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ASIGNATURA MECANICA DE SUELOS Prof. ROMEL JESUS GALLARDO AMAYA Ingeniero Civil Especialista en Ingeniería Ambiental Magister en Geotecnia - UIS Docente Tiempo Completo UFPS Ocaña

Foto: GIGMA, 2010

3:45 p.m.

MECANICA DE SUELOS – INGENIERIA CIVIL –

Prof: R.G.A.

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GENERALIDADES CUANDO SE VA A CONSTRUIR SURGEN PREGUNTAS COMO:

Foto: RGA, 2013

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*Que tipo de suelo encontré? *Será expansivo? * Encontré un Relleno? *Como proceder? *A que profundidad cimentar? *Que tipo de cimentación utilizar? *Habrá asentamientos? *Que tanto soportará el suelo? Agua..? Un problema..?

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ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS Que es suelo en Ingeniería civil?

“Es una delgada capa sobre la corteza terrestre de material que proviene de la desintegración o alteración física y/o química de las rocas y de los residuos de la actividad de los seres vivos que sobre ella se asientan” Definición de Roca

“Es un agregado natural de granos minerales unidos por grandes y permanentes fzas de cohesión” Como se forman los suelos? 3:45 p.m.

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ORIGEN Y FORMACION DE SUELOS Meteorización Biológica

DESINTEGRACION

ROCA

Meteorización

SUELO

DESCOMPOSICION

Iones y Materiales Arcillosos 3:45 p.m.

Inciden en las propiedades Físicoquímicas del suelo.

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REGOLITO

ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS

SAPROLITO

HT

Fuente: Selby, 1982

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ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS

IIA

IIB

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ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS

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ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS •Todos los materiales por encima de la Roca Fresca. •Material suelto constituido por partículas de Roca.

REGOLITO

•Roca meteorizada in situ (Saprolito)

•Residuo (suelos residual) •Sedimentos superficiales retransportados

Saprolito: Suelo que contiene la estructura de la Roca Madre

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ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS FACTORES DE FORMACIÓN Y EVOLUCION DE LOS SUELOS

Material parental : Mineral o material orgánico, no consolidado y más o menos intemperizado o meteorizado, desde el cual se desarrolla el suelo por procesos pedogeneticos (hidrolización, oxidación, etc.) – Material parental como: Aluvial – Coluvial – Volcánico – Eólico. 

Topografía



Tiempo



Formadores Biológicos



Clima

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ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS

DESINTEGRACION

El suelo resultante posee las mismas características físicas y químicas de la roca madre o roca basal.

DESCOMPOSICION

El suelo resultante no posee las mismas características físicas y químicas de la roca madre o roca basal.

3:45 p.m. MECANICA

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ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS

DESINTEGRACION

Acción Mecánica del Agua, Aire y Hielo, el Calor.

DESCOMPOSICION

Proceso Químico: Transformación o Disolución de los minerales constitutivos de la Roca. •Hidratación (por H2O) •Oxidación (por O2) •Carbonatación (por CO2) •Solución (por H2O)

ARCILLAS 3:45 p.m.

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ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS DESINTEGRACION  Agua: Por arrastre sobre la roca – efecto cuña. Como Resultado de su acción se producen suelos gruesos redondeados.

 El viento: Desgaste sobre la Roca – por Arrastre de Partículas. Estas partículas son de tamaño uniforme.

 Los Glaciares: Arrastran masas rocosas hasta pequeñas particulas. Suelos muy Heterogéneos.

 El Calor: Causa la Exfoliación – descascaramiento de la Roca. Se producen suelos redondeados. 3:45 p.m.

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ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS DESCOMPOSICIÓN

Hidratación: Absorción de agua, que se combina quimicamente y forma nuevos minerales.

Carbonatación: Efecto del CO2 en la roca que produce casi siempre Arcilla. (illitas – Caolinitas – Montmorillonitas)

Oxidación: Las reacciones involucran oxigeno. Como es el caso de la oxidación de los minerales de hierro. En combinación con la hidratación producen suelos con la característica de ser muy blandos (compresibles – deformables)

Disolución: Cuando los sólidos se descomponen en fluidos naturales. Ej. Yeso en contacto con el agua.

LA ACCIÓN DE LOS ANTERIORES PUEDE PRODUCIR SUELOS INORGANICOS 3:45 p.m.

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ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS PRODUCTOS DE METEORIZACION

ROCA

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PRODUCE

Granito (Ignea)

Arena y arcilla

Basalto (Ignea)

Arcilla

Lutita (Sedimentaria)

Limo y Arcilla

Caliza (Sedimentaria)

Cavernas y Arcilla

Conglomerados

Gravas

Arenisca

Arenas

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ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS

INORGANICOS TIPOS DE SUELOS:

ORGANICOS Agentes Biológicos: La acción de estos produce suelos orgánicos

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ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS RESIDUALES INORGANICOS:

TRANSPORTADOS

ORGANICOS:

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TURBAS

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ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS RESIDUALES

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Permanecen en el sitio donde son formados. Están descritos por el perfil de meteorización y el conjunto de estructuras heredadas.

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ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS

TRANSPORTADOS

Se encuentran en un sitio diferente al de donde se formaron. Un suelo transportado queda descrito por un perfil estratigráfico. Con una secuencia de colocación y espesor respectivo de los estratos. Los agentes transportadores pueden ser El Agua – El Viento – Los Glaciares y la Gravedad.

Fuente: González, L., 2003

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ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS SUELOS TRANSPORTADOS

Agua

Aluvión: Suelos Gruesos – sueltos o finos (terrazas de inundación) Lacustres (Lagos): Depósitos estratificados según tamaño y peso. Marinos: Se forman en las playas y costas por las olas que generalmente arrastran el material.

Loess

Viento

Coluvión

Gravedad Dunas

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Talus

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ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS SUELO ALUVIAL

Fotos Tomadas de: http://www2.etcg.upc.edu/asg/engeol/pdf_files/curs11_12/TEMA%201.2.pdf

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ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS SUELOS DESDE EL PUNTO DE VISTA INGENIERIL

GRAVAS: Acumulaciones sueltas de fragmentos de roca. Redondeadas. Diam: mayor a 2 mm ARENAS: Materiales de Grano Fino procedentes de la denudación o trituración artificial. Diam. Entre 2 mm y 0.05 mm. No se contraen al secarse – No son plásticas – menos compresibles que las arcillas – bajo carga se comprimen casi instantáneamente.

3:45 p.m. MECANICA

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ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS SUELOS DESDE EL PUNTO DE VISTA INGENIERIL

LIMOS: Suelos de grano fino entre 0.05mm y 0.002mm. Con poca o ninguna plasticidad – de color gris claro a obscuro – malos como terreno de fundación cuando están sueltos o saturados – tienen permeabilidad baja y compresibilidad altas. ARCILLAS: Partículas con diámetro inferior a 0.002mm adquieren plasticidad al ser mezcladas con agua – corresponden a un silicato de aluminio, hierro o magnesio hidratado – impermeables – bajo carga sufren asentamientos (Consolidación) 3:45 p.m. MECANICA

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ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS

CUANDO UN SUELO ES NO COHESIVO?

CUANDO UN SUELO ES COHESIVO?

LOS SUELOS COHESIVOS POSEEN LA PROPIEDAD DE LA ATRACCION INTERMOLECULAR 3:45 p.m.

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ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS PROPIEDADES DE LOS SUELOS PROPIEDADES MECANICAS: •Permeabilidad •Compresibilidad •Resistencia al esfuerzo cortante. PROPIEDADES INDICE: Granulometría Límites de plásticidad Peso Unitario Compasidad Relativa.

3:45 p.m. MECANICA

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ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS PROPIEDADES MECANICAS: Se relacionan con los procesos de formación del suelo. En la medida que la desintegración física se desarrolla esta depende de: 1. Resistencia de la roca. 2. Magnitud de Esfuerzos Aplicados. La efectividad de la descomposición química depende de: 1. Tipo de sustancia disuelta en el agua. 2. Superficie específica. Superficie especifica: RELACIÓN ENTRE EL ÁREA LATERAL Y EL VOLUMEN DE UN MATERIAL.

Entre más fracturada esta una roca (Diaclasas) se tendrá más área expuesta a la acción de los agentes químicos. 3:45 p.m. MECANICA

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ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS CLASIFICACION DE LOS SUELOS DE ACUERDO A SU ORIGEN Y MATERIAL PRIMARIO

Residual

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Residual

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GENERALIDADES SOBRE ROCAS ORIGEN Y FORMACION DE LAS ROCAS

Fuente: Duque, E., G., 1998

MAGMA: FLUIDO ROCOSO INCANDESCENTE COMPUESTO PRINCIPALMENTE DE MINERALES TIPO SILICATOS Y OXIDOS FUNDIDOS 3:45 p.m. MECANICA

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GENERALIDADES SOBRE ROCAS LAS ROCAS ESTAN COMPUESTAS POR MINERALES LOS CUALES SE FORMAN POR CRISTALIZACION AL ENFRIARSE EL MAGMA.

La principal clasificación de los materiales rocosos se basa en la Litología. (Mineralogía, textura y estructura de la roca) La clasificación de las rocas también se realiza por su origen y es la más conocida por los ingenieros, aun cuando poco nos dice de la roca.

IGNEAS CLASIFICACION DE LAS ROCAS POR SU ORIGEN

METAMORFICAS SEDIMENTARIAS

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GENERALIDADES SOBRE ROCAS CLASIFICACION DE LAS ROCAS POR SU RESISTENCIA Magnitud de la Resistencia

Resistencia a la Compresión Simple en Kg/cm2

Muy elevada

Mayor de 2250

Elevada

de 1125 a 2250

Media

de 565 a 1125

Baja

de 280 a 565

Muy baja

Menor de 280

3:45 p.m. MECANICA

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UNIDADES GEOMORFOLOGICAS LOCALES

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UNIDADES GEOMORFOLOGICAS LOCALES

UNIDADES GEOLOGICAS MPIO. DE RIO DE ORO Fuente: EOT RIO DE ORO, 2000

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UNIDADES GEOMORFOLOGICAS LOCALES

ROCAS PERTENECIENTES A LA FORMACION pDb Neiss de Bucaramanga corresponde a un paraneis Riolítico LOCALIZACION: MPIO. DE RIO DE ORO

Foto: RGA, 2007

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UNIDADES GEOMORFOLOGICAS LOCALES La Playa de Belén

Ocaña

6

1 1

5

1

4

2

5

3

6 7

3 San Alberto

7

4 3

UNIDADES GEOMORFOLOGICAS MPIO. DE ABREGO

2

1

1

La Esperanza Cachira 3:45 p.m.

Fuente: EOT ABREGO, 2000

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UNIDADES GEOMORFOLOGICAS LOCALES

Foto: RGA

Zonas susceptibles a deslizamientos. Unidad de Filitas en estado de saprolito y sobre ella suelo residual. LOCALIZACION: PR38 VIA ABREGO – EL TARRA 3:45 p.m.

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UNIDADES GEOMORFOLOGICAS LOCALES

Foto: RGA , 2009

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UNIDADES GEOMORFOLOGICAS LOCALES

Foto: RGA, 2008

Zonas susceptibles a deslizamientos. Unidad de Filitas y Esquistos meteorizados con rumbo y buzamiento desfavorable. LOCALIZACION: PR48 VIA ABREGO – EL TARRA 3:45 p.m.

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UNIDADES GEOMORFOLOGICAS LOCALES

Foto: RGA, 2008

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UNIDADES GEOMORFOLOGICAS LOCALES

Foto: RGA, 2009

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UNIDADES GEOMORFOLOGICAS LOCALES

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UNIDADES GEOMORFOLOGICAS LOCALES

Foto: RGA

Zonas susceptibles a deslizamientos. Unidad de Filitas en estado de saprolito y sobre ella suelo residual. Se presenta un deslizamiento rotacional regresivo. LOCALIZACION: PR39 VIA ABREGO – EL TARRA 3:45 p.m.

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UNIDADES GEOMORFOLOGICAS LOCALES

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UNIDADES GEOMORFOLOGICAS LOCALES

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UNIDADES GEOMORFOLOGICAS LOCALES

Foto: RGA, 2009

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UNIDADES GEOMORFOLOGICAS LOCALES

Foto: RGA, 2009

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UNIDADES GEOMORFOLOGICAS LOCALES

FORMACION SILGARÁ Conformada por pizarras, filitas, metalimolita y metaareniscas.

Fuente: PBOT OCAÑA, 2000

3:45 p.m. MECANICA

UNIDADES GEOLOGICAS MPIO. DE OCAÑA

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UNIDADES GEOMORFOLOGICAS LOCALES

UNIDADES GEOLOGICAS ZONA URBANA DE OCAÑA FORMACION ALGODONAL Secuencia conglomerática poco consolidada compuesta por cantos de roca metamórfica, ígnea y cuarzo lechoso, con areniscas y arcilla gris verdosa a amarillo. Fuente: PBOT OCAÑA, 2000

3:45 p.m. MECANICA

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UNIDADES GEOMORFOLOGICAS LOCALES

Fuente: PBOT OCAÑA, 2000

ROCAS PERTENECIENTES A LA FORMACION SILGARÁ (pDs) corresponde a pizarras y filitas (color rojizo – izq.). A la derecha ROCAS IGNEAS meteorizadas. Corresponden a cuarzomonzonitas alteradas a caolín. LOCALIZACION: VIA ABREGO – EL TARRA 3:45 p.m. MECANICA

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UNIDADES GEOMORFOLOGICAS LOCALES

Fuente: PBOT OCAÑA, 2000

ROCAS DEL CUERPO IGNEO INTRUSIVO (Jci) compuesto por cuarzomonzonitas poco alteradas. LOCALIZACION: VIA OCAÑA – ABREGO 3:45 p.m. MECANICA

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UNIDADES GEOMORFOLOGICAS LOCALES

Fuente: PBOT OCAÑA, 2000

Detalle de LA FORMACIÓN ALGODONAL. Nótese la composición heterométrica y la estratificación gradada. LOCALIZACION: PR14 VIA OCAÑA – SARDINATA 3:45 p.m. MECANICA

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UNIDADES GEOMORFOLOGICAS LOCALES

PERFIL ESTRATIGRAFICO CORRESPONDIENTE A LA FORMACION ALGODONAL LOCALIZACION: BARRIO LIBARDO ALONSO – OCAÑA.

Fuente: GIGMA, 2010

3:45 p.m. MECANICA

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UNIDADES GEOMORFOLOGICAS LOCALES

AFLORAMIENTO DE ROCA CORRESPONDIENTE AL COMPLEJO IGNEO INTRUSIVO EXTRUSIVO LOCALIZACION: LADERA FRENTE A BARRIO SAN FERMIN – OCAÑA.

Fuente: GIGMA, 2010

3:45 p.m.

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