“AÑO DE LA INTEGRACION NACIONAL Y RECONOCIMIENTO DE NUESTRA DIVERSIDAD”
FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
TEMA: SUELOS ESPECIALES CÁTEDRA: MECANICA DE SUELOS I CATEDRÁTICO: CALSINA COLQUI, Vidal Víctor ALUMNO: QUILCA CASTRO, Francklin Williams SECCIÓN: AI CICLO: V Huancayo-Perú 2012
SUELOS ESPECIALES 1. SUELOS COLAPSABLES: Asentamiento espontaneo, en general sin variaciones en los esfuerzos aplicados acompañados de un cambio importante en la estructura interna. Suelos parcialmente saturados que reducen su volumen y resistencia cuando aumenta su contenido de humedad, a carga constante. 1.1.
ESTRUCTURADE SUELOS COLAPSABLE Y MECANISMO DE COLAPSO:
Baja plasticidad (poca actividad electroquímica)
Bajo grado de saturación (hay tensión capilar)
Muy bajo peso unitario seco (alta relación de vacíos)
El agua rompe los puentes cementantes entre partículas
Las partículas caen a una posición más estable
1.2. •
UN ENSAYO DE CAMPO
Ensayo 1 carga inundación – –
•
Ensayo 2, 3 Y 4 inundación carga inundación – – –
•
Asentamientos finales – –
colapso (B) / no colapso (A): > 7 distintos colapsos (L-F-I): 1.4
1.3.
ENSAYO DE COLAPSABILIDAD
ENSAYO POR LA UNCOR
1.4.
MEDIDAS DE DISEÑO PARA SUELOS COLAPSABLES
Retiro y recolocación Compactación in situ Inundación Fundaciones indirectas
1.5.
MECANISMO DE COLAPSO (F: Tipo de estructura, enlace de sus partículas depositacion de materia, W NAT, mineralogía, etc.)
2. SUELOS EXPANSIVOS: Algunos componentes de la arcilla tienen la característica de hidratarse. Al hidratarse genera que su nueva composición aumente considerablemente de volumen. - Dependen de la estructura de los cristales. - Dependen de su composición mineralógica. - Depende de la capacidad de cambio de cationes.
Su comportamiento se caracteriza principalmente por: La contracción de la arcilla debido al secado La expansión de la arcilla al humedecerse. Desarrollo de presiones de expansión cuando está confinado y no puede expandirse.
2.1.
EXPERIENCIA DE CONTRACCIÓN DE ARCILLAS
2.2.
MECANISMO DE EXPANSIÓN: Estructura Interna De Arcillas
2.3.
MECANISMO DE EXPANSIÓN: Absorción De Agua Por Ósmosis
2.4.
CARACTERIZACIÓN DE EXPANSIVIDAD:
Índice de actividad
Límite de contracción
Superficie específica : relación entre la superficie de una partícula ( ) y su masa (gr).
2.4.1. MEDICIÓN SUPERFICIE ESPECÍFICA
TÉCNICA EMPLEADA: Absorción de azul de metileno
2.4.2. EXPASION LIBRE
2.4.3. PRESION DE HINCHAMIENTO
2.4.4. PRESION DE HINCHAMIENTO CON DOBLE EDÓMETRO
2.5.
MEDIDAS DE DISEÑO
Si es posible, se elimina el problema
Si no puede eliminarse el problema o
o
o
Se determina el potencial de expansión Se mide o estima la profundidad activada Se calcula la expansión y diseñan las estructuras para esta acción exterior
3. SUELOS LICUABLES: La licuación se define como el aumento progresivo de la presión del agua intersticial, dentro de los suelos granulares, bajo la acción sísmica, de manera que el esfuerzo efectivo se reduce eventualmente a cero y el depósito se comporta como un líquido. Son fenómenos relacionados la movilidad cíclica y el corriente natural; ocurre en suelos y en limos no plásticos; saturados y parcialmente saturados. En suelos granulares finos ubicados bajo la Napa Freática y algunos suelos cohesivos, las solicitaciones sísmicas pueden originar el fenómeno denominado licuación, el cual consiste en la pérdida momentánea de la resistencia al corte del suelo, como consecuencia de la presión de poros que se genera en el agua contenida en sus vacíos originada por la vibración que produce el sismo. Esta pérdida de resistencia al corte genera la ocurrencia de grandes asentamientos en las obras sobre yacentes. Para que un suelo granular sea susceptible de licuar durante un sismo, debe presentar simultáneamente las características siguientes:
Debe estar constituido por arena fina, arena limosa, arena arcillosa, limo arenoso no plástico o grava empacada en una matriz constituida por alguno delos materiales anteriores.
Debe encontrarse sumergido.
3.1.
CAUSAS:
Falla de Flujo:
La falla de flujo es el tipo de falla más catastrófico causado por la licuación pues comúnmente desplaza decenas de metros grandes masas del terreno. En unos pocos casos l as grand es masas de suelo han via jado decenas de kilómetros, a través de largos taludes, a velocidades por encima de los diez kilómetros por hora. Los flujos pueden estar compuestos de suelo completamente licuado o por bloques intactos de material flotando sobre la capa de suelos licuados. Los flujos se presentan en arenas yl i m o s s u e l t o s y s a t u r a d o s , e n t a l u d e s r e l a t i v a m e n t e e m p i n a d o s c o n p en d i e nt e s superiores a los 3 grados.
Corrimiento Lateral:
El corrimiento lateral involucra el desplazamiento de grandes bloques de suelo como resultado de la licuación. El desplazamiento ocurre en respuesta a la combinación de lasfuerzas de la gravedad y las inerciales generadas por el sismo. Los c orrimientoslaterales se presentan por lo general en pendientes suaves (comúnmente menores a los 3 grados) y se incrementan en las cercanías a un canal o un río, tal como lo indican lasdimensiones de las flechas de la Figura 2. La magnitud de los despl azamientoshorizontales generalmente varía en el orden de los metros. Las capas de suelosdesplazados en general presentan fisuras, fractura s, escarpe s y hundimientos debloques (graben). Los desplazamientos laterales generalmente afectan las fundaciones de edificios, puentes y líneas vitales.
Oscilaciones del Terreno:
Donde el terreno es plano o la pendiente demasiado suave para permitir corrimientoslaterales, la l icuació n de estratos subyacente s p uede causar oscilaciones que nodependen de las capas superficiales, la cual se manifiesta hacia los lados, arriba y abajo en la forma de ondas de terreno. En general, dichas oscilaciones son acompañadas por la apertura y cerramiento de fisuras en el suelo, y la fractura de estructuras rígidas como los pavimentos y tuberías. Problemas que genera: En el proyecto de las estructuras de sostenimiento el Contratista de la Obras deberá considerar los siguientes aspectos como mínimo:
Los empujes del suelo.
Las cargas de las edificaciones vecinas.
Las variaciones en la carga hidrostática (saturación, humedecimiento y secado).
Las sobrecargas dinámicas (sismos y vibraciones causadas artificialmente). La ejecución de accesos para la construcción. La posibilidad de realizar anclajes en los terrenos adyacentes (de ser aplicable). La excavación, socavación o erosión delante de las estructuras de sostenimiento.
La perturbación del terreno debido a las operaciones de hinca o de sondeos.
La disposición de los apoyos o puntales temporales (de ser requeridos).
La posibilidad de excavación entre puntales.
La capacidad del muro para soportar carga vertical.
El acceso para el mantenimiento del propio muro y cualquier medida de drenaje.
4. SUELOS DISPERSOS:
Las arcillas dispersivas son aquellas que por la naturaleza de su mineralogía y química del agua en los suelos, son susceptibles a la separación de las partículas individuales y ala posterior erosión a través de grietas en el suelo bajo la filtración de flujos. Suelos Dispersivos En el pasado, los suelos arcillosos fueron considerados altamente resistentes a la erosión al fluir el agua, pero en los últimos años tiende a ser más claramente sobre entendido que en la naturaleza existen ciertas arcillas que son altamente erosionables. Estos suelos son conocidos como suelos formados por arcillas dispersivas. La dispersión es un proceso por el cual un suelo de flocula espontáneamente cuando está expuesto al agua que tenga poco o nada de velocidad hidráulica. Se piensa que la dispersión generalmente es causada por la repulsión electrostática entre las partículas de la arcilla, resultando en la formación de una suspensión coloidal estable del suelo. Los suelos dispersivos no pueden ser identificados con una clasificación visual del suelo o con índice de normas de ensayos, tales como el análisis granulométrico o los límites de Atterberg. Por lo tanto, a causa de esto, han sido ideados otros ensayos. Las arcillas deben ser ensayadas por características dispersivas como un procedimiento de rutina realizable durante los estudios para presas de tierra y otras estructuras hidráulicas en las cuales éstas puedan ser empleadas. El trabajo desarrollado se inicia presentando brevemente conceptos de los factores que implican la dispersión de un suelo arcilloso,
para luego indicar los ensayos desarrollados para identificar la arcilla dispersiva y finalmente, sobre la base de los resultados obtenidos de los ensayos, señalar la mejor forma de identificar estos suelos. 4.1.
CARACTERISTICAS:
Son aquellos que por la naturaleza de su mineralogía y la química del agua ellos, son susceptibles a la separación de las partículas individuales y a la posterior erosión a través de grietas en el suelo bajo la infiltración del agua. Son suelos altamente erosivos a bajos gradientes hidráulicos de flujo de agua. Incluso en algunos casos con el agua en reposo. 4.2.
CAUSAS:
Las causas que genera la dispersión de suelos son la erosión, la pendiente de la naturaleza del terreno, tienen un origen aluvial , derivados de la lutita y de la arcilla, se presentan en suelos ácidos tienen un origen principal en las arcillas dispersivas donde existe una preeminencia de cationes de sodio) son susceptibles a la de floculación(dispersión) y se rechazan en la presencia del agua así posea poco o nada develocidadhidráulica. Cuando el suelo de arcilla dispersiva es sumergido en agua, la fracción de arcilla tiende a comportarse de manera semejante a las partículas granulares, es decir las partículas de arcilla tienen una atracción mínima de electro-química y fallan hasta adherirse cercanamente o enlazarse con otras partículas de suelo. Así, el suelo de arcilla dispersiva erosiona con la presencia del agua que fluye cuando las plaquetas individuales de la arcilla son partidas y transportadas. Tal erosión puede suceder por la presencia de quebradas profundas o fallas por tubificación en pequeñas presas, la presencia de aguas nubladas en presas pequeñas o en charcos de agua luego de la lluvia, por mencionar los casos más comunes. También es visible en las grietas de los caminos y a lo largo de las quebradas y en las arcillas unidas a la roca.