1. Generalidad
Los conceptos de la mecánica de suelos se
integran para ser aplicados por la ingeniería
geotécnica en la resolución de problemas
planteados por el suelo frente a las obras de
ingeniería civil y a las cargas que estas transmiten.
Se considera el problema fundamental de la
interacción suelo – estructura, para diferentes tipos
de suelos y situaciones desventajosas de los esfuerzos
trasmitidos.
2. Qué se espera del egresado…
1. Identificar, analizar y solucionar problemas.
2. Consolidar los criterios de la mecánica de suelos y su
aplicación.
3. Determinar la capacidad de los suelos para soportar
cargas transmitidas por las obras.
4. Formar criterio, frente a situaciones adversas que
permitan plantear soluciones alternativas y
complementarias.
5. Comprender que existe una articulación entre las
especialidades de la ingeniería geotécnica y
estructural.
6. Motivar la continuación de estudios a nivel de
postgrado.
3. Mecánica de Suelos y Geotecnia
La mecánica de suelos es una especialidad de la
ingeniera a civil que estudia las propiedades de
resistencia, las relaciones esfuerzo contra deformación,
podemos decir que casi todas las edificaciones de una
u otra forma terminan apoyadas sobre el terreno.
Casi siempre es necesario acudir a técnicas numéricas
para resolver las ecuaciones planteadas. Por otra
parte, muchas circunstancias imponen incertidumbres a
las soluciones, lo cual implica el empleo de técnicas
estadísticas y probabilísticas .
5. ¿Qué se entiende por suelo?
La palabra suelo se deriva del latín solum, que significa
suelo, tierra o parcela.
Los suelos se forman por la combinación de cinco
factores interactivos: material parental (el material
geológico inalterado generalmente roca madre o de un
depósito superficial o arrastrado en donde se irán
formando los horizontes del suelo), clima, topografía,
organismos vivos y tiempo.
6. ¿Qué se entiende por suelo?
Los suelos constan de cuatro grandes componentes:
materia mineral, materia orgánica, agua y aire; la
composición volumétrica aproximada es de 45%, 5%,
25% y 25%, respectivamente.
Los constituyentes minerales (inorgánicos) de los suelos
normalmente están compuestos de pequeños
fragmentos de roca y minerales de varias clases. Las
cuatro clases más importantes de partículas inorgánicas
son: grava, arena, limo y arcilla.
8. ¿Qué es Mecánica de Suelos?
Es una disciplina de la ingeniería que tiene por objeto
el estudio de una serie de métodos que conducen
directa e indirectamente al conocimiento del suelo.
En los diferentes terrenos sobre los cuales se va a erigir
estructuras de índole variable por diversas razones el
hombre ha estudiado durante siglos el suelo donde vive
presentando teorías sobre las presiones del mismo y
sobre métodos para determinar la capacidad de
carga para diversos tipos de cimentaciones sin
embargo se puede decir que quien organizo conceptos
y los hizo crecer hasta formar una rama de la
ingeniería civil es el doctor Karl Terzaghi desde 1925.
9. Mecánica de Suelos
El Dr. Karl Terzaghi (Padre de la Mecánica de
Suelos -1936) definió a la Mecánica de Suelos
como la aplicación de las leyes de la mecánica
y la hidráulica a los problemas de la
ingeniería relacionados con depósitos no
consolidados de partículas sólidas producidas
por la desintegración mecánica o química de
las rocas.
10. Mecánica de Suelos
La mecánica de suelos comprende:
1. Teoría sobre el comportamiento de los
suelos en estado de tensión.
2. La investigación de las propiedades físicas
de los suelos reales.
3. La aplicación de los conocimientos
teóricos o empíricos sobre el tema a la
resolución de los problemas prácticos.
13. Diferencias
Mecánica de suelos
Ensayos físicos
Ensayos mecánicos
Mecánica de suelos aplicada:
a las cimentaciones
a las vías de transportes
15. ¿Qué es Geotecnia?
Los conceptos de la Mecánica de Suelos se integran
para ser aplicados por la Ingeniería Geotécnica en la
resolución de problemas planteados por el suelo frente
a las obras de ingeniería civil y a las cargas que estas
transmiten.
Se considera el problema fundamental de la
interacción suelo – estructura, para diferentes tipos de
suelos y situaciones desventajosas de los esfuerzos
trasmitidos.
16. ¿Qué es Geotecnia?
La geotecnia es el área de la ingeniería civil que
estudia el comportamiento de suelos bajo la
intervención de cualquier tipo de obra civil.
Su finalidad es la de proporcionar interacción
suelo/obra en lo que se refiere a estabilidad,
resistencia (vida útil compatible) y viabilidad
económica.
17. Ingeniería Geotécnica
Se encarga de estimar la resistencia
entre partículas de la corteza
terrestre de distinta naturaleza,
granulometría, humedad, cohesión, y
las propiedades de los suelos en
general, con el fin de asegurar la
interacción del suelo con la estructura.
Además realiza el diseño de la
cimentación o soporte para edificios,
puentes, etc...
33. El Suelo como Material de
Construcción
Presa de tierra.
34.
35.
36.
37. El Suelo como Material de
Construcción
Estructura de recuperación de tierras.
Estación marítima construida
por relleno hidráulico
Estación marítima La Salina
43. Capacidad Portante
En cimentaciones se denomina capacidad portante a la
capacidad del terreno para soportar las cargas
aplicadas sobre él.
Técnicamente la capacidad portante es la máxima
presión media de contacto entre la cimentación y el
terreno tal que no se produzcan un fallo por cortante
del suelo o un asentamiento diferencial excesivo.
En general, es la capacidad de una estructura para
soportar las cargas aplicadas sobre la misma.
44. VENEZUELA, 1985
PERDIDA DE CAPACIDAD PORTANTE A
CAUSA DE FALTA DE COMPACTACION O A
CAUSA DE SUELO BLANDO NO TRATADO
FUENTE: UNI. SAN LUIS, 2001
45. NIIGATA, 1964
PERDIDA DE CAPACIDAD PORTANTE A
CAUSA DE LA LICUEFACCION DEL SUELO
Licuefacción del Suelo
46. licuación de suelos
¿Qué es la licuación o licuefacción de suelos?
Es el fenómeno por el cual el suelo pierde firmeza o
rigidez a causa de un terremoto.
¿A qué tipo de suelos está asociado?
Suelos saturados poco cohesivos como las arenas.
¿Qué efectos produce la licuación de suelos?
Falla de grandes presas - Desplome de edificios -
Desplome de puentes – colapso parcial o total de muros
de contención – severos daños en carreteras – vías
férreas - etc
47. Tipos de Fallas del Suelo de
Cimentacion
Falla por Corte General.
Falla por corte.
Falla por punzonamiento.
48. Gráficos de tipos fallas por corte
Falla por Corte general
Falla por corte local
Falla por punzonamiento
49. Falla por Corte General
Se caracteriza por tener una superficie de
deslizamiento continuo dentro del suelo,
que se inicia en el borde de la cimentación
y avanza hasta la superficie del terreno.
Este tipo de falla es súbita en los cimientos
provocando el hinchamiento del suelo
adyacente a la cimentación.
¿en qué tipo de suelos ocurre?
En suelos arenosos compactados y arcillas o
arcillosos duros.
50. Falla por Corte Local
Se caracteriza por ser una transición entre la falla
por corte general y la falla por punzonamiento .
En este tipo de falla existe la tendencia a un
hinchamiento del suelo a los lados de la
cimentación pero no llega a desarrollarse hasta la
superficie del terreno como en la falla por corte
general. La compresión vertical debajo de la
cimentación es muy fuerte por ende este tipo de
falla es súbita y catastrófica con inclinación de los
cimientos.
¿en qué tipo de suelos ocurre?
Suelos arenosos sueltos o arcillosos blandos.
51. Falla por Punzonamiento
Este tipo de falla se caracteriza por
movimiento vertical de la cimentación
mediante la compresión inmediata debajo de
ella. La rotura del suelo se presenta por corte
alrededor de la cimentación y casi no se
observa movimientos de éste junto a la
cimentación manteniendo el equilibrio tanto
horizontal como vertical.
53. Norma Técnica de Edificaciones E.050
Profundidad “p” mínima de Investigación – zapatas
superficiales
PRIMER PISO
Df
zDp f
Edificación sin sótano
Z = 1.5B
B
54. N.T. DE EDIFICACIONES E.050
Profundidad “p” mínima de Investigación – bajo
sótano
PRIMER PISO
SOTANO
Df
zDhp f
Edificación con sótano
h
Z = 1.5B
B
55. Norma Técnica de Edificaciones E.050
Profundidad “p” de Investigación Cimentaciones
Profundas
zDhp f
56. Norma Técnica de Edificaciones E.050
Profundidad “p” mínima de Investigación – en
plateas o solados
Df
p > 3.0 m
