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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL CURSO: ALBAÑILERIA ESTRUCTURAL

MAYO DEL 2018

DOCENTE: ING. HUGO VIRGILIO ACOSTA VALER INTEGRANTES:  AVELINO HUAMÁN SALAS  YOLANDA C. PAREDES CATALÁN  FERNANDO CUSI  ASTRID A. VALVERDE CORTEZ

MICROZONIFICACIÓN DE TAPAIRIHUA

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CONTENIDO 1. INTRODUCCIÓN........................................................................................................ 3 2. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN ....................................................................... 3 3. HISTORIA - ANTECEDENTES................................................................................... 4 4. GEOGRAFÍA .............................................................................................................. 5 5. DEMOGRAFÍA ........................................................................................................... 5 6. AUTORIDADES ......................................................................................................... 6 7. FESTIVIDADES ......................................................................................................... 6 8. UBICACIÓN ............................................................................................................... 7 9. SISMICIDAD .............................................................................................................. 9 10. MEDIO GEOGRÁFICO........................................................................................... 12 10.1. CLIMA .............................................................................................................. 12 10.3. TEMPERATURA .............................................................................................. 13 10.5. Orografía e Hidrografía .................................................................................... 13 10.6. ESTRATIGRAFÍA ............................................................................................ 15 11. INVESTIGACIONES DE CAMPO ........................................................................... 17 11.1. MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA Y ESTUDIOS DE SITIO .............................. 17 A. MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA ..................................................................... 17 B. ESTUDIOS DE SITIO ....................................................................................... 18 11.2. CONDICIONES GEOTÉCNICAS ..................................................................... 18 A. PERFIL TIPO S1: ROCA O SUELOS MUY RÍGIDOS. ...................................... 18 B. PERFIL TIPO S2: SUELOS INTERMEDIOS. .................................................... 19 C. PERFIL TIPO S3: SUELOS FLEXIBLES O CON ESTRATOS DE GRAN ESPESOR. ............................................................................................................ 19 D. PERFIL TIPO S4: CONDICIONES EXCEPCIONALES. .................................... 19 11.3. MUESTRAS DE CAMPO DE SAN JUAN DE CHACÑA ................................... 25 11.3. ZONA A ........................................................................................................... 30 11.4. ZONA B ........................................................................................................... 31 11.5. ZONA C ........................................................................................................... 31 11.6. ZONA D ........................................................................................................... 31 11.7. ZONA E ........................................................................................................... 32 12. CONCLUSIONES ................................................................................................... 32 13. BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................... 33 14. ANEXOS ................................................................................................................ 33

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL CURSO: ALBAÑILERIA ESTRUCTURAL 1. INTRODUCCIÓN

Los sismos se consideran parte de fenómenos naturales más destructivos, ocasionando pérdidas humanas y materiales. El Perú se encuentra en una de las regiones de más alta sismicidad que existe en la tierra, lo que hace indispensable la realización de este trabajo. En este trabajo se presenta el estudio de microzonificación sísmica del distrito de Tapairihua - provincia de Aymaraes - departamento de Apurímac; el cual se realizó con el objetivo de establecer las áreas susceptibles de sufrir daños sísmicos por efectos ce las condiciones del suelo. 2. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN El objetivo de la microzonificación sísmica del distrito de TAPAIRIHUA – AYMARAES, es: 

Establecer los criterios de diseño sísmico de edificaciones, con el fin de determinar el tipo de suelo en el que se va a cimentar la estructura sismo resistente.



Establecer las áreas susceptibles a sufrir daños por efecto de los sismos.



Establece las condiciones mínimas para que las edificaciones diseñadas según sus requerimientos tengan un comportamiento sísmico acorde con los principios señalados.

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL CURSO: ALBAÑILERIA ESTRUCTURAL 3. HISTORIA - ANTECEDENTES

El Distrito de Tapairihua es uno de los 17 distritos de la Provincia de Aymaraes ubicada en el departamento de Apurímac, bajo la administración del Gobierno regional de Apurímac, en el sur del Perú. Desde el punto de vista jerárquico de la Iglesia Católica forma parte de la Diócesis de Abancay la cual, a su vez, pertenece a la Arquidiócesis de Cusco. Durante la época prehispánica el territorio del actual distrito de Tapairihua fue ocupado por los quechuas y los umasuyos, quienes formaron tribus como Utauta, Chucochuco y Ayamachay; más tarde llegaron los aymaras que se establecieron en Añamarca. Cuando llegaron las fuerzas del Inca Cápac Yupanqui, que comandaba su hermano Auqui Titu, estos pueblos se sometieron voluntariamente a la autoridad del Inca y aceptaron ser vasallos. El nombre original, Tapayrihuac, se deriva de dos voces quechuas: Tapay, que significa “ocultar” y rihuac, “anda” (del verbo andar), en consecuencia, su significado etimológico sería “Anda a ocultar”. Una anécdota cuenta que, cuando arribaron los españoles a la localidad, el curaca nativo ordenó a su gente diciéndoles “¡tapayrihuac!, ¡tapayrihuac!”, es decir, que ocultaran el oro y la plata que tenían. El pueblo de Tapairihua perteneció en los inicios de la Colonia a Ancobamba, centro de mayor jerarquía en actividad política y minera. Hacia 1720 arribó el corregidor Juan Beytia, enviado por el Rey de España, quien dispuso la separación de los dos pueblos para constituirse en comunidades independientes. Al año siguiente visitó la zona Martín Zola de Castillo, con el título de Juez y Visitador para venta, medida y composiciones de tierras

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL CURSO: ALBAÑILERIA ESTRUCTURAL Bajo la época republicana, el distrito fue creado mediante Ley del 2 de enero de 1857, con capital en el poblado de Tapairihua. Transcurridos 60 años, la capital distrital fue trasladada al pueblo de Yanaca, por ley 2476 del 15 de octubre de 1917, en razón a que tenía mayor importancia demográfica. Luego de 44 años se creó el distrito de Yanaca, por ley 13793 del 28 de diciembre de 1961, por lo que Tapairihua fue restituida como capital del distrito del mismo nombre.

4. GEOGRAFÍA

Es quizá el único pueblo de Apurímac, que tiene un río que cruza por la parte central del pueblo, brindando un hermoso paisaje como no lo hay en otros pueblos. Superficie Total 43.56 km² Fuente: Wikipedia

5. DEMOGRAFÍA

De acuerdo a los modernos censos republicanos, esta ha sido la evolución de la población en Tapairihua: Población de Tapairihua Censo Habitantes 1940

6490

1961

5385

1972

2315

1981

2444

1993

2320

2007

2131

Fuente: Wikipedia

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL CURSO: ALBAÑILERIA ESTRUCTURAL Población (2007) • Total

2 131 hab.

• Densidad

13,02 hab/km² Fuente: Wikipedia

6. AUTORIDADES

Municipales: 2015 Alcalde:

Arturo Montes Cruz, del movimiento popular kallpa.

2011-2014 Alcalde:

Nicolás Saavedra Romaní, del Movimiento Popular Kallpa. Luis Ricardo Pérez Saavedra (Kallpa), Melquiades Tapia Vargas (Kallpa), Patricia Serrano Serrano Regidores: (Kallpa), Hilario Soria Salinas (Kallpa), Wilfredo Villavicencio Vargas (Apurímac Unido).

2007-2010 Alcalde:

Fortunato Retamozo Salinas. Fuente: Wikipedia

7. FESTIVIDADES

Enero 1:

Niño Jesús de Tapairihua.

Junio 24:

San Juan de Socco.

Julio 25:

: Santiago

Mayo 6:

San Martín de Huayllu. Fuente: Wikipedia

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL CURSO: ALBAÑILERIA ESTRUCTURAL 8. UBICACIÓN

Este distrito está ubicado al NE de la provincia de Aymaraes, a la altura de 2820 msnm.

Mapa de ubicación del distrito de Tapairihua. Tomado de: Elaboración propia

Se ubica en las coordenadas 4°08′24″S 73°08′35″O, Latitud: 14.1403 Longitud: -73.1428, con una superficie total de 43.56 km² y una altitud media de 2820 msnm. Superficie:

43.56 km²

Elevación:

2820 msnm Fuente: Wikipedia

Limites políticos del distrito de Tapairihua: Por el:    

Norte : Chapimarca. Sur : Yanaca. Este : Abancay. Oeste : Justo Apu Sahuaraura

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Distrito de tapairihua Tomado de: Google Earth

9. SISMICIDAD De acuerdo al mapa de zonificación sísmica del Perú establecido en la norma técnica E - 030 diseño sismo resistente del reglamento nacional de edificaciones (RNE), el distrito de Tapairihua se ubica en la zona 3 de ALTA SISMICIDAD como se muestra en la figura. De acuerdo al RNE, la norma de diseño para edificaciones sismo resistentes, para la zona 3 le corresponde un factor z = 0.35. Este factor se interpreta como la aceleración máxima horizontal en suelo rígido con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50 años. El factor Z se expresa como una fracción de la aceleración de la gravedad.

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Mapa del de zonas sísmicas. Tomado de: Reglamento Nacional de Edificaciones (E-030)

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Mapa de sismicidad del Perú. Tomado de: google

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL CURSO: ALBAÑILERIA ESTRUCTURAL 10. MEDIO GEOGRÁFICO 10.1. CLIMA El clima en Tapairihua es cálido y templado. En invierno, hay mucha menos lluvia en Tapairihua que en verano. Esta ubicación está clasificada como Cwb por Köppen y Geiger. La temperatura media anual en Tapairihua se encuentra a 14.1 °C. Precipitaciones aquí promedios 783 mm.

Clima de Tapairihua. Tomado de : Picture-Copyright: Jorge Arone

Climograma Tapairihua Tomado de: Senamhi

El mes más seco es junio, con 10 mm de lluvia. Con un promedio de 155 mm, la mayor precipitación cae en febrero.

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Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Temperatura 14.6 media (°C)

14.6

14.4

14.5

13.7

12.5

12.4

12.7

13.8

15.5

15.3

14.8

Temperatura min. (°C)

7.1

7.3

7.2

6.6

5.2

3.8

3.5

3.4

5.3

6.4

6.5

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Temperatura 22.1 máx. (°C)

21.9

21.7

22.5

22.2

21.3

21.3

22.1

22.4

24.6

24.1

22.6

Temperatura 58.3 media (°F)

58.3

57.9

58.1

56.7

54.5

54.3

54.9

56.8

59.9

59.5

58.6

Temperatura 44.8 min. (°F)

45.1

45.0

43.9

41.4

38.8

38.3

38.1

41.5

43.5

43.7

44.6

Temperatura 71.8 máx. (°F)

71.4

71.1

72.5

72.0

70.3

70.3

71.8

72.3

76.3

75.4

72.7

Precipitación 147 (mm)

155

147

51

17

10

10

16

32

49

59

90

Tabla climática // datos históricos del tiempo tapairihua. Tomado de : Senamhi

Hay una diferencia de 145 mm de precipitación entre los meses más secos y los más húmedos. Durante el año, las temperaturas medias varían en 3.1 ° C.

10.3. TEMPERATURA

Diagrama de temperatura Tapairihua. Tomado de: Senamhi

Octubre es el mes más cálido del año. La temperatura en octubre promedios 15.5 ° C. julio tiene la temperatura promedio más baja del año. Es 12.4 ° C. 10.5. Orografía e Hidrografía

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Fuente: INGEMET

Su aspecto físico es muy accidentado, debido a la presencia de muchas quebradas irregulares, algunas de ellas se prolongan hasta el río Antabamba. En sus punas existen mesetas y picos notables como Roncuela, Achancelo, Suparaura y Huancaray.

Cuenta con el río Antabamba que surca de norte a sur, regando algunos fundos pequeños; los riachuelos desempeñan un papel fundamental en la agricultura, como el de Chuichu, Pallccora, Huachiña, Chuccho, Parancay, etc. Tiene dos lagunas de importancia, la Ccallaccalla y Huashua-ccocha.

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Fuente: INGEMET

10.6. ESTRATIGRAFÍA

SUELO ARENOSO GRAVOSO

SUELO ORGANICO

SUELO GRAVO LIMOSO

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SUELO GRAVO LIMOSO

SUELO ORGANICO

SUELO ARCILLOSO ROJO DE SURCO

SUELO ARENOSO LIMOSO CON GRAVA

SUELO GRIS ARCILLOSO LIMOSO

SUELO LIMO GRAVOSO

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11. INVESTIGACIONES DE CAMPO

11.1. MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA Y ESTUDIOS DE SITIO A. MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA Son estudios multidisciplinarios, que investigan los efectos de sismos y fenómenos asociados como licuefacción de suelos, deslizamientos, tsunamis y otros, sobre el área de interés. Los estudios suministran información sobre la posible modificación de las acciones sísmicas por causa de las condiciones locales y otros fenómenos naturales, así como las limitaciones y exigencias que como consecuencia de los estudios se considere para el diseño, construcción de edificaciones y otras obras. Será requisito la realización de los estudios de microzonificación en los siguientes casos: - Áreas de expansión de ciudades. - Complejos industriales o similares.

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL CURSO: ALBAÑILERIA ESTRUCTURAL - Reconstrucción de áreas urbanas destruidas por sismos y fenómenos asociados. Los resultados de estudios de microzonificación serán aprobados por la autoridad competente, que puede solicitar informaciones o justificaciones complementarias en caso lo considere necesario. B. ESTUDIOS DE SITIO Son estudios similares a los de microzonificación, aunque no necesariamente en toda su extensión. Estos estudios están limitados al lugar del proyecto y suministran información sobre la posible modificación de las acciones sísmicas y otros fenómenos naturales por las condiciones locales. Su objetivo principal es determinar los parámetros de diseño. No se considerarán parámetros de diseño inferiores a los indicados en esta Norma.

11.2. CONDICIONES GEOTÉCNICAS Para los efectos de esta Norma, los perfiles de suelo se clasifican tomando en cuenta las propiedades mecánicas del suelo, el espesor del estrato, el período fundamental de vibración y la velocidad de propagación de las ondas de corte. Los tipos de perfiles de suelos son cuatro: A. PERFIL TIPO S1: ROCA O SUELOS MUY RÍGIDOS. A este tipo corresponden las rocas y los suelos muy rígidos con velocidades de propagación de onda de corte similar al de una roca, en los que el período fundamental para vibraciones de baja amplitud no excede de 0,25 s, incluyéndose los casos en los que se cimienta sobre: - Roca sana o parcialmente alterada, con una resistencia a la compresión no confinada mayor o igual que 500 kPa (5 kg/cm2). - Grava arenosa densa. - Estrato de no más de 20 m de material cohesivo muy rígido, con una resistencia al corte en condiciones no drenadas superior a 100 kPa (1 kg/cm2), sobre roca u otro material con velocidad de onda de corte similar al de una roca.

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL CURSO: ALBAÑILERIA ESTRUCTURAL - Estrato de no más de 20 m de arena muy densa con N > 30, sobre roca u otro material con velocidad de onda de corte similar al de una roca. B. PERFIL TIPO S2: SUELOS INTERMEDIOS. Se clasifican como de este tipo los sitios con características intermedias entre las indicadas para los perfiles S1 y S3. C. PERFIL TIPO S3: SUELOS FLEXIBLES O CON ESTRATOS DE GRAN ESPESOR. Corresponden a este tipo los suelos flexibles o estratos de gran espesor en los que el período fundamental, para vibraciones de baja amplitud, es mayor que 0,6 s, incluyéndose los casos en los que el espesor del estrato de suelo excede los valores siguientes:

D. PERFIL TIPO S4: CONDICIONES EXCEPCIONALES. A este tipo corresponden los suelos excepcionalmente flexibles y los sitios donde las condiciones geológicas y/o topográficas son particularmente desfavorables. Deberá considerarse el tipo de perfil que mejor describa las condiciones locales, utilizándose los correspondientes valores de Tp y del factor de amplificación del suelo S, dados en la Tabla Nº2. En los sitios donde las propiedades del suelo sean poco conocidas se podrán usar los valores correspondientes al perfil tipo S3. Sólo será necesario considerar un perfil tipo S4 cuando los estudios geotécnicos así lo determinen.

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11.3. GEOLOGIA La región Apurímac posee una gran variedad de tipos de rocas, de origen ígneo, sedimentario y metamórfico cuyas edades se encuentran entre más de 600 millones de años hasta la era reciente (ver mapa). Estas unidades están dispuestas de manera compleja debido a que el área de estudio forma parte de la Cordillera de los Andes, la cual pasó por una evolución tectónica con fuertes eventos de deformación y posterior erosión ocurridos en distintos periodos geológicos.

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Mapa geológico de la región Apurímac. Tomado de: Marocco, 1975; Pecho, 1981; Valdivia & La Torre, 2003).

Estructuralmente, en la región se observan zonas de fallas de orientación E-O en la parte septentrional representadas por el sistema de fallas Abancay-Andahuaylas- Chincheros y NE-SO constituidas por el sistema de fallas Patacancha-Tamburco (Carlotto et al, 2006). También se presentan pliegues con una orientación (E-W) coincidiendo con las fallas, la mayor parte de las estructuras de la zona de estudio pertenecen al ciclo orogénico andino. (Marocco, 1975; Pecho, 1981; Valdivia & La Torre, 2003). 11.4. PELIGROS GEOLÓGICOS EN LA REGIÓN APURÍMAC

En base a los trabajos de gabinete como la interpretación de fotografías aéreas imágenes de satélite y las investigaciones de campo como el cartografiado e inventario sistemático de peligros geológicos (figura 5) a escala 1:50 000 en la región Apurímac se ha registrado un total de 849 procesos que pueden causar desastres. Del inventario se obtuvo la estadística resumida en la figura 4, en la cual se establece que en esta región son más frecuentes los eventos de caídas de rocas, los flujos

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL CURSO: ALBAÑILERIA ESTRUCTURAL (huaycos), los deslizamientos y la erosión de laderas. En menor cantidad pero no menos importante, por los daños asociados, se encuentran los fenómenos de inundación, erosión fluvial, movimientos complejos y reptación de suelos.

Porcentaje de Peligros geológicos inventariados en la región Apurímac

A continuación una descripción de los principales procesos registrados en la región. SISMOS

Según los estudios del IGP los sismos en la región Apurímac estarían relacionados a la actividad de las fallas regionales. Según el mapa de zonificación sísmica del Perú (ver mapa). Se esperan para Apurímac Intensidades Máximas entre VI y VIII en la escala Mercalli. Los últimos sismos registrados en la región son los de Agosto del 2012 en Andahuaylas (magnitud en la escala de Richter 5.0, profundidad de 78 km) y Enero de 2013 en Antabamba (magnitud de 4.1 grados en la escala de Richter y profundidad de 22 km).

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Mapa de distribución de intensidades sísmicas de la región Apurímac. Tomado de: Alva & Meneses (1984)

ZONAS CRÍTICAS Las zonas críticas son áreas que luego del análisis los peligros geológicos identificados y la vulnerabilidad a la que están expuestas obras de infraestructura y centros poblados; se consideran con peligro potencial de generar desastres, y necesitan que se ejecutar en ellas obras de prevención y/o mitigación; o en algunos casos las medidas adoptadas anteriormente necesitan ampliarse o mejorarse (Fidel y otros, 2006). En base a la evaluación de campo, validándose además su ubicación en el mapa de susceptibilidad por movimientos en masa de la región Apurímac (figura 13) se ha identificado un total de 32 zonas críticas (figura 14). Dichas zonas se presentan en el cuadro 3 resaltando: Ubicación (provincia, distrito, paraje) Características del o los procesos identificados (pendiente, material involucrado, etc) Causas del o los fenómenos Daños

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Mapa de susceptibilidad por movimientos en masa en la región Apurímac. Extracto del mapa nacional (Villacorta, Fidel & Zavala; 2012)

Cuadro 3. ZONAS CRÍTICAS EN LA REGIÓN DE APURIMAC PROV.

DIST.

PARAJE

PELIGR O

CAUSAS

CARACTE RÍSTICAS

DAÑOS Y ZONAS AFECTA DAS

MEDIDAS RECOMENDA DAS

Aymaraes

Tapairihu a

Masopampa

Avalanch a de detritos

Substrato de mala calidad, muy fracturad o, naturalez a incompet ente del suelo

Escarpa circular de 80 metros. Pendiente entre 20 y 35°. Salto principal: 2.2 m de altura. Se observan tres terrazas de nuevos depósitos de flujos

Afecto a 50 m de la carretera

Se recomienda replantear el trazo de la vía AbancayAntabamba en ese sector.

FORMACION GEOLOGICA

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LOS ANDES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL CURSO: ALBAÑILERIA ESTRUCTURAL La formación geológica del distrito de COTARUSE, de acuerdo a la INGEMET está formado por: 11.4. MUESTRAS DE CAMPO DE TAPAIRIHUA

MUESTRA N° 1

IN SYTU PROFUNDIDAD

2.60 m

CLASIFICACION

G MEDIANA-S FINA-C-M

HUMEDAD

SECO

CONSISTENCIA DE SUELO HUMEDO

FRIABLE

% DE PARTICULAS

< 3”

FORMAS DE PARTICULAS GRUESAS

SUBANGULOSA

ENSAYO DE LA BOTELLA DIAMETRO

6.0 cm

ALTURA

5.90 cm

VOLUMEN

166.82cm3

% DE MATERIAL SEGÚN LA CLASIFICACION SUCKS GRAVAS (3”-