suelos 3_2005
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1
COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS EN PRESENCIA DE
CARGAS
SUELOS
PROPIEDADES RESISTENTES Y FALLAS
ELEMENTO DE SUELO: σ1
σ2
σ3
σ1
σ3
σ2
PROPIEDADES RESISTENTES Y FALLAS
P
σ = A
∆ ∆ llε =
L
ε
σ
ε
σ
COMPORTAMIENTOELÁSTICO
2
ε
σ
ε
σ
COMPORTAMIENTOELÁSTICO LINEAL
PROPIEDADES RESISTENTES Y FALLAS
ε
σ
ε
σ
COMPORTAMIENTOPLÁSTICO∆ε = deformación
remanente
∆ε
PROPIEDADES RESISTENTES Y FALLAS
ε
σ
ε
σσ r
ROTURA FRÁGIL
PROPIEDADES RESISTENTES Y FALLAS
ROTURA PLÁSTICA
3
P
DISTRIBUCIÓN DE TENSIONES EN EL INTERIOR DEL SUELO
n las tensiones a que está sometido el suelo son mayores inmediatamente debajo de la placa de carga y disminuyen al alejarse (al aumentar la profundidad, disminuye la tensión a que queda sometido el suelo)
n al alejarse del eje de aplicación, disminuyen las tensiones en el suelo
n la profundidad de afectación de un terreno estará relacionada con el tamaño de la placa de carga
DISTRIBUCIÓN DE TENSIONES EN EL INTERIOR DEL SUELO
DISTRIBUCIÓN DE TENSIONES EN EL INTERIOR DEL SUELO
A
C
B
A
C
100 %
50 %
P
a
Z = 1,5 a
4
σ
0,5 σ
P’
a’
Z’
σ
0,5 σ
P
a
Z
DISTRIBUCIÓN DE TENSIONES EN EL INTERIOR DEL SUELO
PP
DISTRIBUCIÓN DE TENSIONES EN EL INTERIOR DEL SUELO
SUELOS
DEFORMACIONES DE LOS SUELOS
5
DEFORMACIONES DE LOS SUELOS
nCONSOLIDACIÓN (ASENTAMIENTOS)
n EXPANSIÓN
CONSOLIDACIÓN
CONSOLIDACIÓN es la deformación de un suelo que se produce por la reducción de los vacíos, debida a los esfuerzos aplicados (o a la pérdida de agua en los suelos expansivos).
e
e 0
p’
e: índice de vacíos o relación de vacíosp’: presión efectiva
CURVA DE CONSOLIDACIÓNEXPERIMENTAL
CONSOLIDACIÓN
6
n SUELOS NORMALMENTE CONSOLIDADOS: son aquellos suelos que nunca estuvieron sometidos a presiones efectivas mayores que las actuales.
n SUELOS PRECONSOLIDADOS: son aquellos suelos que alguna vez han sufrido presiones efectivas mayores que las actuales.
CONSOLIDACIÓN
SUELOS PRECONSOLIDADOS
zona en que el terrenofue erosionado
Horiginal
hactual
elemento de suelo
PERCONSOLIDACIÓN GEOLÓGICA:
e
e 0
p’
CURVA DE CONSOLIDACIÓN(IDEALIZACIÓN)
Pc
Pc: presión de preconsolidaciónpendiente de la curva = ÍNDICE DE COMPRESIÓN
SUELOS PRECONSOLIDADOS
7
arena
arcilla
roca
arena
arcilla
arena
DRENAJE:
CONSOLIDACIÓN
1 Frontera
2 Fronteras
ASENTAMIENTOS
carga
tiempoTERMINACIÓNDE LA OBRA
ASENTAMIENTOS
carga
tiempoTERMINACIÓNDE LA OBRA
ASIENTO
tiempoTERMINACIÓNDE LA OBRA
SUELOS INCOMPRESIBLES
Arenas
Rocas
8
ASENTAMIENTOS
carga
tiempoTERMINACIÓNDE LA OBRA
ASIENTO
tiempoTERMINACIÓNDE LA OBRA
SUELOS COMPRESIBLES
ASENTAMIENTOS
ASENTAMIENTO UNIFORME
ESTRUCTURA
ARCILLA BLANDA COMPRESIBLE
ARENA
ROCA FIRME
ESTRUCTURADESCENDIDA
∆H
ASENTAMIENTOS
ASENTAMIENTO NO UNIFORME
ESTRUCTURARIGIDA
ARCILLA BLANDA COMPRESIBLE
ARENA
ROCA FIRME
ESTRUCTURADESCENDIDA Y VOLCADA
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ASENTAMIENTOS
ASENTAMIENTO NO UNIFORME
ESTRUCTURANO RIGIDA
ARCILLA BLANDA COMPRESIBLE
ARENA
ROCA FIRME
ASENTAMIENTOS
FALLAS POR ASENTAMIENTOS DIFERENCIALES
PAÑOS SIN HUECOS
ASENTAMIENTOS
FALLAS POR ASENTAMIENTOS DIFERENCIALES
PAÑOS CON HUECOS
ISOSTÁTICAS DE TRACCIÓN
GRIETA
10
ASENTAMIENTOS
FALLAS POR ASENTAMIENTOS DIFERENCIALES
PAÑOS CON HUECOS
ASENTAMIENTOS
FALLAS POR ASENTAMIENTOS DIFERENCIALES
viga - tabique pilar - tabique
ASIENTO DIFERENCIALASIENTO DIFERENCIAL
ASENTAMIENTOS
FALLAS POR ASENTAMIENTOS DIFERENCIALES
ASIENTO DE UNA ESQUINA
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ASENTAMIENTOS
FALLAS POR ASENTAMIENTOS DIFERENCIALES
PAVIMENTO
EXPANSIÓN
EXPANSIÓN es la deformación de un suelo que se produce por el aumento del índice de los vacíos, debida a la recuperación al retirar los esfuerzos aplicados (o a la acción de agua en los suelos expansivos).
MEDIDA DE LA EXPANSIÓN (expansión libre)
EXPANSIÓN
comienzo del ensayo fin del ensayo
12
MEDIDA DE LA EXPANSIÓN (expansión libre)
SE MIDEN % DE ∆∆ h RESPECTO DE H :
∆∆ h < 1,5 % BAJA
1,5 % < ∆∆ h < 5 % MEDIA
5 % < ∆∆ h < 25 % ALTA
25 % < ∆∆ h MUY ALTA
EXPANSIÓN
MEDIDA DE LA EXPANSIÓN (presión de expansión)
comienzo del ensayo fin del ensayo
P
EXPANSIÓN
MEDIDA DE LA EXPANSIÓN (presión de expansión)
SE MIDE PRESIÓN APLICADA PARA EVITAR LA EXPANSIÓN :
P < 0,02 MPa BAJA
P < 2 MPa MEDIA
EXPANSIÓN
13
IP potencial de expansión
Indice de plasticidad del terreno
0 < IP < 15 BAJO
10 < IP < 35 MEDIO
20 < IP < 55 ALTO
35 < IP MUY ALTO
EXPANSIÓN
Nódulos de CARBONATO“Caliches”
Son indicativos de suelos potencialmente expansivos
EXPANSIÓN
IF Id cambio potencial expansividad
de volumen del terreno
PP 0,5 >1 NO PELIGROSO DESPRECIABLE
>1 MARGINAL A LIGERAMENTEOO 0,5 PELIGROSO EXPANSIVO
OO1 MUY PELIGROSO MUY EXPANSIVO
EXPANSIÓN
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FALLAS POR EXPANSIONES DIFERENCIALES
EXPANSIÓN
FALLAS POR EXPANSIONES DIFERENCIALES
EXPANSIÓN
Muchas gracias
15
SUELOS
ENSAYOS DE SUELOS
TOMA DE MUESTRAS
INALTERADAS:
TOMA DE MUESTRAS
INALTERADAS:
16
TOMA DE MUESTRAS
INALTERADAS:
TOMA DE MUESTRAS
ALTERADAS:
ENSAYOS DE SUELOS
n ENSAYOS DECAMPO, “IN SITU”:
n ENSAYOS ENLABORATORIO:
n PENETRÓMETRO DINÁMICO;n PENETRÓMETRO ESTÁTICO;
n CARGA DE PLACA;n MOLINETE.
nCOMPRESIÓN INCONFINADA;nCOMPRESIÓN CONFINADA;
nCORTE DIRECTO.
PARA LA DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD SOPORTE
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ENSAYOS DE CAMPO “IN SITU”
Ensayo de penetración estándar: SPTPENETROMETRO DINÁMICO
PENETRÓMETRO DINÁMICO
Ensayo depenetración estándar: SPT
CARACTERÍSTICAS:
• INFORMACIÓN INDIRECTA;• INFORMACIÓN DISCONTINUA;• USO EN CASI TODO TIPO DE SUELOS;• NO REQUIERE REACCIÓN;• PERMITE OBTENER MUESTRAS;• RÁPIDO Y RELATIVAMENTE ECONÓMICO.
Ensayo de carga de PLACA
ENSAYOS DE CAMPO “IN SITU”
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CARGA DE PLACA
CARACTERÍSTICAS:
• INFORMACIÓN DIRECTA;• INSUME MUCHO TIEMPO;• CIERTA COMPLICACIÓN;• PROBLEMAS DE LECTURA;• USO EN CASI TODO TIPO DE SUELOS;• REQUIERE REACCIÓN;• NO IMPIDE OBTENER MUESTRAS;• NO REPRODUCE EFECTO DE LA REALIDAD.
ENSAYOS DE LABORATORIO
COMPRESIÓN INCONFINADA
COMPRESIÓN INCONFINADA
CARACTERÍSTICAS:
• USO EN SUELOS DE CIERTA COHESIÓN;• FÁCIL OPERACIÓN E INTERPRETACIÓN;• RÁPIDO Y RELATIVAMENTE ECONÓMICO;• NO REPRODUCE LAS CONDICIONES
DE LA REALIDAD.
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COMPRESIÓN CONFINADA
Ensayo “triaxial” de carga
COMPRESIÓN CONFINADA
Ensayo “triaxial” de carga
CARACTERÍSTICAS:
• SE APROXIMA A LAS CONDICIONESDE LA REALIDAD
• APTO EN TODO TIPO DE SUELOS;• COMPLEJO DE EJECUCIÓN;• PERMITE ESTUDIAR CONDICIONES
DE DRENAJE.
SUELOS
PERFIL ESTRATIGRÁFICO
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PERFIL ESTRATIGRÁFICO
PERFIL ESTRATIGRÁFICO: sistemacompleto de horizontes de suelo.
HORIZONTE DE SUELO: capa o depósitode suelo a diferentes profundidades.
POTENCIA: espesor o altura del horizonteo depósito.
perfil estratigráfico de Montevideo:
FORMACIÓN RECIENTE
FORMACIÓN DOLORES
FORMACIÓN LIBERTAD
FORMACIÓN RAIGÓN
FORMACIÓN FRAY BENTOS
FORMACIÓN MONTEVIDEO
PERFIL ESTRATIGRÁFICO
perfil estratigráfico de Montevideo:
F. RECIENTE ARENAS SUELTAS, ARCILLAS OSCURAS σ < 0,1 MPa
F. DOLORES ARCILLAS Y LIMOS, MARRÓN ROJIZO 0,1 MPa < σ < 0,15 MPa
F. LIBERTAD ARCILLAS Y LIMOS, MARRÓN ROJIZO 0,1 MPa < σ < 0,2 MPa
F. RAIGÓN ARENAS, ARCILLAS, GRISÁCEOS 0,1 MPa < σ < 0,3 MPa
F. FRAY BENTOS LIMOS ROSADOS 0,3 MPa < σ < 0,5 MPa
F.MONTEVIDEO ROCA 0,3 MPa < σ≡
PERFIL ESTRATIGRÁFICO
21
dispositivos
Muchas gracias