pilotes rígidos. Habría una discontinuidad de comportamiento.
How could you imagine a possible extension of a flexible structure such as the reinforced earth towards the subsurface? How to support it adequately? 'vlhat we can imagine is a substructure with similar characteristics as those of the superstructure, namely, a great flexibility most of all. Beforehand 1 think it is not advisable to extend to the foundation material a reinforced earth structure by means of, say for instance, rigid piles. A discontinuity in the behavior could then exist.
Este aspecto podría ser un terreno de investigación muy interesante para el futuro. Convendría establecer una colaboración para estudiar este tema, es decir, cómo prolongar la superestructura, de por sí flexible, con técnicas de mejoramiento del subsuelo. En este aspecto, quisiera dejar la palabra a F. Schlosser, quien recientemente presentó en el Congreso de Brighton en Inglaterra, el estado del arte sobre las técnicas modernas de mejoramiento del subsuelo.
This aspect could be a very interesting topic for future research. It could be convenient ta establish a task group of collaborators to deal with this topic, namely the problem of how to extend the already flexible superstructure with methods of stabilizationofthe ground. 1 would ask F. Schlosser, who recently presented a state-of-the-art paper on modern techniques of soil stabilization during a congress in Brighton, U.K., to give us his opinion on this matter.
A. Rico: Antes de que tome la palabra el Prof. Schlosser, hay en la exposición de usted una palabra cuyo alcance no entiendo, que es la palabra "colaboración". ¿No podría usted especificar un poco, Prof. Deschamps, qué quiere decir cuando habla de una "colaboración"?
A. Rico: Before Prof. Schlosser's comnents, 1 noticed in contribution the word "collaboration', the scope of which 1 do not understand. Could you please be more precise, Prof. Oeschamps, on what you mean when referring to this "collaboration"?
J. Oeschamps: Considero que los que estamos sentados en esta Mesa, tenemos un conocimiento bueno, espero convincente, de las estructuras de tierra armada. Otros señores en esta Mesa, más que yo, tienen un excelente conocimiento de la geotecnia en general; entiendo, que para un problema tan difícil como es precisamente el del subsuelo de México, debería estableeerse entre todo este grupo o parte de este grupo una colaboración. Y es en este sentido que lo digo, con geotécnicos, con especialistas, 0 sea, que tengan un conocimiento más fino, más vívido de las características muy especiales del subsuelo de México. Es lo que quiero decir con colaboración.
1 think that those of us sittingonthis ta e ave a good knowledge, a convincing one, about %FP= reinforced earth structures. Other experts of the Panel have a better knowledge of géotechnique than 1 do; 1 understand that for a problem so difficult as that of the subsoil of Mexico City, a collaboration should be established with al1 or at least partofthis group. And what 1 want to stress is the connection with experts on geotechnical aspects who have a better and more refined knowledge of the peculiar characteristics of the subsoil of Mexico City. This is what 1 mean by collaboration.
A. Rico: ¿Quiere usted decir entonces que si algún $iiiZ3de este país tuviera un interés específico en el problema que está hablándose, o sea, de la posible aplicación de estas técnicas en obras de vialidad urbana, si algún grupo -repito-, que trabajase en el ámbito nacional tuviera interés en estudiar las condiciones de aplicación de esta técnica en el caso de las zonas compresibles de la Ciudad de México, ustedes COmo empresa Tierra Armada, estarían dispuestos a dar una colaboración en ese trabajo de investigación y de Búsqueda conjunta? iEs éso lo que usted quiere decir?
A. Rico: 00 you mean then that if a certain group in thTsuntry would have a specific interest in the problem we have been talking about, that is, the possible application of these techniques for structures of the urban transit system, particularly in the compressible zones of Mexico City, you as the company Reinforced Earth would be willing to provide collaboration in such a joint task of research and developtnent? 1s this what you meant?
Sí, y me permito añadir que no solamen.i g%%?grupo Tierra Armada, sino que también pojría participar el Prof. Schlosser para ligar bien la ?rión de superestructura en su interacción con la ,tioestructura.
Yes indeed, and 1 could add to this G-F-? t a not on y Reinforced Earth but alsoProf. Schlosser could participate in order to stablish clearly,the
-;._ ^ o: Correcto. Anora sí quedó claro para mí, mu.cnas gracias. Entonces cedemos la palabra al Prof. Schlosser.
A Rico: Perfect. Now it is already clear for me and -you. It is now the turn of Prof. Schlosser.
concept of interaction of the superstructure with the foundation.
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F. Schlosser: Considero que e 1 problema de mejoramiento de un suelo blando bajo una estructura de tierra armada es muy interesante. Be hecho, en Francia hemos aplicado distintas técnicas y creo que debemos tomar en cuenta dos aspectos que tienen que resolverse por separado: uno se refiere al problema de los estribos de tierra armada, y otro al de los muros de contención tradicionales de tierra armada. En los estribos de puente es necesario reducir los asentamientos y hace falta mejorar la capacidad de soporte del suelo. Con los muros de contención clásicos, el problema fundamental es el de mejorar la capacidad de carga para evitar la falla del suelo de cimentación. Para ello, existen distintos métodos; algunos son muy económicos y otros son más caros. Por ejemplo, en Francia se haoptado por sustituir el suelo tanto como sea posible para el caso de estribos, estando limitados por la posición del nivel freático. También hemos recurrido a técnicas desarrolladas para la construcción-de terraplenes sobre suelos blandos, es decir, los métodos clásicos de construcción por etapas, instalaciones de drenaje, etc. También es posible emplear agregados ligeros o material de relleno ligero para reducir el peso de la masa de tierra armada y se ha hecho con éxito en algunos casos donde el problema era algo difícil. Creo que una última técnica que resulta muy interesante se refiere a las columnas de piedra..Este método tiene la ventaja de podcrmejorar el suelo de cimentación aunque moderadamente. Se puede mejorar en la medida que uno lo desee, disminuyéndose los asentamientos aunque también se reduce la rapidez de deformación ya que las columnas de piedra tienen dos funciones: una como refuerzo en la dirección vertical y la otra como drenes también en dirección vertical. Por eso pienso que esta técnica es muy buena para usarse en cimentaciones de estructuras de tierra armada. En Francia se ha empleado con éxito en los estribos de dos puentes y creo que en los Estados-Unidos se tienen dos o tres aplicaciones, en este caso no en estribos de puentes, sino más bien en muros de contención convencionales.
F. Schlosser: 1 think that the problem of improving a soft sol1 under a reinforced earth structure is a very interesting one. In fact, we have used different techniques in France and 1 think tnat we must consider that there are two problems to be solved separately: the problem of the reinforced earth abutments, and the problem of the classical reinforced earth retaining walls. With bridge abutments it is necessary to reduce the settlements and it is needed to improve the bearing capacity of the soil. With the classical reinforced earth retaining Wall, the essential problem is to improve the bearing capacity in order to have no failure of the foundation soil. And there are different techniques which can be used; some are very cheap and some more exnensive. For instance, under bridge abutments, we have used in France replacement of the soil as much as possible; the limitation being the water table level. And we have also used the techniques which are related to the construction of embankments on soft soils: that is the classical techniques of construction by stages, drains and so on. It is also possible to use light aggregate or light fil1 material in order to reduce the weight of the reinforced earth mass and this has been used with success in some cases where the problem was somewhat difficult. 1 think that one last technique which is a very interesting one, is the stone columns technique. This technique has the advantage to improve the foundation soil, but to improve it moderately. You can improve it as much as you want or reduce the settlements but you also reduce the time of settlemnt, because the stone columns play two roles: a role of reinforcement in the vertical direction and the role of drains also in this vertical direction. So 1 think that this technique is a very good one to use for reinforced earth foundations. In France it has been used successfully for two bridge abutments and Ithink that in the United States it has been used two or three times, not for bridge abutments, but for classical retaining walls.
Se ve entonces que existe una gran variedad de métodos que se pueden aplicar a la tierra armada apoyada en suelos blandos y, de hecho, no hay problemas irresoluoles, ya que siempre es posible encontrar una solución. El problema es de tipo económico, aunque desde el punto de vista técnico existe la posibilidad muy interesante de tener estructuras de tierra anada cimentadas en suelo blandos.
So there is a large range of different techniques, which can be used for reinforced earth on soft soils and in fact, 1 think that no problem is unsolvable and there is always some solution. The problem is economical, but from a technical point of view there isavery interesting possibility of using reinforced earth on soft soils.
G. Auvinet: Quisiera hacer una última preguna muy general quizá, tanto al Prof. Schlosser COIIIO al Prof. Mitchell: "¿Cuál es en su opinión el futuro de la tierra armada?"
G. Auvinet: 1 would like to make a final question, perhaps of a general nature, to both Prof. Schlosser and Prof. Mitchell: "Which is in your opinion the future of reinforced earth?"
Esa es una pregunta muy interesante; creo V. Elias: mufuturo tal como lo vemos en Norteamérica estará en desarrollar nuevos tipos de estructuras para otros usos como los mostrados anteriormente, en las áreas de almacenamiento de minerales, aplicaciones en minería y en la industria, etc., y creo que el futuro no está en manos de los miembros del grupo de Tierra Armada sino más bien en la profesión de ingeniería. Esto se debe a que su-imaginación es la que va a acrecentar el número de aplicaciones potenciales de la tierra armada, ya que ellos constituyen un gran núcleo de profesionistas mientras que nosotros somos unos cuantos. Por tanto la respuesta está desde muchos puntos de vista enlacomunidad ingenieril.
V. Elias: That is a very interesting question. 1 have ayoung children, so 1 hope the future is good. But 1 think that the future as we see it in North kaerica will be in adding types of structures of different uses such as 1 have shown early this morning, in ore storage, in mining applicatlons, ihdustrial applications; and 1 think that the future is not up to the members of the Reinforced Earth group, buttothe engineering profession. Because it is their imagination that is going to increase the potential uses of reinforced earth. Because there is a large profession and there are very few of us. So in many ways the answer really lies within the engineering profession.
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Espero que si ellos comprenden la elegancia de esta técnica y empiezan a apreciar sus a _ ventajas técnicas, poaran.c;contrarmuchas otras aplicaciones que nosotros no hublesemos ni siquiera soñado.
And I hope that if they understand the elegante of the technique and begin to appreciate its technical merits they will find many applications that we in no way could possible have the time to dream up.
J.K. Mitchell: Estaba a punto de responder a su pregunta con una sola palabra: brillante. Esta mañana hice notar que se puede hablar de refuerzo de suelos y de tierra armada y quisiera abundar en esto por un momento, si me lo pemGten. Nos hemos concentrado en tierra armada aunque el Prof. Schlosser nos acaba de mencionar algunos otros tipos de refuerzo de suelos y creo que el futuro de estos últimos es iqualmente brillante. Creo que a medida que nos enfreniamos cada vez mas con sitios mas difíciles. tendra oue aumentar la necesidad de usar estas técnicas y si-es posible quisiera hacer un llamado personal para obtener informacibn sobre algunos de estos puntos. El prbximo mes de junio tendrá lugar en Estocolmo el X Congreso Internacional de Mecánica de Suelos y Cimentaciones en el cual habrá una sesiõn plenaria sobre mejoramiento de suelos en la que muchos de estos métodos se comentaran. Por este motivo estamos preparando un estado actual del conocimiento resumiendo sobre todo los casos reales de interés, en los cuales se han tenido experiencias favorables. Mi solicitud es para conseguir cualquier información que.se tenga en la ciudad de México, en cualquier otra parte de la República Mexicana o en cualquier parte del mundo, que ustedes conozcan y que pueda ser útil en la preparacibn de este trabajo.
J.K. Hitchell: 1 was going to answer your question with one word: bright for the future. And 1 began this morning by noting that there is earth reinforcement and there is reinforced earth and 1 would like to go back to that for just a second, if 1 may. We have concentrated on reinforced earth but Prof. Schlosser has just indicated some other types of earth reinforcement and 1 think that the future for those is equally bright. And 1 think that if we are faced more and more with difficult sites the need to use these techniques is going to increase and, if 1 may, 1 would like to make a personal appeal for information on someofthese thinos. Next June in Stockholm is the Tenth Internationál Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering and there will be at that conference a Main Session on Soil Improvement in which many of these methods will be dealt with. And for that purpose we are preparing a State of the Art sumnarizing particularly good specific case histories, from which good lessons have been learned. And my appeal is for any information that might be available here from Mexico City or anywhere else in Mexico, or anywhere else in the world that you might be aware of, that would be useful for preparation of that report.
R.J. Marsal: Yo diria que el futuro ser& brillante en la medida en que no la tierra armada, sino el refuerzo de tierra, sea investigado correctamente. La tierra armada en este momento y los otros procedimientos, están en una etapa que me recuerda mucho lo que pasó con el concreto hacia princip'os de siglo y luego lo que ha ocurrido con la mecanica de suelos, en que con f6rmulas simples resolvfamos problemas, hasta que empezamos a tener ciertos temores porque las estructuras mostraban deformaciones que consider&bamos inesperadas. Deben suponer que lo mismo va a ocurrir con este tema, fascinante por cierto, y que requiere un esfuerzo de verdad concentrado y serio, no ~610 en el laboratorio. Se requerirá el laboratorio, se requerird la observación, y se requerir5 el cblculo. Estamos viendo que el método del elemento finito adaptado correctamente a este caso, y para los casos de estados a los que puede estar sometida una masa de tierra armada, es muy adecuado. De manera que creo, con los antecedentes que se tienen, que hay un campo muy amplio de estudio e investigación y que en la medida en que esto progrese, las personas van a ver cada vez mbs allá de las posibilidades de armar la tierra. Creo que ahT está uno de los puntos importantes del éxitc.
R.J. Marsal: 1 would say that the future will be bright provided not the reinforced earth but earth reinforcement be correctly investigated. Reinforced earth and the other techniques are in this moment in a stage that makes me recall what happened with concrete at the beginning of the century and later on what has occurred with soil mechanics, where with simple equations we could solve problems, until we started to have some fear because the structures were developing defonnations that we considered unexpected. You should assume that scmething similar is going to happen in this topic, fascinating indeed, and which implies a serious concentrated effort although not only in the laboratory. The laboratory will be needed, butalsothe observation and the design. We have realized that the finite element method adapted correctly to this technique and compatible with those states to which a mass of reinforced earth can be subjected to, can be very adeauate. Therefore. 1 believe that with the orevious experience there is-an ample field ofstudyaid research and that as it progresses, the users can go beyond the existing possibilities of soil reinforcement. 1 think this is one of the important pointstoachieve success.
F. Schlosser: Creo que la idea de la tierra armada ha abierto nuevas posibilidades en la mecanica de suelos, congruentes con este tipo de material compuesto. Existe la posibilidad de emplear suelos friccionantes o suelos con muy baja cohesión y de aumentar esta cohesión sólo en ciertas direcciones, y no en todas direcciones como se logra por ejemplo con el inyectado. Creo que esto constituye una nueva idea, y un nuevo método y estoy seguro de que no todas las posibilidades se han investigado. Considero que por ejemplo, hasta ahora la tierra armada ha sido una técnica aplicada esencialmente a terraplenes pero cuando se hace intervenir un suelo ,&I bti, también existe la posibilidad de reforzarlo de distintas maneras; por ejemplo, las columnas de piedra se pueden considerar como el refuerzo de una zona de desplante.
F. Schlosser: 1 think that the idea of the reinforced earth has brought in a new possibility in soil meohanics. It goes with this kind-of composjte material. We have a oossibilitv to use cohesionless soils or soils with a iery small"cohesion and to increase this cohesion only in some directions, not in al1 the directions as it is done with, for instance, by grouting. And this is, 1 think, a new idea, this is a new way and it is sure, that al1 the possibilities have not been investigated. 1 consider that, for instance, for the time being the reinforced earth is a technique which is essentially dealing with embankments, but when you consider an k-b& soil, there is alsoa possibility of reinforcing by different manners; for instance, stone columns can be considered as a reinforcement of the foundation zone.
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Se han hecho muchas investigaciones de la tierra atmada con la colaboraci6n de diferentes universidades y laboratorios y de la compailfa Tierra Armada. Creo que esto es muy bueno y debemos apoyar este tipo de trabajo. En los próximos 10 aíios se desarrollar6 gran cantidad de investiqaciones en todo tioo de refuerzos asi como en la tierrá armada, ya que tambi6n existen algunas pautas que deben seguir los investigadores. Por ejemplo, el diseílo sismico; no sabemos exactamente c6mo diseñar la geometría de cualquier masa de tierra armada; debemos aumentar nuestras posibilidades de diseño de tierra armada, agregando por ejemplo una losa.
A lot of research has been done onthereinforced earth with the collaboration of different universities. different laboratories, and the Reinforced Earth Company. 1 think that this is also very good and we have to encourage this type of work. In the next ten years a lot of research will be done on al1 the types of reinforcements and a lot of research will be doneon reinforced earth as well because there are alsosomedirections in which research must be made. For instance seismic design; we do not know exactly how to design any geometry of reinforced earth mass; we have to increase our possibility of designing reinforced earth, for instance, with a slab.
Estoy seguro de que podra ir aumentando nuestro conocimiento sobre el comportamiento de este tipo de material y se irdn ampliando las posibilidades no ~610 de la tierra armada sino tambi6n del refuerzo de sueTos en terminos generales.
And 1 am sure that progressively we will increase our knowledge of the behavior of this type of material and extend the possibility of reinforced earth and extend also the possibilities of reinforcement generally speaking.
4. CLAUSURA
4. CLOSURE
G. Auvinet: Muchas gracias. Para terminar, el Ing. Carlos Orozco, Presidente de la Sociedad Mexicana de Mecdnica de Suelos y Cimentaciones, va a tomar la palabra.
G. Auvinet: Thank you. Before the session is adjourned, Mr. Carlos Orozco, President of the Mexican Society for Soil Mechanics, will address a few words.
C. Orozco: Hemos cumplido otra jornada mds de nuestra Sociedad. Esta jornada ha sido mds prolongada que lo que esperábamos, y también ha resultado obviamente mucho mbs apasionante.
C. Orozco: We have already finished another task of our Society. This endeavour has extended longer than expected and it has obviously resulted much more exciting.
La idea, el tema que hemos tocado, nos ha invitado a muchos a la meditaciõn y a la investigación. Como casi todas las ideas de mecdnica de suelos, la idea de la tierra reforzada, es una idea sencilla. Sin embargo, cabe meditar: "hemos desarrollado la tecnologia del cemento, del concreto, del concreto reforzado, del concreto preesforzado, y en el caso de tierra que tenemos al alcance de la mano, todos los dias (hace muchos años que el hombre ha conocido los adobes y las chinampas,.que se mencionaron aqui) y vemos que no hemos desarrollado la técnica de su refuerzo. En México no hay realizaciones de tierra armada todavía, por lo que as5 quedó establecido. Estamos por iniciarlas. Tal parece que nos gustan las cosas dificiles, nos gusta desarrollar técnicas que nos cuesten trabajo, que requieran de muchas f6nnulas; parece que las ideas sencillas nos hacen sentir poco importantes. Yo creo que este tema nos ha hecho pensar mucho a todos y ojalá nos haga pensar mas todavía, no ~610 dentro de la tie'rra armada, sino en general, dentro del desarrollo de nuestra profesián.
The idea, the topic that we have discussed has suggested to many of us to give it some thought and investigation. Just like happens with almost al1 the ideas developed in soil mechanics, the idea of reinforced earth is quite simple. However, the following comes as a thought: "we have developed the technology for cement, concrete, reinforced concrete, prestressed concrete, and in the case of soils that we have readily available, that we see every day (man has known for a good many years the use of adobe and of floating platforms, as it was mentioned before), we notice that we have not developed the technique for their reinforcement. There are not any undertakings in Mexico involving reinforced earth, yet, or at least this was so established. We are about to start. It.lopks as though we like difficult things, we like to develop techniques involving great effort and a lot of formulas; it seems that simple ideas make us feel less important. 1 think this topic has resulted in personal reflections for al1 of us and 1 hope we can look still forward towards not only reinforced earth butingeneral, towards the progress of our profession.
Los que tenemos la fortuna de dedicarnos a las obras hidrdulicas, estuvimos muy preocupados durantelas primeras tres sesiones. En la primera no se tocó el tema de las obras hidráulicas mds que muy someramente. En la segunda, prácticamente no se tocb, y al concluir la tercera, creimos que la tierra armada solamente tenis campo de acción en las obras urbanas. Sin embargo, en la cuarta sesión nos hemos tranquilizado. Debemos, los que estamos en esa área, pensar que la tierra armada podr8 ser útil para nosotros de alguna manera.
Those of us who have the opportunity to deal with hydraulic structures were quite concerned during the three first sessions. In the first one, the topic of. hydraulic works was not comnented upon, except very lightly. During the second, it was not practically considered and when the third was finished we thought that reinforced earth could be only applied to urban projects. However, following the fourth session things went better. Those who belong to this area should start thinking thaf reinforced earth could be a valuable tool for us in sane way.
No nos queda mds que agradecer primero, a todos los senores relatores, el trabajo que se tomaron para la
We have only left to express our appreciation first of al1 to al1 of the panelists for al1 their effort in
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preparacibn y la exposición de su trabajo. No escapa a nosotros que algunos de ustedes tuvieronquehacer viajes largos. A los señores Presidentes y a los señores Secretarios, les agradecemos infinitamente el haber aceptado la invitación, el haber colaborado con nosotros al haber llevado esta Reuni6n en forma tan brillante, tan interesante para todos nosotros. Específicamente quiero agradecer a Gabriel Auvinet, Vicepresidente de la Sociedad, la labor que realizo desde noviembre del año pasado, para la organizacion.
preparing and presenting their contributions. It is a fact that some of you had to make a long trip to attend. We thank you for having been with us. We also acknowledge the participation of the chairmen and session secretaries, and appreciate very much for having accepted our invitation, and for their collaboration in having achieved a success of this meeting, which became so interesting for al1 of us. Particularly thanks are expressed to Gabriel Auvinet, Vicepresident of our Society, for al1 the work involved in the organization, going back ta November of last year.
Y obviamente agradezco la presencia de todos ustedes, sin la cual, nuestras Reuniones no tendrían ningún sentido. Es gracias a ustedes y a su participación, y gracias a esas preguntas sencillas pero muy críticas y concisas, que se logró el éxito que ha sobrepasado en rmcho lo que esperábamos. Muchas gracias a todos ustedes.
And, last but not the least, 1 thank al1 of you for your presente, without which our meetings would not be of any value. It is because of you, and of your participation, and thanks to those simple questions but very critica1 and concise, that success was achieved, exceeding by far al1 of our expectations. 1 thank al1 of you.
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Reseña del simposio Symposlum
occounf
El simposio tuvo verificativo el ll de julio de 1980 en el auditorio del Museo Tecnológico de la Comisión Federal de Electricidad, en la ciudad de México.
The Symposium was held on July ll, 1980 at the audito. rium of the Museo TecnolBgico de la Comisión Federal de Electricidad, in Mexico City.
Principió a las 9:00 hs con una ceremonia de apertura presidida por el Inq. Gustavo del Río San Vicente. Director General de Servicios Técnicos de la Secretaría de Asentamientos Humanos y Obras Públicas.
It started dt 9:00 hs with an opening ceremony presided bv Mr. Gustavo del Río San Vicente. Director General-of Technical Services of the Ministry of Human Settlemrnts and Public Works.
La primera sesión se desarrolló bajo la presidencia del Prof. R.J. Marsal. Los relatores F. Schlosser v J.K. Mitchell presentaron el estado actual-del conocimiento en cuanto a conceptos básicos, criterios de diseño e investigaciones recientes.
Prof. R.J. Marsa1 was the chairman of Session 1. Panel members F. Schlosser and J.K. Mitchell presented the state of the art of basic concepts, design criteria and recent research on reinforced earth.
Después de un breve receso, en la segunda sesión, bajo la presidencia del Inq. A. Moreno. los relatores J. Deschamps y V. Elias ilustraron cÓn numerosas diapositivas las realizaciones, los aspectos constructivos y las experiencias de comportamiento de macizos de tierra armada. Al término de la segunda sesión, se sirvió una comida a los asistentes, en el restaurante del propio Museo Tecnológico.
Following a brief adjournment, Session II took place presided by Mr. A. Moreno; panelists J. Deschamps and V. Elias illustrated with numerous slides case histories, constructive aspects and experiences gained from the performance of reinforced earth masses. When the second session was adjourned a lunch was served to the participants at the cafeteria of the Museo Tecnológico.
Por la tarde, el simposio continuó con la Sesión III, presidida por el Ing. A. Rico durante la cual L.8. Rodríguez y A. Olivera Bustamante presentaron dos proyectos en los que se ha aplicado la técnica de tierra armada en México. Por su parte,A.León de la Barra se refirió a aspectos prácticos y económicos del uso de la tierra armada en nuestro medio.
Session III was scheduled for the afternoon and Mr. A. Rico acted as chairman; Messrs. L.8. Rodríguez and A. Olivera Bustamante presented two projects where the reinforced earth technique has been employedin Mexico. The third panelist, Mr. A. León de la Sarra cosunented upon the practica1 and economical aspects of the use of reinforced earth in our country.
Después de un receso, se realizó una mesa redonaa con participación de los presidentes y relatores de las tres sesiones. El desarrollo de esta parte estuvo a cargo del Ing. G. Auvinet, moderador. Se dió respuesta a las preguntas del público y se establecieron conclusiones. La reunión terminó a las 18:30 hs.
After a coffee break, the discussion period started with the participation of the chairmen and panelists of the three main sessions, where Mr. G. Auvinet was the moderator. Duestions from the audience were answered and conclusions were prepared. The event was adjourned at 18:30 hs.
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PUBLICACIONES DE LA SOCIEDAD MEXICANA DE MECANICA DE SUELOS, A,C,
PUBLICATIONS OF THE MEXICAN SOCIETY FOR SOIL MECHANICS
001 PRIMER CONGRESO PANAMERICANO DE MECANICA DE SUELOS E INGENIERIA OE CIMENTACIONES, MEXICO, 1959
001 FIRST PANAMERICAN CONFERENCE ON SOIL MECHANICS AND FOUNDATION ENGINEERING. MEXICO, 1959
Las memorias de este Congreso se editaron en tres volúmenes. El primero contiene 23 trabajos sobre cimentaciones. El segundo, 25 trabajos sobre terraplenes, presas de tierra y otros temas. El tercero incluye las conferencias especiales, el informe de las sesiones y la reseNa del evento. Espailol e inglés. Tres volúmenes; 1405 páginas; 456 figuras; 24 x 19 an; México, 1959
$ l,OOO.OO M.N.
The proceedings of this Conference are gathered in three volumes. Thefirst contains 23 papers on fqundations; thececond, 25 papers on embankments, earth dams and other topics, and the third presents the specìal lectures, an account of the sessions and a pictoria? report. English and Spanish. Three volumes; 1405 pages; 456 figures; 24.x 19 cm; Mexico, 1959 $ 33.00 USD
002 SEPTIMD CONGRESO INTERNACIONAL DE MECANICA DE SUELOS E INGENIERIA DE CIMENTACIONES, MEXICO, 1969 ISSN: MX 0074-3313
002 SEVENTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON SOIL MECHANICS AND FOUNDATION.bNGINEERING, MEXICO, 1969 ISSN: MX 0074-3313
Las memorias constan de cuatro volúmenes siendo uno de ellos el Estado de Arte. Este último cubre los temas de las sesiones principales: Caractcrísticas esfuerzo, deformación y resistencia; Cimentaciones de edificios en arcilla; Presas de tierra y enrocamiento; Excavaciones profundas y túneles en suelos blandos; Estabilidad de taludes naturales y cimentaciones de terraplenes. Los volúmenes 1 y II contienen cerca de 146 trabajos sobre aspectos particulares relacionados con los temas mencionados. El volumen III contiene las minutas de la reunión del Comité Ejecutivo, reportes y resúmenes de sesiones técnicas y de 18 sesiones especiales. Artículos escritos en inglés o francés. Cuatro volúmenes; 2111 páginas; 1704 figuras; 28.5 x 21.5 cm; México, 1969
The proceedings are in four volumes, including the State-of-the-Art volume. This latter covers the following topics, prepared by the general reporters of each of the Main Sessions: Stress-Deformation and Strength.Characteristics, Foundations of Buildings in Clay, Earth and Rockfill Dams, Deep Excavations and Tunnelling in Soft Ground, and Stability of Natural Slopes and Embankment Foundations. In the first and second volumes about 146 papers are ctyvered, al1 of which deal with particular aspe& of the above topics. The third volume contains minutes of the Executive Comnittee Meetings, general reports, record of technical sessions and the 18 specialty sessions. English and French. Four volumes; 2111 pages; 1704 figures; 28.5 x 21.5 cm; hard cover; Mexico, 1969 f 50.00 USD
$ 2,700.OO M.N. 003 EXPERIENCIAS EN PROYECTOS HIDROELECTRICOS
003 NOTES UPON HYDROELECTRIC WORKS UNDERTAKEN INMEXICO Material of interest to engineers concerned with the design and construction of hydroelectric projects is presented. Emphasis is placed upon the dan) and its appurtenant structures. Topics covered include free board, flood control during construction, foundation treatment, stability of natural and artificial slopes and the performanceofspillways discharging into tunnels, and discussions of incidents of coaaaon occurrence. Oescriptions are given in detail of dams built by the Federal Electricity Collrnission (CFE) as well as of instrumants developed by CFE for observing the behavior OC earth and rockftll dams.
Esta publicación de la Comisión Federal de Electricidad, presenta material concerniente al diseño y construcción de proyectos hidroeléctricos. Se da enfasis a la presa y sus estructuras complementarias. Los temas tratados incluyen bordo libre, control de avenidas durante la construcción, tratamiento de cimentaciones, estabilidad de taludes naturales y artificiales y funcionamiento de túneles vertedores y la discusión de incidentes de frecuente ocurrencia. Se describen con detalle las presas construidas por la CFE, as1 como los dtodos desarrollados para observar el comportamiento de ks presas de tierra y enrocamiento.
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EspaNol e inglés. Un volumen; 110 páginas; 64 figuras; 28 x 21.5 cm; México, 1969
English and Spanish. One volume; 110 pages; 64 figures; 28 x 21.5 cm; soft bound; Mexico, 1969
$ 250.00 M.N.
$ 5.00 USD
004 METRO. TREN SUBTERRANEO DE LA CIUDAD DE MEXICO
004 MEXICO CITY "METRO"
Este libro consta de dos partes: la primera da una descripción general del diseNo y operación del Metro; la segunda trata los aspectos de mecánica de suelos, procedimientos de construcción, consideraciones sísmicas y el efecto del hundimiento regional de la ciudad sobre el mismo. Se publican los comentarios relacionados con la investigación del subsuelo, los criterios aplicados al diseño estructural, presiones de tierra horizontales y el análisis de la estabilidad de taludes y del fondo de excavaciones. Inglés. Un volumen; 53 páginas, 54 figuras: 28 x 21.5 cm; México, 1969 .
This volume published by the Mass Transport Authority of the Government of Mexico City, consists of two parts: the first gives a general description of the design and operation of the subway, while the second deals with aspects of soil mechanics, construction procedures, seismic considerations and the effect of the regional subsidence of the City on the subway. Comnents are provided upon investigation of the subsoil, the criteria applied to structural design, horizontal earth pressures and to the stability analysis of slopes and of the bottom of excavations. English. One volume; 53 pages; 54 figures; 28 x 21.5 cm; Mexico, 1969
$ 200.00 M.N.
$ 4.00 USD
005 NABOR CARRILLO: EL HUNDIMIENTO DE LA CIUDAD DE MEXICO Y PROYECTO TEXCOCO Este volumen consta de cuatro partes. La primera, escrita por el Prof. Arthur Casagrande, describe a Nabor Carrillo y su labor sobresaliente dentro de lq mecánica de suelos. La segunda contiene tres trabajos clásicos de mecánica de suelos elaborados por N. Carrillo. La tercera presenta las observaciones y análisis del hundimiento de la ciudad de México. Finalmente, hay una sección dedicada al Proyecto Texcoco, una de las más brillantes contribuciones de Carrillo a la mecánica de suelos aplicada. Incluye el informe de la investigación llevada a cabo en la zona del Lago de Texcoco, precedida por una introducción que establece los objetivos del proyecto.
005 NABOR CARRILLO: THE SUBSIDENCE OF MEXICO CITY, AND TEXCOCO PROJECT This volume, published by the Texcoco Project to honor the memory of Nabor Carrillo, comprises four parts: the first. entitled Nabor Carrillo and Soil Mechanics, written by Prof. A. Casagrande, gives an account of Carrillo himself and his outstanding achievements in Soil Mechanics. The second consists of three important papers on Soil Mechanics contributed by Carrillo. The third updates the observations and analyses of the subsidence of Mexico City. Finally, there is a section devoted to the Texcoco Project, one of Carrillo's last and most brilliant contributions to Applied Soil Mechanics. This includes accounts of the research carried out in the Lake Texcoco zone and is preceded by an introduction which establishes the objectives of the project. English and Spanish. One volune; 328 pages; 179 figures; 29 x 21.5 cm; Mexico, 1969
EspaRol e inglés. Un volumen; 328 páginas; 179 figuras; 29 x 21.5 cm; México, 1969 $ 300.00 M.N. 006 INTERCEPTORES PROFUNDOS Y EL EMISOR CENTRAL DE LA CIUDAD DE MEXICO Esta publicación contiene los estudios llevados a cabo en los campos de hidrología, geología, mecánica de suelos y diseíio estructural, para el análisis y solución de problemas involucrados en la construcción de túneles en condiciones difíciles del subsuelo. El perfil geológico va desde arcillas muy blandas hasta formaciones rocosas. Se incluye una descripción del proyecto y métodos de construcción usados en túneles y lumbreras.
$ 6.00 USD 006 DEEP INTERCEPTING CONDUITS AND CENTRAL OUTFALL. MEXICO CITY This publication by the Deparwnt of Hydraulic Works of the Mexico City Govemmt, deals with the studies carried out in the fields of hydrology, geology, soil mechanics and structural design towards the analysis and solution of the problems involved in the construction of the tunnels through difficult subsoil-conditions. The geological profile runs from very soft clays to rock formations. The paper includes a description of the project and of the construction methods used in tunnels and shafts.
EspaRol e inglés. Un volumen; 55 páginas; 38 figuras; 28 x 21.5 cm; México, 1969 $ 200.00 M.N. 008 COMPORTAMIENTO DE PRESAS CONSTRUIDAS EN MEXICO La Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos y la Comisión Federal de Electricidad patrocinaron la publicación del estudio preparado en el Instituto de Ingeniería, UNAM y que se presenta en este volumen para: 1) analizar cuantitativamente los registros instrumentales del comportamiento de 12 presas mexicanas (ocho de tierra y cuatro de concreto), para las cuales se tienen datos que cubren entre 4 y 15 años de observaciones; 2) compa-
English and Spanish. One volume; 55 pages; 38 figures; 28 x 21.5 cm; Mexico, 1969 $ 4.00 USD 008 BEHAVIOR OF DAMS BUILT IN MXICO The study presented in this publication was made at the Institute of Engineering of the National University of Mexico and was sponsored by the Ministry of Hydraulic Resources and the Federal Elec-
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rar el comportamiento observado con la predicción de diversos modelos teóricos; y 3) desentraBar algunos fenómenos no previstos por los métodos de análisis disponibles.
tricity Conanission, both agencies responsible for the construction of large dams in Mexico. The be. . havior of eight embankment dams and four concrete dams is analized quantitatively on the basis of instrumental records covering from 4 to 15 years of field observation;; this behavior is compared with predictions backed by various theoretical models.
Espaiiol e inglés. Un volumen; 581 pá inas; 373 figuras; 34 fotografías; 28 x 21 cm; M% xico, 1976 $ 750.00 M.N.
English and Spanish. One volume; 581 pages; 373 figures; 34 photographs; 21.8 x 28.3 cm; Mexico, 1976 $ 25.00 USD
009 CIMIENTOS PROFUNDOS COLADOS EN SITIO Memorias de la reunión conjunta SMMS-Association of Drilled Shaft Contractors (EUA). La publicación está dividida en cuatro partes y contiene las contribuciones preparadas expresamente para esta reunión. Se incluyen los trabajos de los dos conferencistas huésped L.C. Reese y L. Zeevaert, los trabajos presentados por los panelistas y la discusión, así como contribuciones que complementan el tema tratado.
009 CAST- IN-PLACE DEEP FOUNDATIONS The proceedings of the Joint Meeting of the Mexican Society for Soil Mechanics and the Association of Drilled Shaft Contractors (USA), are divided into four parts and comprise exclusively papers prepared by the participants, especially for this meeting. It contains the reports of the two guest lecturers, the papers submitted by the panelists and the ensuing discussion, as well as contributions that supplement the topic. English and Spanish. One volume; 174 pages; 42 figures; 13 photographs; 17 x 23 cm; Mexico, 1976 $ 9.00 USD
EspaiTol e inglés. Un volumen; 174 páginas; 42 figuras; 13 fotografías; 23 x 17 cm; México, 1976 $ 350.00 M.N. 010 PROBLEMAS DE FISICA DEL SUELO por Arpád Kézdi, Universidad Técnica de Budapest, Hungría La obra es una contribución al mejor entendimiento de las propiedades de materiales granulares como función de relaciones volumétricas de un sistema de tres fases. Trata: 1) Clasificación de suelos y calificación; 2) distribución de partículas y de vacíos; 3) distribución granulométrica y compactación; 4) algunas propiedades de suelos de transición; 5) problemas de resistencia; y 6) casos de movimiento de fases, expresados en función de la composición de fases.
010 PRO@LEMS IN SOIL PHYSICS, by Arpád Kézdi. Technical University of Budapest, Hungary Proceedings of a lecture delivered at the National University of Mexico. This is a contribution of the author to a better understanding and knowledge of the properties of granular materials in terms of volume relationships of a system having three different phases. Topics covered include soil classification and qualification, distribution of grains and voids, grain size distribution and compactibility; some properties of transition soils, problems of strength and cases of phase movement, expressed as functions of phase composition.
Espafiol e inglés. Un volumen; 69 páginas; 29 figuras; 22.5 x 16.5 cm; México, 1976 $ 200.00 M.N. 011 VOCABULARIO DE MECANICA DE SUELOS Este vocabulario contiene 2231 vocablos en inglés con su traducción al espaííol, portugués y francés. Las versiones en espaliol comprenden términos locales usados en algunos países de Latinoamérica, comparándolos con los propuestos por España y Portugal. El vocabulario está basado en la primera edición del léxico técnico en 6 idiomas, publicado en Suiza en 1954, el cual se complementó con un gran número de nuevos vocablos. Esta publicación fue preparada y patrocinada por el Instituto de Ingeniería, UNAM.
English and Spanish. One volume; 69 pages; 29 figures; 16.5 x 22.5 cm; Mexico, 1976 $ 6.00 USD 011 SOIL MECHANICS GLOSSARY-TERMS USED AMERICA
IN LATIN
This volume contains 2231 entries in English accompanied by Spanish, Portuguese and French translations. The Spanish and Portuguese versions include local usages of different countries in Latin America as compared with the tetms proposed by Spain and Portugal. This publication was prepared and sponsored by the Institute of Engineering, National University of Mexico. English, Spanish, Portuguese and French. One volume; 95 pages; 21.8 x 28.3 cm; soft bound; Mexico, 1977 $ 9.00 USD
Inglés, espafiol, portugués y francés. Un volumen; 95 páginas; 28.3 x 21.8 cm; México, 1977 $ 300.00 M.N. 012 EL SUBSUELO Y LA INGENIERIA DE CIMENTACIONES EN EL AREA URBANA DEL VALLE DE MEXICO Las memorias de este Simposio constan de tres partes: 1) Información estratigráfica del área urbana del Valle de México, incluyendo zonas de reciente desarrollo; y 2) lo relacionado con las grietas regionales "La Florida" y "Echegaray", desarrolladas en los fraccionamientos del mismo nombre. En la última parte se discute el fenómeno de fricción negativa en cimentaciones profundas.
015 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON SOIL MECHANICS The proceedings are in two volumes. The first contains the papers ofthe general reporters of the Main Sessions: .G.F. Souen on- Application of re-
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Espaílol. Un volumen; 259 páginas; 222 figuras; 66 fotografías; 27 x 21 cm; )L#xico, 1978 $ 400.00 M.N. 013 SIMPOSIO SOBRE ALMACENAMIENTOS PEQUEÑOS La obra consta de cuatro partes: 1) Aspectos de mecdnica de suelos, geología. hidrología e hidráulica, referentes al diseilo y construcción de presas pequeñas; 2) experiencias de la Secretarla de Agricultura y Recursos Hidráulicos, la Universidad Autónoma de Chapingo y la iniciativa privada. Las partes 3 y 4 incluyen aportaciones al tema y la reseiia del evento. Espaíiol. Un volumen; 174 phginas; 96 figuras; 17 tablas; 28 x 21 cm; México, 1975 $ 350.00 M.N. 015 SIMPOSIO INTERNACIONAL OE MECANICA DE SUELOS, OAXACA, 1979 La obra consta de dos volúmenes: el primero contiene trabajos realizados por los relatores generales y las contribuciones de los panelistas de las tres sesiones relativas a: 1) Aplicación de las propiedades índice y de los resultados de los sondeos de exploración a los problemas de ingeniería de suelos (G.F. Sowers); 2) comportamiento geot&nico de lutitas arcillosas (N.R. Morgenstem); 3) mecanismos de falla en estructuras térreas naturales y hechas por el hombre (N. Janbu). Las contribuciones adicionales, la conferencia de apertura de D. Reséndiz y las minutas de la reunión del Comité Ejecutivo de la Sociedad Internacional de Mecánica de Suelos, se recogen en el segundo volumen.
016 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON MARINE SOIL MECHANICS Main topics discussed include geophysical exploration, sampling and mechanical properties of marine soils; in-situ testing; Siquefaction of marine granular soils; design of pile foundations for marine structures and geotechnical aspects; performance records; and instrumentation. Opening address and special closure lecture by F. Hiriart. Finally, contributions presented by international experts are included in Volume II.
$ 25.00 USD 025 THE SELECTION OF SOIL PARAMETERS FOR THE DESIGN OF FOUNDATIONS by Ralph B. Peck, Proceedings of the Second Nabor Carrillo Lecture The lecture describes, by means of case histories and examples, the "observational" approach to foundation design that makes optimum use of al1 available information and at the same time, avoids any unnecessary expenditures. Geological reasoning and evidente, geophysical methods, general knowledge of the properties of soil materials and their interrelationship, as well as knowledge of the behavior of existing structures are highlighted. EnglishorSpanish. One volume; 80 pages; 17 figures; 15.5 x 23 cm; soft bound; Mexico, 1974
$ 1,200.OO M.N. 016 SIMPOSIO INTERNACIONAL DE MECANICA DE SUELOS MARINOS Los temas tratados incluyen exploración geofísica, muestreo y propiedades de suelos marinos; ensayes in situ; licuación de suelos granulares marinos; diseilo de cimentaciones piloteadas para estructuras marinas y aspectos geot&nicos; registros de comportamiento; e instrumentación. El tomo II contiene los discursos de presentación y apertura, la conferencia especial de clausura de F. Hiriart y las contribuciones de especialistas internacionales, complementarias a los temas tratados en el Tomo 1. Contribuciones escritas en espaiíol o ingles. Dos volúmenes; 245 páginas; 213 figuras; 27.5 x 21 cm; México, 1980 $ 600.00 M.N. DE
$ 25.00 USD
Papers written in either English or Spanish. Two volumes; 245 pages; 213 figures; 27.5 x 21 cm; soft bound; Mexico. 1980
Contribuciones escritas en inglés, francés o espaNol. Dos volúmenes; 320 páginas; 103 figurasi 28.3 x 21.5 cm; empastado de lujo; Oaxaca, Mexico, 1979
017 MEJORAMIENTO MASIVO
sults of exploratory borings and index properties of soil engineering problems; N.R. Morgenstem, Geotechnical behavior of clay-shales; N. Janbu, Mechanisms of failure in natural and artificial soil structures; and the contributions of the panelists. The second gathers additional contributions, the opening lecture by D. Reséndiz and minutes of the Executive Comnittee of the ISSMFE. Papers written in either English, French or Spanish. Two volumes; 320 pages; 103 figures; tables; 28.3 x 21.5 cm; hard bound; Oaxaca, Mexico, 1979
$ 9.00 USD 026 PHYL_OSOPHY OF DEEP FOUNDATIONS by Arpád Kézdi, Proceedings of the Third Nabor Carrillo Lecture In the first part the lecturer stresses the increasing importance of pile foundations, their main advantages and recent developments as well as the factors which have limited their use. An approach to load transfer analysis in piles is presented as well as a personal concept of safety factor for piles and spread foundations. Case histories where heterodox solutions were applied are also analyzed. The second part includes the discussions and contributions of a distinguished panel of five intemational experts on the subject.
SUELOS
La memoria de esta reunión técnica contiene trabajos sobre criterios generales para la compactación in situ de suelos granulares; análisis de licuaci6n; precarga, vibrocompactación y vibroflotación; explosivos y compactación dinámica, todos estos tn&odos desarrollados para densificar o com-
English and Spanish. One volume; 190 pages; 72 figures; 15 x 22.5 cm; soft bound; Mexico, 1976 $ 10.00 USD
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pactar los suelos para mejorar sus características de compresibilidad y deformabilidad.
027 FOUNDATION DESIGN-TARBELA DAM by John Lowe, III. Proceedings of the Fourth Nabor Carrillo Lecture
Español. Un volumen; 161 páginas; tablas y figuras; 28 x 21 cm; México, 1979
The design of the foundation for Tarbela Dam (2574-m long and 150-m high) is traced from initial geologic and subsurface explorations to analyses of its behavior during 4 years of reservoir operation. The "observational" method was adopted for monitoring the behavior of the foundation and blanket. The paper examines the implications of the presente of openwork in the foundations on the blanket design, proposes a hypothesis to explain the formation of sinkholes and presents analyses of the piezometric and seepage data.
: 5oo*oo 8.00 USD M*N* 019 VI REUNION NACIONAL DE MECANICA DE SUELOS, 1972 Se estudian problemas de cimentación en Acapulco, Morelia, Tampico y la Península de Yucatán (Mérida, Campeche, Chetumal y otras ciudades). El primer volumen presenta los trabajos sobre las condiciones del suelo de estas zonas incluyendo datos estratigráficos y geológicos; propiedades de los suelos y cimentaciones usuales, además de las observaciones del comportamiento de las estructuras en cada una de estas zonas. El segundo contiene los comentarios de reporteros y discusiones efectuadas durante las sesiones y contribuciones adicionales a la Reunión.
English or Spanish. One volume; 148 pages; 75 figures; 15 x 22.5 cm; soft bound; México, 1978 $ 7.00 USD 030 PERFORMANCE OF EL INFIERNILLO AND LA VILLITA DAMS INCLUDING THE EARTHQUAKE OF MARCH 14, 1979 Published by the Federal Comnission of Electricity (CFE) of Mexico. It contains eiaht oaoers written by experts from CFE and from thé Institute of EngineeringoftheNationa1 Universityof Mexico. The behavior of two fully instrumented large embankment dams is described including the constructiõn period, first filling and about 14 years of operation. Emphasis is given to their seismic behavior in connection with a recent strong particular1 earthquake 1magnitude 7.6 Richter). English and Spanish. One volume; 147 pages, tables and photogrpahs; 28 x 21.5 cm; soft bound; Mèxico, 1980 $ 15.00 USD
Español. Dos volúmenes; 270 páginas; 322 figuras; 28 x 21 cm; México, 1972 $ 400.00 M.N. 020 VII REUNION NACIONAL DE MECANICA DE SUELOS, 1974 Consta de dos volúmenes y un álbum con mapas y fotos aéreas. El primer tomo incluye la geología, zonificación estratigráfica, presas, bordos y canales, carreteras, aeropuertos y cimentaciones de la región noroeste de México, incluyendo la Peninsula de Baja California y estados de Sinaloa y Sonora. Contiene información acerca de 10 ciudades: Tijuana, Ensenada, La Paz, Mexicali, Hetmosillo, Guaymas, Obregón, Navojoa, Los Machis y Culiacán. El segundo trata los comentarios de reporteros y discusiones de las sesiones y contribuciones a la Reunión.
033 REFLECTIONS ON THE DESIGN OF EARTH STRUCTURES by Raúl J. Marsal. Proceedings of the Fifth Nabor Carrillo Lecture Part 1: The lecturer analyzes the development of the design of earth structures in Mexico, covering m erptience (1940-60) with a brief account of failures recorded in Mexico. kece.n.2 deu&pn& (1960 to date) related to mechanical properties of rockfills, instrumentation monitoring and dam behavior, and finally titopa boa m¿eahch in geotechnical engineering. Part II contains special contributions by panel members G.F. Sowers, J.A. Jiménez-Salas and S.D. Wilson on topics related to the lecture theme.
Español. Dos volúmenes y un álbum; 567 páginas; 644 figuras; 28 x 21 cm; Guadalajara, México, 1974 $ 600.00 M.N. 021 VIII REUNION NACIONAL DE MECANICA DE SUELOS, 1976 Consta de tres volúmenes: 1) Se tratan los trabajos del subsuelo y práctica de la ingeniería de cimentaciones en Aguascalientes, Cancún, Ciudad Juárez, Ciudad Victoria, Colima, Durango, Guanajuato, Irapuato, Las Truchas, León, Matamoros, Mazatlán, Nuevo Laredo, Reynosa, Río Bravo, Salamanca, San Luis Potosí, Tepic, Toluca, Torreón-Gómez Palacio y Zacatecas. 2) Acapulco, CoatzacoalcosMinatitlán, Colima, Córdoba, Chilpancingo, Guadalajara, Jalapa, Manzanillo, Mexicali, Morelia, Oaxaca, Orizaba, Puebla, Tijuana, Tuxtla Gutiérrez, Veracruz y Villahermosa; 3) presenta los comentarios de reporteros, evaluación de la Reunión, trabajos complementarios sobre enseñanza, investigación y práctica profesional y resella del evento.
English and Spanish. One volume; 208 pages; 81 figures; 16 x 22 cm; soft bound; Mexico, 1980 $ 10.00 USD 040 INTERNATIONAL CONFERENCE OF SOIL MECHANICS "PAST, PRESENT AND FUTURE OF SOIL MECHANICS, A CRITICAL ANALYSIS" Proceedings of the conference comnemorating the 25th anniversary of the Mexican Society for Soil Mechanics. Volume 1 includes the contributions of well-known international panel experts on theory, basic principies and philosophy of soil mechanics; deep foundations; soil improvement; and underground works. Volume 2 contains the opening leCture by L. Zeevaert, and special lectures by B. Quintana, R. Félix and V.F.B. de Mello, as well as technical contributions by different authors.
Español. Tres volúmenes; 900 páginas! 960 figuras; 93 tablas; 28 x 21 cm; Guanajuato, Mexico, 1976 $ 950.00 M.N. 022 fX REUNION NACIONAL DE MECANICA DE SUELOS, 1978 Consta de tres volúmenes; 1) Trata las condiciones de cimentacibn y del subsuelo de diversas ciudades del país como Celaya, Cuernavaca, Chihuahua, Puerto Vallarta, Tapachula, Tlaxcala y Tula. DeS-
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cribe la estratigrafía y características físicas y mecánicas de los materiales del subsuelo. Proporciona recomendaciones necesarias para normar el criterio de exploración y muestreo, así como los análisis y diseño de cimentaciones; 2) contiene 10s trabajos de panelistas sobre la ingeniería de suelos en las Obras Hidráulicas, en las Obras Viales y en las Obras Urbanas; 3) incluye la descripción general de las tres sesiones y algunas contribuciones adicionales. Espaiiol. Tres volúmenes; 416 páginas; 276 figuras; 27.5 x 21.3 cm; Mérida, México, 1978 $ 600.00 M.N. 023 X REUNION NACIONAL DE MECANICA DE SUELOS, 1980 Consta de dos volúmenes: 1) Contiene los trabajos de las cuatro sesiones sobre dinámica de suelos en México: Solicitaciones dinámicas; comportamiento dinámico de los suelos; disefio de cimentaciones y estructuras térreas sujetas a solicitaciones dinámicas; experiencias en dinámica de suelos; y 2) realizaciones recientes en mecánica de suelos y trabajos complementarios, discusiones y reseila del evento. EspaRol. Dos volúmenes; 160 páginas; tablas y figuras; 27 x 21.5 cm; Morelia. México, 1980 $ 600.00 M.N. 024 CIMENTACIONES EN ZONAS MINADAS DE LA CIUDAD DE MEXICO Las memorias de este Simposio tratan del subsuelo y problemas de cimentación en zonas minadas de los lomerlos del poniente de la ciudad de México. Antiguas minas subterráneas constituyen un serio peligro para la estabilidad de las construcciones agravada por la acción del intemperismo. La primera parte contiene el estado actual del conocimiento y la segunda los comentarios y aportaciones de presidentes, panelistas y asistentes al evento. La tercera incluye trabajos complementariosy la cuarta, la reseña. Espaíiol. Un volumen; 204 páginas; 103 figuras; 76 fotografías; 27 x 21 cm; México. 1976 $ 300.00 M.N. 025 SELECCION DE LOS PARAMETROS DEL SUELO PARA EL DISER0 DE CIMENTACIONES por Ralph 8. Peck, Universidad de Illinois en lJF;;;;hampaign, EUA, Segunda Conferencia Nabor Se presenta el criterio de observación de campo aplicado al disefio de cimentaciones y se indica cómo hacer intervenir en un diseho particular recursos tan variados como son el razonamiento y la evidencia geolbgica; métodos geofísicos; conocimiento general de las propiedades de los materiales térreos y sus interrelaciones, así como el conocimiento del comportamiento de estructuras existentes. Los ejemplos abarcan desde cimentaciones para estructuras simples hasta aquellas para instalaciones tan críticas como son los reactores nucleares. Se trata el uso y abuso de m&odos estadisticos para el análisis de los datos de exploración. EspaRol o ingles. Un volumen; 80 páginas; 17 figu. ras; 23 x 15.5 cm; Guadalajara, México, 1974
Papers written in either English, French or Spanish. Two volumes; 480 pages; 21 x 27 cm; soft bound; Mexico, 1982 $ 35.00 USD Please request information on shipping and handling charges. Address al1 correspondence to: SOCIEDAD MEXICANA DE MECANICA DE SUELOS, A.C. VALLE DE 8RAV0 No. 19, COL. VERGEL DE COYOACAR, TLALPAN, 14340-MEXICO, D.F., MEXICO Phone: (915) 677-3730 *Prices
subject to changes
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$ 300.00 M.N. 026 FILOSOFIA DE LAS CIMENTACIONES PROFUNDAS por Arpád Kézdi, Universidad Técnica de Budapest, Hungría, Tercera Conferencia Nabor Carrillo La primera parte trata la importancia, razones y desarrollo de los pilotes, así como los factores que han limitado su aplicación y la forma de contrarrestarlos. Presenta un enfoque para el análisis de transferencia de carga en pilotes, aplicando nuevas funciones de transferencia; define el factor de seguridad en zapatas y pilotes en función de los parámetros de resistencia al corte así como varios casos reales. Se analiza el tema de comportamiento de grupos de pilotes, haciendo un resumen de los avances teóricos. La segunda contiene discusiones y contribuciones al tema por Lymon C. Reese, Daniel Reséndiz, Jean Kerisel, Alexandar VesiC y Leonardo Zeevaert. Espafiol e inglés. Un volumen; 190 páginas; 72 figuras; 23 x 15.5 cm; Guanajuato, México, 1976 $ 350.00 M.N. 027 DISEÑO DE LA CIMENTACION DE LA PRESA TARBELA por John Lowe III, TAMS, Nueva York, EUA, Cuarta Conferencia Nabor Carrillo Se presentan las observaciones del comportamiento de la cimentación de la presa Tarbela (2475 m de largo y 150 m de alto) realizadas durante el llenado anual del embalse de 1975 a 1978. Describe exploraciones del subsuelo y ensayes de laboratorio; analiza las implicaciones de la grava limpia en la cimentación para el diseilo del delantal; propone una hipótesis para explicar la formación de dolinas y presenta los análisis de información proveniente de registros de piezometría y medición de filtraciones. Español o inglés. Un volumen; 150 páginas; 22.5 x 15 cm; Mérida, México, 1978 $ 350.00 M.N. 029 CONTRIBUCIONES A LA MECANICA DE MEDIOS GRANULARES, SELECCION DE TRABAJOS DE RAUL J. MARSAL Esta publicación No. 14 editada por la Comisión Federal de Electricidad reune 12 trabajos de investigación de Raúl J. Marsa1 publicados en memorias de congresos, revistas y series diversas entre 1963 y 1976. El elemento unificador de todos ellos es la mecánica de medios granulares desde el punto de vista de la ingeniería civil. Esoafiol. Un volumen; 253 oáqinas; tablas Y fotografías; 27.5 x 21.5 cm; México,-1980 $ 250.00 M.N. 15.00 USD
s
030 COMPORTAMIENTO DE LAS PRESAS EL INFIERNILLO Y LA VILLITA, INCLUIDO EL TEMBLOR DE MARZO 14, 1979 Esta publicación No. 15 editada por la Comisión Federal de Electricidad reune ocho trabajos sobre las citadas presas de tierra y enrocamiento instrumentadas, incluyendo su descripción, sismicidad de la zona y comportamiento general durante la construcción, primer llenado del eniialse y 14 aNos de operación y ante solicitaciones sísmicas, en especial durante el temblor de marzo 14 de 1979 (magnitud 7.6 Richter).
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Español e inglés. Un volumen; 147 páginas; tablas y figuras; 28 x 21.5 cm; México, 1980 $ 250.00 M.N. 031 COMPORTAMIENTO DE LA PRESA MADIN DURANTE SU CONSTRUCCION Y PRIMER LLENADO por Jorge Flores N. y Gabriel Auvinet G. Este libro fue editado por la Comisión de Aguas del Valle de México y presenta la recopilación de datos obtenidos durante el estudio, proyecto, construcción, observaciones y comportamiento de la presa durante su primer llenado. El trabajo fue presentado al IX Congreso Internacional celebrado en Tokio, Japón y forma parte del Volumen III de Casos Reales de las memorias de dicho Congreso. Espafiol. Un volumen; 43 páginas; tablas; 27.5 x 21 cm; México, 1980 $ 200.00 M.N. 032 REUNION CONJUNTA CONSULTORES-CONSTRUCTORES DE CIMENTACIONES PROFUNDAS En esta reunión se pretendió proporcionar un foro en el que, con altura técnica y cordialidad se establezca la comunicación, planteando tanto los ingenieros consultores de cimentaciones profundas como los ingenieros constructores sus puntos de vista, haciendose observaciones con franqueza y claridad. Se presentan algunos tipos especiales de pilotes, pilas, pruebas de carga y equipos usados en México, así como las conclusiones de una mesa redonda sobre especificaciones generales en cimientos profundos. Su contenido encierra artículos de actualidad en materia de cimentación. Espaiiol. Un volumen; 90 páginas; 28 x 21.5 cm; México, 1980 $ 550.00 M.N. 033 REFLEXIONES SOBREELDISEÑO DE ESTRUCTURAS TERREAS, por Raúl J. Marsal, Instituto de Ingeniería, UNAM, México, Quinta Conferencia Nabor Carrillo En la parte 1 se analiza el desarrollo alcanzado en el diseño de estructuras térreas en México, abarcando experiencia previa (1940-60) con un resusen de las fallas registradas en México y evolución reciente (1960 a la fecha) en el estudio de propiedades mecánicas de enrocamientos y observaciOn del comportamiento de presas instrumentadas; por último se proponen temas de investigación dentro de la ingeniería geotecnica. La segunda parte contiene contribuciones especiales de los panelistas G.F. Sowers, J.A. Jiménez Salas y S.D. Wilson sobre temas relacionados con la conferencia. EspaRol e inglés. Un volumen; 208 páginas; 81 figuras; 22 x 16 cm; Morelia, México, 1980 $ 500.00 M.N. 034 CDMPILACION DE ARTICULOS TECNICOS DE INGENIERIA ESCRITOS A PRINCIPIOS DE SIGLO Edición conmemorativa del XXV aniversario de la WS. Contiene estudios de gran interés histórico sobre los cimientos de los edificios en la Ciudad de M6xico (Adrián Tellez Pizarro, 18991, apuntes históricos sobre la hidrografia del Valle de México (Francisco de Garay, 1888) y una reseiia de las obras del desagüe del Valle de México (Luis Espi-
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nosa. 1901). Una verdadera joya bibliográfica para los estudiosos. Espaíiol. Un volumen; 171 páginas con dos mapas antiguos del Valle de México; 27.5 x 21.5 cm; México, 1982 $ 400.00 M.N. 035 TUNELES EN SUELOS BLANDOS Y FIRMES En un volumen se presentan las memorias de las reuniones sobre túneles en suelos blandos (mayo 1981) y en suelos firmes (octubre 1981), conteniendo temas tales como análisis y disello del revestimiento definitivo, comportamiento de los túneles, exploración e instrumentación, acción del agua del subsuelo en el diseilo del revestimiento definitivo, valuación de las filtraciones y abatimiento de presiones, aspectos constructivos, sistemas de soporte, selección de equipo, etc. Espaiiol. Un volumen; 306 páginas; 161 figuras; 28 x 21.5 cm; México, 1981 $ 600.00 M.N. 036 INSTRUMENTACION Y MEDICIONES EN TUNELES El volumen de las memorias de este Simposio contiene las contribuciones presentadas para las cuatro sesiones programadas, tratandose temas sobre mediciones de campo y toma de decisiones, instrumentación y comportamiento de túneles para drenaje, proyectos hidroeléctricos, abastecimiento de agua, minería, presas, etc. Espaiiol. Un volumen; 120 páginas; 191 figuras; 28.x 21.5 cm; México, 198i $ 350.00 M.N. 5.00 USD $ 037 USO DE MEDIOS FILTRANTES EN INGENIERIA SANITARIA Y MECANICA DE SUELOS El objetivo de esta reunión técnica fue realizar un estudio de la filtración en el campo de la ingeniería sanitaria y en el de la mecánica de suelos a fin de determinar los elementos relevantes para definir especificaciones de lo que es material filtrante en ambas ramas de la ingeniería. Los trabajos trataron temas sobre proceso de la filtración en la potabilización del agua, nuevas tendencias en la filtración del agua, uso de filtros en geotecnia y conceptos técnicos recientes en materia de filtros para usos geotécnicos. Espaiiol. Un volumen; 65 páginas, 45 figuras; 28 x 21.5 cm; México, 1982 $ 350.00 M.N. 038 LA GEOTECNIA Y LA GEOHIDROLOGIA EN EL DISEÑO DE LAS MINAS SUBTERRANEAS DE CARBON En un volumen se incluyen trabajos sobre aplicación de la geotecnia en la evaluación y planeación de minas de carbón, diseño de accesos a minas de carbón subterráneas, la geohidrología en el diseño de minas, los sistemasdeexplotación del carbón, y la geohidrodinámica en la minería. Se presenta una sesión general de preguntas y respuestas. Espafiol. Un volumen; 73 páginas; 44 figuras; 28 x 21.5 cm; México, 1982 $ 350.00 M.N.
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040 CONFERENCIA INTERNACIONAL DE MECANICA DE SUELOS "PASADO, PRESENTE Y FUTURO DE LA MECANICA DE SUELOS, UN EXAMEN CRITICO”, MEXICO, REUNION CONMEMO-
RATIVA
1957-1982
La obra consta de dos volúmenes; el tomo 1 incluye contribuciones de especialistas de fama mundial que intervinieron como panelistas, sobre teoría, principios básicos y filosofía de la mecánica de suelos; cimentaciones profundas; mejoramiento de suelos; y obras subterráneas. El volumen II contiene la conferencia de apertura de L. Zeevaert, conferencias especiales de B. Quintana, R. Félix Valdés y V.F.B. de Mello, así como contribuciones técnicas de distintos autores. Artículos escritos en inglés, francés o español. Dos volúmenes; 480 páginas; 27 x 21 cm; México,
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M.N.
343 RECOMENDACIONES PARA LA PREPARACION Y PRESEIJTACION DE TRABAJOS TECNICOS Este número especial del Boletín SMMS contiene: 1) Lineamientos para la presentación de trabajos por escrito; 2) Recomendaciones para la presentación oral de un trabajo técnico; 3) Recomendaciones para la preparación y presentación de diapositivas, con una lista de verificación para preparar y presentar ayudas visuales; 4) El Sistema Internacional de Unidades (SI) aolicado a la inqenieria geotécnica; 5) Resume,; dé s'ímbo!os y unidades recomendados por la Sociedad Internacional de Mecánica de Suelos (ISSMFE); 6) Lista de verificación para los autores; y 7) Recomendaciones para el editor. Español, 30 páginas; 22 x 16.5 cm; México, abril 1983 $ 1 0 0 . 0 0 M.N.
Favor de solicitar el costo de los gastos de manejo y envio para cada publicación. Toda correspondencia deberá dirigirse a: SOCIEDAD MEXICANA DE MECANICA DE SUELOS, A.C. VALLE DE BRAVO No. 19, COL. VERGEL DE COYOACAN, TLALPAN, 1430-MEXICO, D.F., MEXICO
Tel. 677-37-30
*Precios sujetos a cambio sin previo aviso
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