I&T)#"+$$I#& %n ingeniería2 la mecánica de suelos es la aplicaci3n de las leyes de la 4ísica y 4ísica y las ciencias naturales a los pro5lemas que involucran las cargas impuestas a la capa super4icial de la corteza terrestre. %sta ciencia 4ue 4undada por Karl Karl von Terzag6i2 a Terzag6i2 a partir de 789: de 789:.. Todas las o5ras de ingeniería de ingeniería civil se apoyan so5re el suelo de una u otra 4orma2 y muc6as de ellas2 las2 además2 más2 util tilizan izan la tie tierra com como eleme emento de con constr strucci cci3n para terraplenes2 diques terraplenes2 diques y rellenos en general; por lo que2 en consecuencia2 su esta5ilidad y comportamiento 4uncional y esttremos2 el colapso de la o5ra o su inutilizaci3n y a5andono. %n consecuencia2 las condiciones del suelo como elemento de sustentaci3n y construcci3n y las del cimiento como dispositivo de transici3n entre aquel y la supraestructura2 6an de ser siempre o5servadas2 aunque esto se 6aga en proyectos peque!os 4undados so5re suelos normales a la vista de datos estadísticos y e>periencias locales2 y en proyectos de mediana a gran importancia o en suelos dudosos2 in4ali5lemente2 in4ali5lemente2 al trav
7. I&T) I&T)#" #"+$ +$$I $I#& #&.. 7.7. 7.7.
%l m3dulo de elasticidad del suelo2 tam5iprim e>primir ir y se de5e de5e tomar tomar en cuenta cuenta22 so5re so5re todo todo en proye proyecto ctoss de constr construcc ucci3 i3n2 n2 ingeniería y paisa?ismo. Varios Varios 4actores in4luyen en m3dulos de suelo y di4erentes tipos de suelo presentan di4erentes m3dulos.
7.7.7. 7.7.7. "%@I&I$I& "%@I&I$I& "% M"+-#S M"+-#S %-/STI$#S %-/STI$#S.. %l m3dulo elástico tam5iprimido Csiempre y cuando la aplicaci3n o la acci3n no se de4orman permanentemente el materialD. $asi todos los materiales son elásticos 6asta cierto punto2 y la elasticidad2 ?unto con la 4orma 4 orma geomi5ilidad de un o5?eto. +n m3dulo de elasticidad puede calcularse para cualquier material s3lido y es la relaci3n del es4uerzo a la de4ormaci3n. +n concepto clave a recordar es que el m3dulo de elasticidad no es lo mismo que la 4uerza. -a resistencia se mide por la tensi3n necesaria para romper un material2 mientras que las medidas de elasticidad como de 5ien un material vuelve a su 4orma original. $uanto menor sea el Ma o Ea CpascalD2 más elástico el o5?eto o tipo de suelo es.
7.7.9. 7.7.9. @A$T#) @A$T#)%S %S *+% I&@-+%&$IA& I&@-+%&$IA& %- M#"+-# M#"+-# "%- S+%-#. S+%-#. Suelo con partículas estrec6amente empaquetadas tiende a tener un m3dulo más alto. %sto %sto puede puede deter determin minars arse e miran mirando do la densid densidad ad o poros porosida idad d seca seca del suelo suelo.. Sin
em5argo2 dos muestras de suelo pueden tener la misma densidad en seco pero di4erentes estructuras2 como suelta o densa2 y por lo tanto tienen di4erentes m3dulos. %l contenido de agua tam5i
7.7.F. M#"+-# TII$# "% VA)I#S S+%-#S. %l m3dulo típico de elasticidad de los suelos limosos es F: a 7:G Ma o :.GGG a 9G.GGG psi; suelos de arcilla es de F: a 7GG Ma o :.GGG a 7:.GGG psi2 y de piedra triturada es de 7:G a FGG Ma o 9G.GGG a HG.GGG psi.
7.9.
$#M#)TAMI%&T# -/STI$# "% -#S S+%-#S.
-a plasticidad es la propiedad que e>presa la magnitud de las 4uerzas de las películas de agua dentro del suelo ya que
7.9.7. @A$T#)%S *+% A@%$TA& -A -ASTI$I"A" "% -#S S+%-#S 0 -AS $#&STA&T%S "% ATT%)%)(. $omo la plasticidad es 4unci3n de las 4racciones más 4inas del suelo2 los distintos suelos tendrán di4erente plasticidad de acuerdo con la cantidad de arcilla que contengan. Atter5erg o5serv3 que un incremento en el porcenta?e de arcilla produce un
aumento en am5os límites de plasticidad en la escala de 6umedad y consecuente aumento en el n=mero de plasticidad. ay un notorio e4ecto al decrecer el contenido de arcilla y es el que se mani4iesta en la rápida disminuci3n del límite superior de plasticidad y la consiguiente disminuci3n del n=mero de plasticidad. Se necesita un mayor contenido de 6umedad para o5tener plasticidad en un suelo con alto contenido de arcilla que en otro con menos contenido de arcilla.)ussell in4orm3 que el n=mero de plasticidad es una 4unci3n lineal del contenido de arcilla Cpartículas menores de : D. %sta relaci3n es e>presada por' & L G.$ N 792 donde' &' &=mero de plasticidad y $' orcenta?e de contenido de arcilla. Suelos que contengan menos del 9GO de partículas menores de : 2 generalmente no muestran plasticidad. %sta relaci3n es e>presada por' & L G.$ N 792 donde' &' &=mero de plasticidad y $' orcenta?e de contenido de arcilla. Suelos que contengan menos del 9GO de partículas menores de : 2 generalmente no muestran plasticidad.
Se 6an encontrado resultados similares en suelos sint
7.9.9. )#I%"A"%S MI&%)A-%S "% -A A)$I--A. A mayor cantidad de minerales arcillosos en el suelo2 mayor es la plasticidad2 así como la compresi5ilidad y la co6esi3n2 mientras que la permea5ilidad y el ángulo de 4ricci3n interno disminuyen. %l comportamiento de las partículas de arcilla está 4uertemente in4luido por las 4uerzas de super4icie2 ya que al tratarse de granos muy 4inos la super4icie especí4ica CSeD alcanza valores de consideraci3n y las 4uerzas electroestáticas desarrolladas en la super4icie co5ran relevancia. %l agua es 4uertemente atraída por la super4icie de los minerales de arcilla dando como resultado la plasticidad2 mientras que en las partículas no arcillosas la super4icie especí4ica es muc6o menor y 6ay menor a4inidad con el agua2 con lo cual no se desarrolla una plasticidad signi4icativa. Tanto el límite líquido como el límite plástico para cualquiera de los minerales arcillosos pueden variar dentro de un amplio rango. ara cualquier mineral de arcilla2 el rango de valores de límite líquido es mayor que el rango de valores de límite plástico. -a variaci3n en el límite líquido entre los di4erentes grupos de arcillas es muc6o mayor que la variaci3n en los límites plásticos. %l tipo de cati3n adsor5ido tiene mayor in4luencia en minerales de alta plasticidad CmontmorillonitaD que en minerales de 5a?a plasticidad CcaolinitaD. %l incremento de la valencia del cati3n 6ace disminuir el valor del límite líquido de las arcillas e>pansivas2 pero tiende a aumentar los valores del límite líquido de los minerales no e>pansivos. -a 6aloisita 6idratada tiene un alto límite plástico poco 6a5itual mientras que tiene un índice de plasticidad 5a?o.
%>iste una gran variaci3n entre los límites de Atter5erg de un mismo mineral arcilloso a=n con el mismo cati3n de cam5io. (ran parte de esa di4erencia 6ay que atri5uirla al tama!o de las partículas y a la per4ecci3n de los cristales' cuantas más peque!as son las partículas y cuanto más imper4ecta es su cristalizaci3n2 más plástico es el suelo.
7.F.
T%#)1A %-/STI$A "% -#S S+%-#S.
7.F.7. M"+-# "% 0#+&(. -a ley de elasticidad de ooEeo ley de ooEe2 originalmente 4ormulada para casos del estiramiento longitudinal2 esta5lece que el alargamiento unitario CPD que e>perimenta un material elástico es directamente proporcional a la 4uerza aplicada @'
Siendo Q el alargamiento2 - la longitud original2 % el m3dulo de 0oung Ccaracterística intrínseca del materialD2 A la secci3n transversal de la pieza estirada. -a ley se aplica a materiales elásticos 6asta un límite2 el denominado límite elástico. Más allá de la tensi3n a la cual corresponde dic6o límite Cpunto A del siguiente grá4icoD de?a de cumplirse el criterio de proporcionalidad lineal entre la presi3n e?ercida y la consecuente de4ormaci3n. 7.F.9. M"+-# )%SI-I%&T%. veem y $armany en 78HB R9: reconocieron que el m3dulo dinámico de elasticidad para su5rasantes es un parámetro de gran importancia para entender el agrietamiento Cpor 4atigaD de las super4icies de as4alto y que la carga monot3nica podría no ser la adecuada para su determinaci3n. %n 78::2 veem R9 desarroll3 el tema comportamiento resiliente de los pavimentosU. l propuso la prue5a del esta5il3metro para caracterizar a las su5rasantes. Seed et al C78::D de la +niversidad de $ali4ornia
siguieron lo esta5lecido por veem. "esarrollaron prue5as de carga repetida e introdu?eron el tial dividido entre la de4ormaci3n a>ial recupera5le y se representa como sigue'
"3nde' X7L %s4uerzo principal mayor XFL %s4uerzo principal menor XdL %s4uerzo desviador Pa>ial L "e4ormaci3n recupera5le "urante prue5as de carga repetida se o5serva que despuimadamente constante y la respuesta del suelo puede asumirse como elástica. Al m3dulo que permanece constante se le llama m3dulo resiliente C@igura H.9D. %l m3dulo resiliente Mr es la respuesta al ensayo dinámico2 de4inido como el cociente entre la tensi3n desviadora a>ial repetida Xd y la de4ormaci3n a>ial recupera5le Pa2 ecuaci3n H.7. Se o5tienen dos valores de m3dulo resiliente2 uno instantáneo y otro total2 de5ido a que se registran dos de4ormaciones durante el ciclo de carga2 una al 4inalizar el pulso de carga aplicado N de4ormaci3n instantánea N y la otra al terminar el período de rela?aci3n N de4ormaci3n total N y se utilizan las ecuaciones H.9 y H.F para el cálculo'
"3nde' %i' m3dulo resiliente instantáneo %t' m3dulo resiliente total Y ' coe4iciente de oisson t' espesor de la pro5eta "i' de4ormaci3n resiliente instantánea "t' de4ormaci3n resiliente total
7.H.
%&SA0#S "% -A M%$/&I$A "% S+%-#S A)A -A #T%&$I& "%- M"+-# %-/STI$#.
7.H.7. %&SA0# "% $#M)%SI& SIM-%. -a resistencia a la compresi3n no con4inada es la carga por unidad de área a la cual un espima alcanzada por unidad de área o la carga por unidad de área al 9GOdede4ormaci3na>ial2la que se o5tenga primero durante un ensayo.
7.H.9. %&SA0# T)IAZIA-. %l tria>ial es sin duda el más re4inado de los ensayos de uso e>tendido en la práctica para el estudio de la resistencia y de 4orma5ilidad de suelos. -os primeros modelossonde78FGNHG2 y de5en destacarse las contri5uciones por parte de A.[.is6open -ondres durante las tres d
7.H.F. %&SA0# T)IAZIA- $1$-I$#. "entro del ensayo tria>ial2 e>iste una variante que el ensayo tria>ial cíclico2 mediante este modela?e de la aplicaci3n de un es4uerzo desviador cíclico para representar el comportamiento de campo de dep3sitos de suelos2 sepueden realizar los siguientes ensayos en el equipo tria>ial cíclico' •
•
%nsayo de -icuaci3n de Arenas2 para evaluar la resistencia a la carga cíclica de especímenes de arenas saturadas %nsayo de "e4ormaci3n "inámica para evaluar el M3dulo de 0oung y @actor de Amortiguamiento de los Suelos.
7.H.H. %&SA0# "% -A -A$A "% $A)(A. %l ensayo de placa de carga es uno de los ensayos \insitu\ llevados a ca5o para realizar un reconocimiento geotimos a los cuales se asignan a los suelos no 4riccionantes. %n rellenos compactados se suele emplear este ensayo como elemento de control de la capacidad portante de la e>planada. $on este 4in2 se utilizan placas de diámetros de FG2 H: 3 G centímetros2 y se aplican tensiones reducidas2 sin llegar a rotura2 determinando =nicamente la de4orma5ilidad del terreno. %n suelos naturales este ensayo puede realizarse en super4icie2 o en el interior de una catarealizada previamente. -a interpretaci3n del ensayo es inmediata2 tanto en de4orma5ilidad como en resistencia2 aplicándoselas soluciones clásicas de %lasticidad y lasticidad2 para la o5tenci3n de los parámetros correspondientes.
7.H.:. %&SA0# %&"#M%T)I$#. Su 4inalidad es determinar la velocidad y el grado de asentamiento que e>perimenta una muestra de suelo arcilloso saturado al que se le someten a una serie de incrementos de presi3n de carga. %l 4en3meno de consolidaci3n se origina de5ido a que si un suelo parcial o totalmente saturado se carga2 en un comienzo el agua e>istente en los poros a5sor5erá parte de dic6a carga que esta es incompresi5le2 pero con el transcurso del tiempo2 escurrirá y el suelo ira a5sor5iendo esa carga paulatinamente %ste proceso de trans4erencia de carga2 origina cam5ios de volumen en la masa de suelo iguales al volumen de agua drenada.
7.H.. %&SA0# $). $ali4ornia earing )atio
ASTM " 7BBF
%ste ensayo 4ue inventado por la "ivisi3n de $arreterasde$ali4orniaen7.898 y nos permite determinar la )esistencia al $orte de un suelo 5a?o condiciones de umedad y "ensidad controladas. %l $) C$ali4ornia earing )atioD se o5tiene como un porcenta?e del es4uerzo requerido para 6acer penetrar un pist3n una pro4undidad de G.7 pulgadas en una muestra de suelo y el es4uerzo requerido para 6acer penetrar el mismo pist3n2 la misma pro4undidad de G.7 pulgadas2 en una muestra patr3n de piedra triturada. or lo tanto'
-os valores para el patr3n se muestran a continuaci3n'
$#&$%T#S /SI$#S A)A %&T%&"%) -A $AA$I"A" "% $A)(A.
9.7.7. S+%-#S $#M)%SI-%S. -a compresi5ilidad es el grado en que una masa de suelo disminuye su volumen 5a?o el e4ecto de una carga. A continuaci3n se dan algunos e?emplos de compresi5ilidad para diversos suelos' ] -as gravas y las arenas son prácticamente incompresi5les. Si se comprime una masa 6=meda de estos materiales no se produce ning=n cam5io signi4icativo en su volumen. ] -as arcillas son compresi5les. Si se comprime una masa 6=meda de arcilla2 la 6umedad y el aire pueden ser e>pelidos2 lo que trae como resultado una reducci3n de volumen que no se recupera inmediatamente cuando se elimina la carga. %n general2 la compresi5ilidad es apro>imadamente proporcional al índice de plasticidad. Mientras mayor es el I2 mayor es la compresi5ilidad del suelo.
9.7.9. $AA$I"A" "% $A)(A. Se puede de4inir como capacidad de carga2 a la carga por unidad de área 5a?o la 4undaci3n 5a?o la cual se produce la 4alla por corte2 es decir es la mayor presi3n unitaria que el suelo puede resistir sin llegar al estado plástico.
9.7.F. $AA$I"A" "% $A)(A ^-TIMA &%TA. Se de4ine como la presi3n =ltima por unidad de área de la cimentaci3n soportada por el suelo2 en e>ceso de la presi3n causada por el suelo alrededor al nivel de la cimentaci3n. Si la di4erencia entre el peso especí4ico del material que con4orma la 4undaci3n Ce?. _A_D y el peso especí4ico del suelo que rodea a
9.9.
T%#)1AS "% $AA$I"A" "% $A)(A.
9.9.7. T%#)IA "% T%),A(I. Terzag6i C78HFD 4ue el primero en presentar una teoría para evaluar la capacidad =ltima de carga de cimentaciones super4iciales2 la cual dice que una cimentaci3n es super4icial si la pro4undidad "4 de la cimentaci3n es menor que o igual al anc6o de la misma. Sin em5argo investigadores posteriores 6an sugerido que cimentaciones con "4 igual a F 3 H veces el anc6o de la cimentaci3n se de4inen como cimentaciones super4iciales. %sta teoría cu5re el caso más general2 se aplica a suelos con co6esi3n y 4ricci3n2 y su impacto en la Mecánica de Suelos 6a sido de tal trascendencia que aun 6oy es posi5lemente la teoría más usada para el cálculo de capacidad de carga en los proyectos prácticos2 especialmente en el caso de cimientos poco pro4unda. $uya ley de resistencia al corte es'
Se desprecia la resistencia al corte del suelo situado so5re la pro4undidad de 4undaci3n "4 al que se considera como una so5recarga actuando so5re la 4undaci3n'
Se propone un mecanismo de 4alla para una zapata continua uni4ormemente cargada y el sector de 4allas se divide en tres zonas' o zonas I2 II y III. ] -a zona I es una cu!a que act=a como si 4uese parte de la zapata Cestado activoD2 sus límites 4orman ángulos
de H:_ b9 con la 6orizontal. ] -a zona II es una cu!a de corte radial2 dado que las líneas de 4alla son rectas con origen en A y espirales logarítmicas con centro en A. -a 4rontera A" 4orma un ángulo de H:_N b9 con la 6orizontal. ] -a zona III2 es donde se desarrollan las super4icies de deslizamientos que corresponden al estado pasivo de )anEine2 pues sus límites 4orman ángulos de H:_Nb9.
$on esta 6ip3tesis la capacidad de carga resulta.
"3nde' ] qc L $arga de 4alla. ] &c2 &q2 &y L @actores de capacidad de carga. ] q L So5re carga e4ectiva. ] L Anc6o de la zapata. %stos 4actores son adimensionales y son 4unci3n del ángulo de 4ricci3n interna b. %l coe4iciente &c está relacionado con la co6esi3n del suelo2 &q con la so5recarga y &b con el peso de las zonas II y III.
9.9.9. T%#)IA "% )A&"T-. randtl en C789GD2 or 4alla generalizada en la teoría de equili5rio plástico para determinar la capacidad de carga a la 4alla de áreas cargadas en 4orma continua. Teoría desarrollada para metales material con co6esi3n y ángulo de 4ricci3n interna Cteoría de Mo6r N $oulom5D pero sin masa gLG.
,ona I' -a 4ricci3n y ad6erencia2 provocada por la rugosidad 5aseNsuelo2 generan una cu!a rígida que act=a como parte del elemento estructural.
,ona II' ,ona plasti4icada por corte radial Cplanos radiales de 4allaD. arte curva de espiral. ,ona III' ,ona plasti4icada empu?ada 6acia arri5a por el empu?e pasivo provocado por la zona II. Todos los planos de 4alla están a CH: 49D de los planos principales. randtl en C7897D2 $apacidad de carga qc L c. &c con &c L cotg 4. C&4. ep.tg4 N7D donde &4 es el coe4iciente de empu?e pasivo de )anEine' &4 NN Kp L tg9 CH:4 9D
9.9.F. T%#)IA "% I--. %n la 4igura se muestra el mecanismo de 4alla propuesto por ill2 en el que las regiones A($ y A@" son de es4uerzos constantes y la regi3n A@( es de es4uerzo radial. #tro tanto puede decirse de las zonas sim
Suponiendo tam5i
9.9.H. T%#)IA "% SK%MT#&. SEempton propone adoptar para la capacidad de carga en suelos puramente co6esivos una e>presi3n de 4orma totalmente análoga a la de Terzag6i2 seg=n la cual'
-a di4erencia estri5a en que a6ora &c ya no vale siempre :.W2 sino que varía con la relaci3n "2 en que " es la pro4undidad de entrada del cimiento en el suelo resistente y es el anc6o del mismo elemento. %n la 4igura VIIN77 aparecen los valores
o5tenidos por SEempton para &c2 en el caso de cimientos largos y de cimientos cuadrados o circulares.
9.9.:. T%#)IA "% M%0%)#@. %n esta teoría y en caso de cimientos largos2 se supone que la super4icie de desplazamiento con la que 4alla el cimiento tiene la 4orma que se muestra en la imagen.
Seg=n Meyer6o42 la cu!a Af es una zona de es4uerzos uni4ormes2 a la que se puede considerar en estado activo de )anEine; la cu!a A$2 limitada por un arco de espiral logarítmica2 es una zona de es4uerzo cortante radial2 y 4inalmente2 la cu!a $"% es una zona de transici3n en que los es4uerzos varían desde los correspondientes al estado de corte radial2 6asta los de una zona en estado plástico pasivo. -a e>tensi3n del estado plástico en esta =ltima zona depende de la pro4undidad del cimiento y de la rugosidad de la cimentaci3n. -ínea " es llamada por Meyer6o4 la super4icie li5re equivalente\ y en ella act=an los es4uerzos normales2 pG y tangenciales2 SG2 correspondientes al e4ecto del material contenido en la cu!a "%.
9.9.. T%#)IA "% ,A%VA%)T. $uando se tiene una cimentaci3n piloteada con pilotes de punta2 alo?ada adentro de una cierta estratigra4ía que contenga una mano compresi5le2 si dic6o manto2 tiende a disminuir de espesor por alg=n proceso de consolidaci3n inducido2 se está gestando un pro5lema muy com=n denominado 4ricci3n negativa. Al permanecer 4i?os los pilotes2 el suelo que se consolida tiende a 5a?ar a los largo de su 4uste. Induciendo es4uerzos de 4ricci3n que so5recargan los pilotes para colgarse en material circunvecino a los
mismo. Si estas so5recargas no 6an sido tomadas en cuenta en el dise!o2 se puede llegar a producir un colapso de los pilotes por penetraci3n en el estrato resistente.
9.F.
$IM%&TA$I#&%S %& S+%-#S ()AV#S#S.
%l dise!o de cimientos so5re suelos granulares estará go5ernado por un criterio de asentamiento2 es decir2 no por la resistencia al cortante a la alta permea5ilidad de las arenas y gravas2 la mayor parte del asentamiento se e4ectuará durante el proceso de construcci3n y estará casi completo al 4inal de cepto en el caso de cimientos muy anc6os so5re suelos varia5les2 o donde se tengan mezclas de arena o grava con limo. #tros pro5lemas de asentamientos pos construcci3n pueden relacionarse con compactaci3n inducida por vi5raci3n2 cam5ios rápidos en el nivel 4reático o e4ectos de sismos. Tam5i
9.H. IM#)TA&$IA "% -A ()A&+-#M%T)IA. Se denomina clasi4icaci3n granulom
9.H.7. M%T#"# "% "%T%)MI&A$I#& ()A&+-#M%T)I$#. %l tama!o de un grano2 clasto o partícula2 no siempre 4ácil de determinar cuando son irregulares2 se suele de4inir como el diámetro de una es4era de su mismo volumen2 y se e>presa en milímetros. %n los cantos de mayor tama!o se suele 6acer la media de las tres medidas ortogonales má>imas2 aunque no se corten en el mismo punto. 7
%l macta se utiliza un granul3metro láser2 cuyo rayo di4racta en las partículas para poder determinar su tama!o. # tam5i
9.H.9. %&SA0# "% TAMI,A"#. ara su realizaci3n se utiliza una serie de tamices con di4erentes diámetros que son ensam5lados en una columna. %n la parte superior2 donde se encuentra el tamiz de mayor diámetro2 se agrega el material original Csuelo o sedimento mezcladoD y la columna de tamices se somete a vi5raci3n y movimientos rotatorios intensos en una máquina especial. -uego de algunos minutos2 se retiran los tamices y se desensam5lan2 tomando por separado los pesos de material retenido en cada uno de ellos y que2 en su suma2 de5en corresponder al peso total del material que inicialmente se coloc3 en la columna de tamices.
9.H.F. $+)VA ()A&+-#M%T)I$A. Tomando en cuenta el peso total y los pesos retenidos2 se procede a realizar la curva granulom
%n geología2 este análisis granulom
9.:.
%&SA0# "% $AM# "% $A)(A "% -A$A "I)%$TA.
%l ensayo de placa de carga es uno de los ensayos \in situ\ llevados a ca5o para realizar un reconocimiento geotimos a los cuales se asignan a los suelos no 4riccionantes. -as normativas utilizadas actualmente para la realizaci3n de estos ensayos son las +&% 7GFBGB'9GG2 +&% 7GFBGW'9GGB y ASTM %9BF:N77. reviamente a estas normativas se utiliz3 la &-T F:W2 y antes de esta2 solo e>istían normas en Alemania C"I& 7B7FHD y Suiza CS&VNHGF7W y STN:8D. %n rellenos compactados se suele emplear este ensayo como elemento de control de la capacidad portante de la e>planada. $on este 4in2 se utilizan placas de diámetros de FG2 H: 3 G centímetros2 y se aplican tensiones reducidas2 sin llegar a rotura2 determinando =nicamente la de4orma5ilidad del terreno. %n suelos naturales este ensayo puede realizarse en super4icie2 o en el interior de una cata realizada previamente. -a interpretaci3n del ensayo es inmediata2 tanto en de4orma5ilidad como en resistencia2 aplicándose las soluciones clásicas de %lasticidad y lasticidad2 para la o5tenci3n de los parámetros correspondientes. %n ocasiones2 se emplea este ensayo para determinar la de4orma5ilidad del terreno para la cimentaci3n de grandes o5ras en macizos rocosos Ccomo presas2 o t=neles a presi3nD. Suele entonces acudirse a placas de mayor tama!o2 de 6asta 7 metro de diámetro o lado2 o incluso más. Tam5i
F. $IM%&TA$I#&%S %& S+%-#S ()A&+-A)%S @I&#S. -a cimentaci3n es la parte estructural del edi4icio2 encargada de transmitir las cargas al terreno2 el cual es el =nico elemento que no podemos elegir2 por lo que la cimentaci3n la realizaremos en 4unci3n del mismo. Al mismo tiempo este no se encuentra todo a la misma pro4undidad por lo que eso será otro motivo que nos in4luye en la decisi3n de la elecci3n de la cimentaci3n adecuada. -os agregados @inos CarenasD son un tipo de suelo so5re el cual las cimentaciones tienen que realizarse a una pro4undidad en el que el terreno sea esta5le. %l presente tra5a?o consiste en dar a conocer los di4erentes tipos de ensayos a realizarse en suelos granulares para poder realizar una 5uena cimentaci3n .
F.7.
S+%-#S A)%&#S#S.
@racci3n de suelo cuyas partículas tienen un tama!o comprendido entre G2G mm y 9 mm. @ina 6asta G29 mm; media 6asta G2 mm; gruesa por encima de G2 mm.2 los suelos de esta naturaleza se encuentran en diverso estado de compacidad2 además de tener variada granulometría. Si las arenas2 medias y gruesas2 son compactas y su granulometría es 4avora5le tienen apropiada resistencia para sustentar estructuras. &o ocurre lo mismo con las arenas muy 4inas2 so5re todo si son sueltas2 como es el caso de arenas cuyo origen es producto del transporte del viento Carenas e3licasD. -as capas de arena suelta son muy suscepti5les a densi4icarse por e4ecto de la vi5raci3n causada por movimientos sísmicos2 pudiendo esperarse2 eventualmente2 asentamiento de la cimentaci3n e indesea5les e4ectos de carácter estructural. $uando se trate de este tipo de suelo2 es preciso pro4undizar las e>cavaciones para cimientos y de4initivamente limitar las presiones de contacto cimiento N suelo. -a raz3n de esta e>igencia podemos perci5irla cuando caminamos por la playa2 la arena 4luye a cada lado 6undi
F.9.
A este ensayo se lo conoce tam5iperimenta el índice de vacíos2 esto se de5e a que el agua contenida en ellos comienza a salir lentamente2 lo que permite un reacomodo de las partículas s3lidas del suelo. Su principal 4inalidad es o5tener parámetros del suelo y la relaci3n es4uerzoN de4ormaci3n a travial consolidado drenado en suelos granulares la $urva es4uerzoN de4ormaci3n y cam5io volumperimenta la muestra.
F.H.
-IMITA$I#&%S "% -#S %&SA0#S "% -A#)AT#)I#.
-imitaciones de los %nsayos de -a5oratorio son' Represen!"#!: -as muestras que se ensayan corresponden a puntos
aislados2 no siendo representativos de todo el con?unto ni de la varia5ilidad de 4actores presentes en la naturaleza2 y que condicionan los comportamientos de los materiales2 de a6í la importancia de realizar un n=mero de ensayo estadísticamente representativo. %n muc6o de los casos las condiciones am5ientales en que se encuentran las muestran son di4íciles de reproducir en la5oratorio. Es$!%!: Se ensayan peque!as porciones de material2 a partir de las cuales se
pretende la caracterizaci3n y la predicci3n del comportamiento de ám5itos más amplios. -a di4erencia con las escalas y comportamientos reales 6ace necesaria la utilizaci3n de 4actores de conversaci3n o correcciones para e>trapolar los resultados a escala de la muestra. Ve%&$"'!'( -os procesos de de4ormaci3n y rotura se reproducen en la5oratorio
generalmente en unos pocos minutos2 mientras que en la naturaleza estos procesos pueden ser el resultado de condiciones y acciones a lo largo de periodos muy dilatados de tiempo. Si estos aspectos se a!aden la in4luencia de otra serie de 4actores relacionados con la e?ecuci3n de los ensayos2 como el tipo y características de la máquina utilizada2 la preparaci3n de las pro5etas2 etc.2 se entenderán las limitaciones y di4icultades asociadas a la caracterizaci3n de las propiedades de las muestras a partir de ensayos de la5oratorios. -os resultados s3lo son aplica5les a la zona a4ectada por el ensayo. Sin em5argo2 su mayor venta?a es que se realizan so5re la propia muestra.
F.H.7. %&SA0#S "% $AM# "% %&%T)A$I#&. -os ens!)&s & pr*e+!s 'e pener!$"n son prue5as realizadas para la determinaci3n de las características geot
F.H.9. %&SA0# "% %&%T)A$I& %ST/&"A) CSTD "eterminar la $ompacidad y la $apacidad de Soporte del suelo. %l ensayo S..T. CStandard enetration TestD consiste 5ásicamente en contar el n=mero de golpes C&D que se necesitan para introducir dentro un estrato de suelo2 un tomaNmuestras Ccuc6ara partidaD de FG cm. "e largo2 a di4erentes pro4undidades Cgeneralmente con variaci3n de metro en metroD. %l tomaNmuestras es golpeado 5a?o energía constante2 con una maza en caída li5re de 7HG l5. CFF.: Kg.D y una altura de caída de FG plg. CW29 cm.D. %ste ensayo se realiza en dep3sitos de suelo arenoso y de arcilla 5landa; no es recomenda5le llevarlo a ca5o en dep3sitos de grava2 roca o arcilla consolidada2 de5ido a los da!os que podría su4rir el equipo de per4oraci3n al introducirlo dentro de dic6os estratos. %*+I#
esa de 7HG l5. con una altura de caída de FG plg.
arras y 5razos de per4oraci3n
Muestrador o tu5o partido con las siguientes dimensiones' -argo' :G cm.
-
"iámetro e>terior' :7 mm.
-
"iámetro interior' F: mm.
-
eso total' WG &. C7 l5.D.
Trípode de carga
@le>3metro
ara4ina sellante
@undas de plástico
Tar?etas de identi4icaci3n
F.H.F. T$&I$A "%- %&SA0# "e 4orma general el ensayo se e?ecuta de la siguiente manera'
%n primer lugar se realiza un sondeo 6asta la pro4undidad esta5lecida2 y a continuaci3n se lleva al 4ondo de dic6a per4oraci3n una cuc6ara normalizada que se 6inca 7: cm. en la capa a reconocer2 a 4in de eliminar la zona super4icial parcialmente alterada.
Se 6ace entonces una se!al so5re el varilla?e y se cuenta el n=mero de golpes C&D necesarios para 6incar de nuevo la cuc6ara2 la pro4undidad de un pie CFG cm.D. $omo se mencion3 anteriormente2 la masa que se utiliza para la 6inca pesa 7HG l5. y su altura de caída es FG plg.2 lo que corresponde a un tra5a?o de G.: KJ por golpe2 apro>imadamente.
%ntonces el parámetro medido será' & L &7 &92 en donde &7 corresponde a el n=mero de golpes necesarios para 6undir el tomaNmuestras 7: cm. 0 &9 es en n=mero de golpes que se necesita para 6undir los 7: cm. restantes del tomaNmuestras.
@inalmente se a5re la cuc6ara partida y se toma la muestra de su interior2 para realizar los ensayos correspondientes C$ontenido de umedad2 (ranulometría2 -ímites de $onsistencia2 eso %specí4icoD.
%ste ensayo se de5e realizar má>imo 6asta los :G golpes2 ya que2 despuiste )%$A,# Croca o suelo muy 5uenoD.
H. $IM%&TA$I& %& S+%-#S A)$I--#S#S. H.7. $IM%&TA$I& S#)% S+%-#S A)$I--#S#S %ZA&SIV#S. Se llaman arcillas e>pansivas aquellas que presentan cam5io de volumen con los cam5ios de 6umedad2 cuando la arcilla se 6umedece su4re 4uerte e>pansi3n que produce da!os considera5les en paredes y pisos so5re todo en climas de largos o intermitentes períodos de 6umedad2 de5ido a los cam5ios de volumen con los cam5ios de 6umedad. eque!as zapatas soportando livianas cargas son más 4ácilmente levantadas o movidas por la arcilla e>pansiva2 lo mismo sucede en las vigas de cimentaci3n. $uando la arcilla se encuentra a considera5le distancia 5a?o la super4icie no se e>pande y contrae tanto2 como cuando se encuentra cerca de la super4icie2 por lo tanto2 los da!os por levantamiento o movimientos de zapatas o muros pueden ser reducidos colocando pansivas se caracterizan a menudo por su alto límite líquido C--D y un alto índice de plasticidad CID.
H.9.
%- -1MIT% -1*+I"# C--D "%- S+%-# . %l límite líquido C--D del suelo se de4ine como el contenido de 6umedad e>presado en por ciento con respecto al peso seco de la muestra2 con el cual el suelo cam5ia del estado líquido al plástico. a?a plasticidad -- F:O lasticidad intermedia -- L F:N :GO Alta plasticidad -- L :G ` WGO lasticidad muy alta -- L WG ` 8GO lasticidad e>tremadamente alta -- h 8GO -a plasticidad es la propiedad que presentan los suelos en poder de4ormarse2 6asta cierto límite sin romperse. Seg=n Atter5erg2 cuando un suelo tiene un índice plástico CID igual a cero2 el suelo es no plástico2 cuando el índice plástico es menor de W2 el suelo presenta 5a?a plasticidad2 cuando el índice plástico está comprendido entre W y 7W se dice que el suelo es medianamente plástico y cuando el suelo presenta un índice plástico mayor que 7W se dice que es altamente plástico. $am5io de volumen en el suelo' -os suelos arcillosos2 especialmente los muy plásticos2 se retraen muc6o cuando se secan y se e>panden cuando se 6umedecen.
H.F. )%T)A$$I& "% S+%-#S A-TAM%&T% -/STI$#S. %n regiones que tienen estaciones marcadamente secas y 6=medas2 el suelo pr3>imo a la super4icie del terreno se e>pande y contrae pudiendo producirse en un muro mayor desplazamiento en la parte e>terior que en la interior2 donde el suelo está protegido del sol y de la lluvia2 en regiones normalmente 6=medas2 un período de sequía prolongado puede producir retracci3n en el suelo y el correspondiente asentamiento de la cimentaci3n.
H.H. AS%&TAMI%&T# "% @+&"A$I#&%S #) )%T)A$$I& "%- S+%-#. +n secamiento acelerado y el asentamiento correspondiente2 se puede producir por ciertos tipos de plantas que e>traen la 6umedad del suelo o por calderas y 6ornos que calientan el suelo de manera anormal. %n regiones muy secas sucede lo contrario2 el aumento de la 6umedad del suelo de5ido a 4iltraciones de tu5erías2 regadíos y 6asta el riego de cpansi3n capaz de levantar una estructura. %n la mayoría de los casos2 el cam5io de volumen se 6ace menor a
medida que aumenta la pro4undidad y si es posi5le2 las cimentaciones se de5en colocar por de5a?o de estas zonas de cam5io de volumen. -os cam5ios de volumen de un suelo de5ido a la contracci3n del mismo se pueden determinar conociendo la relaci3n de vacíos del suelo en su estado natural. $onociendo esta relaci3n de vacíos se puede calcular la contracci3n volum
Fig. 1 A través de la masa de arena la presión ejercida por la zapata es transferida a la capa de arcilla empujándola a los lados produciendo, eventualmente, el humedecimiento de la zapata.
or ello insistimos en que el aspecto de las capas super4iciales no es su4iciente para deducir con certeza el comportamiento de un determinado suelo. %s indispensa5le la e>ploraci3n de las capas in4eriores 6asta la pro4undidad procede en cada caso.
H.. $AA$I"A" #)TA&T% "% -#S S+%-#S. -a capacidad portante o carga admisi5le de un determinado tipo de suelo es la presi3n má>ima que puede aplicársele sin que se produzca la rotura de la masa situada de5a?o de cimientos. resi3n o intensidad de carga es la 4uerza e?ercida so5re la unidad de super4icie de contacto entre cimiento y suelo. -a unidad que e>presa la presi3n es el Egcm9 CEilogramo por centímetro cuadradoD. or e?emplo2 si la carga que transmite al suelo una zapata es G toneladas y el área de la zapata es de F m 92 entonces la presi3n transmitida a la super4icie de contacto entre zapata y suelo es'
ues 5ien2 la capa de suelo de5erá ser capaz de soportar la presi3n aplicada Cen este caso2 9 Egcm9D. $omo podemos o5servar2 la acci3n so5re el terreno no depende e>clusivamente de la carga a5soluta aplicada2 sino tam5iimadamente 9 Egcm 92 mientras que para arenas 4inas la presi3n admisi5le es limitada a 7 Egcm 9. -as presiones admisi5les de los suelos predominantemente arcillosos dependen de su grado de dureza. Sus valores 4luct=an entre 7.: Egcm 9 en caso de arcillas inorgánicas duras y sin riesgo de 6umedecimiento2 6asta valores muy 5a?os2 G.: Egcm 92 si se trata de arcillas inorgánicas 5landas. +na arcilla es dura cuando se parte con di4icultad en terrones que no se pueden pulverizar o amasar 4ácilmente con los dedos. +na arcilla es 4irme o de consistencia media cuando se puede amasar2 aunque con 5astante es4uerzo. -as arcillas 5landas se pueden amasar con relativa 4acilidad2 pero no tienen consistencia pastosa. Arcillas de consistencia pastosa de5en desec6arse para cimentaciones. #tra manera práctica e indicativa de la consistencia o dureza de los suelos es el grado de di4icultad que presentan al ser e>cavados. -a lampa penetra con 4acilidad en suelos 5landos2 mientras que la e>cavaci3n de suelos de dureza media requiere de pico. %n suelos duros el pico re5ota; puede penetrar2 pero con es4uerzo.
-os valores de las presiones admisi5les aquí e>puestos son simplemente re4erenciales e ilustrativos. ueden variar sustancialmente en cada caso en particular; desde luego2 no se o4recen para 4ines de dise!o.
H.W.
AS#S A)A %STAI-I,A) S+%-#S A)$I--#S#S $#& $A-.
Se retiraran del lugar los :G cm. super4iciales C"esmalezamiento pro4undoD
A continuaci3n se realizaran 6oyos de 7G cm. de diámetro y 9.:G mts. de pro4undidad diagramados a tres5olillos y distantes entre si a 7.:G mts.-os 6oyos serán llenados con agua de cal a
%l agua de cal que se valla in4iltrando2 de5e reponerse diariamente durante por lo menos : días.
+na vez terminado el proceso de in4iltraci3n2 se completará el tra5a?o llenando los 6oyos con una pasta densa de la misma cal y arena com=n al :GO 6asta unos 9G cm. por de5a?o de sus 5ocas llenando el espacio restante con suelo natural seleccionado.
@inalmente se rellenaran los :G cm. retirados originalmente con suelo seleccionado compactado al 8FO y luego otra capa de FG cm. con el mismo suelo compactado al 8FO2 quedando el suelo tratado unos FG cm. por encima de la cota actual del terreno.
$uando un proyecto
de es!+"%"-!$"n 'e *n s*e%& !r$"%%&s& con cal es adecuado2 y se aplica correctamente2 de5er poder o5servarse claramente el e4ecto del 4actor tiempo2 es decir que la capacidad de soporte del suelo continuará.
:. -I$+A$I& "% S+%-#S A)%&#S#S #) SISM#S. :.7. #rigen -a licuaci3n Co licue4acci3nD de suelos2 ocurre cuando un material no consolidado Cgeneralmente arenasD pierde su resistencia al es4uerzo cortante a causa de una vi5raci3n intensa y rápida CsismosD2 que rompe su estructura granular al reducir su presi3n interNgranular. Al iniciarse la vi5raci3n2 por e4ecto de un sismo2 el material se e>pande y las partículas s3lidas adoptan un estado muy suelto Cpor perdida del soporte mutuo entre los granosD; cuando el movimiento cesa2 el material tiende a compactarse 5ruscamente2 produciendo las presiones intersticiales que causan la licuaci3n.
Seg=n C)odríguez ascua2 788WD2 el suelo completamente saturado2 con arenas sin co6esi3n2 generalmente limpias2 que pueden incluir algo de gravas puede ser licue4actado durante la sacudida sísmica. %l incremento de la presi3n de poro provocado por la licuaci3n2 puede generar c6orros de agua y aire mezclados con sedimentos 4inos2 que cuando son e>pulsados so5re la super4icie del terreno2 4orman volcanes de arena y agua. stas2 mani4estaciones2 notoriamente visi5les en la super4icie del terreno2 pueden constituir indicadores de áreas suscepti5les a la licue4acci3n. -os materiales más vulnera5les a la licue4acci3n son' -as arenas limpias2 no consolidadas y saturadas y los am5ientes sedimentarios más 4avora5les para la g
:.9. I&T%&SI"A"%S S1SMI$AS #S%)VA"AS 0 -I$+A$I& "% S+%-#S +n mapa de má>imas intensidades sísmicas o5servadas CMMD en el er= 4ue presentado por Alva urtado et al C78BHD. %l mapa se 5as3 en treinta mapas de isosistas de terremotos recientes e intensidades puntuales de terremotos 6ist3ricos. %l mapa representa el nivel de da!o independiente de la causa' vi5raci3n de suelo2 licuaci3n2 deslizamientos provocados por terremotos u otros. %ste mapa se prepar3 como parte de un proyecto regional patrocinado por $%)%SIS. C$entro )egional de Sismología en Amimas Intensidades Sísmicas que #5servadas en el er=. +na revisi3n de la in4ormaci3n 6ist3rica de licuaci3n de suelos en el er= 4ue presentada por Alva urtado C78BFD. -a evidencia de licuaci3n tal como2 el desarrollo de volcancitos de arena y lodo2 la e>pulsi3n violenta de agua del terreno2 presencia de agrietamiento intenso y asentamiento di4erencial de5ido a los eventos sísmicos se 6a tomado en consideraci3n. +n mapa del er= que muestra di4erencias entre las áreas de licuaci3n reales y pro5a5les encontradas en la literatura 4ue recopilado y es presentado en la @igura &_9. Veintisiete casos de licuaci3n de suelos en el er= 4ueron determinados. -os 4en3menos ocurrieron en la costa2 en las regiones monta!osas y la selva norte. %n la costa la licuaci3n de suelo es generalizada de5ido
a la más alta sismicidad y la e>istencia de mayor po5laci3n en esta parte del er=. %>iste una correspondencia entre las intensidades más altas y la ocurrencia de licuaci3n de suelo en el er=. Se descri5irán e?emplos de terremotos que produ?eron licuaci3n de suelos en la costa y la selva y sus e4ectos.
:.F. -I$+A$I& "% S+%-#S $A+SA"A #) %- T%))%M#T# "% 78WG +no de los casos me?or documentados de licuaci3n de suelos en el er= es el pertinente al terremoto del F7 de mayo de 78WG en $6im5ote. -a ciudad se localiza apro>imadamente a HGG Km al norte de -ima2 capital de er=. %l F7 de mayo de 78WG un terremoto de magnitud MsLW.B y pro4undidad 4ocal de H: Km ocurri3 :G Em mar a4uera al oeste de $6im5ote. +n registro acelerográ4ico del terremoto se o5tuvo en -ima2 con una má>ima aceleraci3n 6orizontal de G.77 g. &ing=n registro se o5tuvo en $6im5ote. +na intensidad má>ima de IZ en la escala de Mercalli Modi4icada 4ue o5servada. +n 5reve resumen de e4ectos de licuaci3n en $6im5ote durante el terremoto del F7 de mayo de 78WG se presenta a continuaci3n. %ricEsen et al C78WGD y la4Eer et al C78W7D indicaron que en $asma2 uerto $asma2 uerto $asma y cerca de la costa de $6im5ote2 se produ?o desplazamiento lateral del terreno causado por licuaci3n de los dep3sitos deltaicos de playa. Se o5servaron grietas so5re el terreno que a4ectaron las estructuras. -a zona central de $6im5ote C$asco +r5anoD era evidentemente un área de licuaci3n de suelos y de densi4icaci3n di4erencial. %n $6im5ote2 $asma y a lo largo de la $arretera anamericana se not3 en la super4icie su5sidencia del terreno de5ido a la licuaci3n. $lu44 C78W7D report3 4allas de terreno en $6im5ote de5ido a los dep3sitos de playa saturados y sueltos. Volcanes de arena y eyecci3n de agua se o5servaron en varias áreas donde el nivel de agua estuvo cerca de la super4icie. erg y usid C78WFD veri4icaron la ocurrencia de licuaci3n de suelo en la cimentaci3n de la escuela Mundo Me?or en $6im5ote. $arrillo C78WGD report3 asentamientos de los accesos de casi todos los puentes en la $arretera anamericana y asentamiento del Terminal ortuario de $6im5ote. Tam5itensivo de e>ploraci3n de suelos y el m
:.H. %@%$T#S "% S+%-# $A+SA"#S #) -#S T%))%M#T#S "% 788G 0 7887 %l 98 de mayo de 788G y el H de a5ril de 78872 dos terremotos moderados ocurrieron en la regi3n nororiental del er=. A pesar de sus magnitudes relativamente 5a?as2 la severidad del da!o 4ue alta de5ido al tipo de construcci3n y condiciones del suelo e>istentes en las áreas po5ladas. -a regi3n se localiza en el &oreste del er=2 con temperatura y precipitaci3n altas. )ocas sedimentarias de los eriodos Jurásico a $retáceo se encuentran en las monta!as cercanas y materiales del cuaternario en el valle del río Alto Mayo. -os dep3sitos cuaternarios están compuestos de suelos aluviales2 coluviales2 4luviales y residuales. Moyo5am5a y )io?a son las ciudades más importantes en el área. -a regi3n es cruzada por el río Mayo2 cuyas riveras están compuestas de dep3sitos de arena licua5le. Se 6a reportado e4ectos del terreno siguientes' licuaci3n de suelo2 inesta5ilidad y corrosi3n de suelos en los taludes2 asentamientos di4erenciales2 ampli4icaci3n de suelo y deslizamientos dentro del área epicentral. Se descri5en los e4ectos de licueci3n de suelo en la ciudad de Moyo5am5a. CAlvaNurtado et al2 7889D. %l tipo de 4allamiento en el área corresponde a pliegues y 4allas de empu?e de alto ángulo que 4orman sistemas im5ricadas. %stas 4allas tienen menos inclinaci3n con la pro4undidad; produciendo una estructura de empu?e y plegada. Varias de estas 4allas tienen evidencia y rastros visi5les de actividad reciente. ueden verse escarpas al oeste del valle del Alto Mayo2 así como tam5i
-icuaci3n de Suelos.N -a licuaci3n de suelos ocurri3 en el uerto de Ta6uis6co en Moyo5am5a. Se desarrollaron desplazamientos laterales en la escuela de Ta6uis6co en 7887 con grietas de 7G cm de anc6o y :G cm de pro4undidad. %l piso de un aula 4ue destruido. %n 788G el 4en3meno no alcanz3 al edi4icio de la escuela2 pero ocurri3 en el patio de la escuela; tam5i
longitud y HG cm de anc6o con 7 m de pro4undidad. -a mayoría de las casas so5re los taludes se derrum5aron. -a estaci3n de 5om5eo y ca!erías del alcantarillado 4allaron. Todas las casas de tapial y algunas casas de al5a!ilería en terreno 5lando se derrum5aron. %n S6ango2 las casas de tapial colapsaron. Se o5servaron grietas de BG m de longitud y 9G cm de escarpa. %n la calle Mira4lores2 las grietas eran de FG m de longitud y FG cm de pro4undidad. "urante el terremoto de 788G se report3 licuaci3n de suelos en %l $6orro y Molino Valencia en )io?a2 tam5i
:.:.
-I$+A$I& "%- S+%-#.
-a licue4acci3n de suelo descri5e el comportamiento de suelos que2 estando su?etos a la acci3n de una 4uerza e>terna CcargaD2 en ciertas circunstancias pasan de un estado s3lido a un estado líquido2 o adquieren la consistencia de un líquido pesado. %s un tipo decorrimiento2 provocado por la inesta5ilidad de un talud. %s uno de los 4en3menos más dramáticos y destructivos y2 además2 más polplicados que pueden ser inducidos en dep3sitos por acciones sísmicas. %s más pro5a5le que la licue4acci3nocurra en suelos granulados sueltos saturados o moderadamente saturados con un drena?e po5re2 tales como arenas sedimentadas o arenas y gravas que contienen vetas de sedimentos impermea5les. "urante el proceso en que act=a la 4uerza e>terior2 por lo general una 4uerza cíclica sin drena?e2 tal como una carga sísmica2 las arenas sueltas tienden a disminuir su volumen2 lo cual produce un aumento en la presi3n de agua en los poros y por lo tanto disminuye la tensi3n de corte2 originando una reducci3n de la tensi3n e4ectiva. -os suelos más suscepti5les a la licue4acci3n son aquellos 4ormados por dep3sitos ?3venes Cproducidos durante el oloceno2 depositados durante los =ltimos 7G2GGG a!osD de arenas y sedimentos de tama!os de partículas similares2 en capas de por lo menos más de un metro de espesor2 y con un alto contenido de agua CsaturadasD. Tales dep3sitos por lo general se presentan en los lec6os de ríos2 playas2 dunas2 y áreas donde se 6an acumulado arenas y sedimentos arrastrados por el viento yo cursos de agua. Algunos e?emplos de licue4acci3n son arena movediza2 arcillas movedizas2 corrientes de tur5idez2 y licue4acci3n inducida por terremotos. Seg=n cual sea la 4racci3n de vacío inicial2 el material del suelo puede responder ante la carga 5ien en un modo de a5landamiento inducido por de4ormaci3n o
alternativamente su4rir endurecimiento inducido por de4ormaci3n. %n el caso de suelos del tipo a5landamiento inducido por de4ormaci3n2 tales como arenas sueltas2 los mismos pueden alcanzar un punto de colapso2 tanto en 4orma mon3tona o cíclica2 si la tensi3n de corte estática es mayor que tensi3n de corte estacionaria del suelo. %n este caso ocurre licue4acci3n de 4lu?o2 en la cual el terreno se de4orma con una tensi3n de corte constante de valor reducido. Si el terreno es del tipo endurecimiento inducido por de4ormaci3n2 o sea arenas de densidad moderadas a altas2 en general no ocurrirá una licue4acci3n por 4lu?o. Sin em5argo2 puede presentarse un a5landamiento cíclico a causa de cargas cíclicas sin drena?e2 tales como cargas sísmicas. -a de4ormaci3n durante cargas cíclicas dependerá de la densidad del terreno2 la magnitud y duraci3n de la carga cíclica2 y la magnitud de inversi3n de la tensi3n de corte. Si es que ocurre una inversi3n de la tensi3n2 la tensi3n de corte e4ectiva puede ser nula2 en cuyo caso puede occurrir el 4en3meno de licue4acci3n cíclica. Si no ocurre inversi3n de las tensiones2 no es posi5le que la tensi3n e4ectiva sea nula2 en cuyo caso puede occurrir el 4en3meno de movilidad cíclica. -a resistencia de un suelo sin co6esi3n 4rente a la licue4acci3n dependerá de la densidad del terreno2 las tensiones de con4inamiento2 la estructura del terreno Cte>tura2 antigedad y cementaci3nD2 la magnitud y duraci3n de la carga cíclica2 y de si ocurre inversi3n de la tensi3n de corte. -a licue4acci3n de los suelos es un proceso o5servado en situaciones en que la presi3n de poros es tan elevada que el agregado de partículas pierde toda la resistencia al corte y el terreno su capacidad soportante. Se producen en suelos granulares' •
Arenas limosas saturadas
•
Arenas muy 4inas redondeadas CloessD
•
Arenas limpias
•
)ellenos mineros
"e5ido a la gran cantidad de agua intersticial que presentan2 las presiones intersticiales son tan elevadas que un seísmo2 o una carga dinámica2 o la elevaci3n del nivel 4reático2 pueden aumentarlas2 llegando a anular las tensiones e4ectivas. %sto motiva que las tensiones tangenciales se anulen2 comportándose el terreno como un jpseudolíquidok. Si 5ien los e4ectos de la licue4acci3n 6an sido comprendidos desde 6ace muc6o tiempo2 los ingenieros y sism3logos 6an tenido un recordatorio so5re su relevancia a partir de los terremotos de 78H ocurridos en &iigata2 Jap3n y AlasEa. %l 4en3meno tam5i
:..
A&A-ISIS
$ondici3n para que el suelo sea licua5le Seed and Idriss C78B9D consideran que un suelo puede licuar si' •
%l porcenta?e en peso de partículas G2GG: mm es menor del 7:O
•
--F:
•
--hG28
A este criterio se le conoci3 como criterio c6ino. $alculo' -os estudios de la licue4acci3n sísmica de Seed C78D llevaron a postular las siguientes condiciones' •
•
Si la presi3n de poros inducida por la acci3n dinámica o cíclica del terremoto alcanza el valor de la presi3n de con4inamiento2 el suelo alcanzará el estado de licue4acci3n inicial Si la arena sometida a acci3n cíclica alcanza el 9GO de de4ormaci3n se alcanzará la licue4acci3n total.
