GEOLOGIA Y GEOTECNIA - FCEIA - Universidad Nacional de Rosario
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Objetivo de la Asignatura Que el alumno adquiera una visión regional y local de la dinámica, tanto interna como externa, de los procesos geológicos que se producen en la tierra. Se estudian los conceptos fundamentales para definir las propiedades físicas y mecánicas y el comportamiento de los distintos suelos y rocas, así como los métodos de laboratorio y de campo necesarios para su determinación. UNIVERSIDAD NACIONAL DE ROSARIO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS INGENIERÍA Y AGRIMENSURA Carrera de Ingeniería Civil GEOLOGIA Y GEOTECNIA Lograr que el alumno aplique los conceptos básicos del conocimiento geológico-geotécnico para determinar los parámetros que permitan la inserción de la obra de ingeniería en el medio natural Contenido de la Asignatura Característica de la Asignatura • • • • Carrera de Ingeniería Civil Código: C-3-25-2 Sexto semestre Correlativas: Mecánica de los Fluídos,Materiales • Es Correlativa de: Transporte I, Proyecto II, Recursos Hídricos II y Fundaciones • Horas totales asignadas: 96 1. GEOLOGIA (14 hs) 2. GEOTECTÓNICA (10 hs) 3. GEOMECANICA (8 hs) 4. PROPIEDADES FÍSICAS E ÍNDICE DEL SUELO (8 hs) 5. RECONOCIMIENTO Y AUSCULTACIÓN DE SUELOS. TOMA DE MUESTRAS (7 hs) 6. HIDRÁULICA DE SUELOS: PERMEABILIDAD, FILTRACIÓN (12 hs) 7. ESFUERZOS EN UNA MASA DE SUELO (6 hs) 8. TEORIA DE LA CONSOLIDACIÓN (15 hs) 9. RESISTENCIA AL CORTE DE LOS SUELOS (10 hs) NUEVE TALLERES DE APLICACIÓN PRÁCTICA DIEZ TALLERES DE LABORATORIO Docentes • Ing. Silvia Angelone sangelon@fceia.unr.edu.ar • Lic. Héctor Fraga fraga@fceia.unr.edu.ar • Ing. María T. Garibay mgaribay@fceia.unr.edu.ar • Ing. Marcelo Polare mpolare@fceia.unr.edu.ar • Ing. Pablo Torres pltorres@torresyvercelli.com.ar Material de la asignatura • • • • Calendario y Condiciones de promoción Listado de bibliografía Fotocopias de apoyo Enunciados para el desarrollo de los Talleres de práctica • Correo electrónico grupal • Foro de discusión • Página Web de la materia http://www.fceia.unr.edu.ar/geologiaygeote cnia ADRIAN PAENZA - “MATEMATICA... ¿ESTAS AHI? EPISODIO 2” • Es nuestra responsabilidad (de los docentes) transmitir ideas en forma clara y gradual. Lo que necesitamos de ustedes es que estudien y piensen. • Ustedes nos importan. Estamos acá específicamente para ayudarlos a aprender. • Pongamos entusiasmo. • Pregunten. No todos tenemos los mismos tiempos para entender. Ni siquiera somos iguales a nosotros mismos todos los días. • La tarea del docente consiste – prioritariamente – en generar preguntas. Es insatisfactorio su desempeño si sólo colabora mostrando respuestas. • No nos interesan las competencias estériles: nadie es mejor persona porque entienda algo, ni porque haya entendido más rápido. Valoramos el esfuerzo que cada uno pone para comprender. • La teoría está al servicio de la práctica. Este curso consiste en que uno aprenda a pensar cómo plantear y resolver cierto tipo de problemas. • No se sometan a la autoridad académica (supuesta) del docente. Si no entienden, pregunten, porfíen, discutan... hasta entender (o hasta hacernos notar que los que no entendemos somos nosotros). METODOLOGIA ¿ COMO ESTUDIAR? • Traten de entender qué significa cada enunciado propuesto, ya sea de un ejercicio, un resultado teórico o el planteo de un problema real. • Traten de fabricar ejemplos ustedes mismos…… • iMuchos ejemplos!. Es una buena manera de verificar que se ha comprendido un tema. OBSERVACION DESCRIPCION • Dediquen una buena dosis de tiempo a pensar... Ayuda… y es muy saludable. CONCLUSIONES GEOLOGÍA Y GEOTECNIA 2011 (6ta edición) PROBLEMAS DE INGENIERÍA CIVIL RELACIONADOS CON LAS ROCAS Y EL SUELO GEOLOGÍA • La Geología es la ciencia que estudia la estructura de la Tierra y las rocas de las que está constituida, los procesos que las formaron durante el tiempo geológico y el modelado de la superficie terrestre en el pasado y en el presente. • El objetivo de la Geología es el estudio de la historia de la Tierra como un cuerpo dinámico.- Dra.Ing. Silvia Angelone INGENIERÍA GEOTÉCNICA • La ingeniería geotécnica es la rama de la ingeniería civil que se encarga del estudio de las propiedades mecánicas, hidráulicas e ingenieriles de los materiales provenientes de la Tierra. • Los ingenieros geotécnicos investigan el suelo y las rocas por debajo de la superficie para determinar sus propiedades y diseñar las cimentaciones para estructuras tales como edificios, puentes, centrales hidroeléctricas, etc. APLICACIONES • Transmisión de cargas de las estructuras al suelo DISCIPLINAS QUE INTERVIENEN • • • • • • • • • • • Geología Ingeniería Geotécnica Geotecnia Mecánica de Suelos Mecánica de Rocas Hidráulica Física Impacto Ambiental Química Matemática Etc. APLICACIONES Transmisión de cargas de las estructuras al suelo • Cargas producidas por el suelo sobre las estructuras • Cargas verticales (edificios, rellenos, silos, puentes, terraplenes, etc.) • Problemas de filtración del agua en el suelo • Cargas horizontales (líneas de alta tensión, muros, obras de atraque, muelles, tanques elevados, carteles, etc.) • El suelo y las rocas como material de construcción Cargas de edificios, servicios, calles, muelles, puentes, etc. En una ciudad se presentan distintos tipos de obras civiles relacionadas con el suelo. Cargas de silos, fábricas, rutas, puentes, puertos, etc. En la zona “rural” se presentan distintos tipos de obras civiles relacionadas con el suelo. Caminos, taludes, drenajes, etc Puentes, viaductos, etc. Puente Rosario- Victoria Puente sobre riachos Fundaciones de puentes y pilotes Fundación sobre el río Grupos de pilotes y cabezal en construcción Excavaciones Corte de la barranca en la zona norte de la ciudad de Rosario, se presentan problemas de estabilidad, no se puede esperar permanencia en el tiempo APLICACIONES Cargas producidas por el suelo sobre las estructuras •excavaciones •Rellenos •Estructuras de contención Excavaciones Para la construcción de fundaciones o yacimientos de suelos Excavaciones en Canteras Rellenos El tipo de explotación de las canteras depende de las caracteristicas del suelo, de la potencia de los estratos, del medio fisico, etc. Rellenos marítimos, de muros, alteos, terraplenes, etc. Elementos de contención Elementos de contención Se debe calcular cuando es necesario usar estructuras o elementos de contención: Entibaciones o ademes Muros, tablestacas, entibaciones o ademes Elementos de contención TABLESTACAS Elementos de contención Elementos de contención: MUROS Elementos de contención con GAVIONES (del italiano gabbione en sentido “gran jaula”) APLICACIONES Problemas de filtración del agua en el suelo Problemas de Filtración •Presas de tierra •Filtraciones •Drenajes •Erosiones •Etc. Problemas de Filtración Presas de tierra Represa hidroeléctrica Itaypú Represa hidroeléctrica Yaciretá Presa de tierra derecha Presas de tierra, filtración, drenajes, etc APLICACIONES El suelo y las rocas como material de construcción • Agregado para hormigones y mezclas asfáltica • Estabilizados granulares • Suelos para estabilizados de suelo-cal o suelo-cemento • Suelos de relleno Uso de geosinteticos o geotextiles Acopios Acopios Cuando el suelo trabaja como material de construcción se lo dispone en acopios, que deben cumplir con condiciones que no altere al material. Por ej. Segregación Puesta en obra del suelo acopiado Problema: ¿Por qué no está el puente? Se presentan distintos problemas donde debe intervenir el ingeniero y las cuestiones en general son: ¿Por qué se produjo? ¿Se pudo evitar? ¿Cómo evitamos que se vuelva a producir? Problema: ¿Por qué se hundió el tren? Problema: ¿Por qué se asienta? Canal de riego inundado Falla estructural con deformaciones diferenciales Suelo desplazado al costado del tren Problema: ¿Por qué se derrumbó? Problema: ¿Por qué se derrumbó? Pérdida de resistencia del suelos y Falla estructural de los pilotes Pérdida de resistencia del suelos y Falla estructural de los pilotes Problema: ¿Por qué se derrumbó? Problema: ¿Por qué perdió su perfil original? Pérdida de resistencia del suelos y Falla estructural de los pilotes Problema: Estabilidad de Talud Problema: Erosión en Taludes EJEMPLO ESQUEMATICO EL PROBLEMA Grandes y pequeños deslizamientos y fallas de taludes naturales ocurren en áreas donde el valor del entorno (por rezones técnicas, económicas, turísticas o artísticas) exige reparación con la geometría original (o tan cercana como sea posible). LA SOLUCIÓN Las geomallas TENAX permiten el uso del mismo suelo que fallo para reconstruir los taludes, generando importantes ahorros respecto a la solución de importar material de mejores condiciones mecánicas. El talud reforzado con geomallas puede ser fácilmente vegetado con plantas locales y así obtener una mayor integración con el entorno. La experiencia de los ingenieros de TENAX permite obtener las mejores soluciones para minimizar el impacto ambiental. La solución: con geomallas TENAX el talud puede ser reconstruido con el mismo suelo oque falló. El problema: típica falla de talud. Leyenda: A - Perfil original D - Perfil después de la falla E - Superficie de falla I - Perfil del talud reforzado H - Perfil de excavación Problema: Estabilidad de Talud ¿Qué causa la erosión? ¿Qué papel juega el agua? Problema: Estabilidad de Talud ¿Erosión superficial o Falla estructural? Falla estructural Falla estructural Problema: Rellenos Problema: Estabilidad de Talud Falla estructural Falla estructural Problema: Arcillas expansivas Problema: Arcillas expansivas Problema: Arcillas expansivas Problema: Arcillas expansivas Periodos Periodoshídricos hídricosen Movimientos asociados suelos arcillosos en suelos arcillosos Contracción - Hinchamiento Fallas en la estructura del edificio debido a deformaciones diferenciales en el suelo de fundación En Periodo normal Formas típicas de fisuraciones en viviendas unifamiliares con cimentaciones superficiales sobre suelos arcillosos en periodos de sequía En la resolución de problemas... El suelo es diferente en cada lugar La masa de suelo que interviene no se En Periodo De sequía En la resolución de problemas... El suelo es diferente en cada lugar Tomar conocimiento del entorno y antecedentes Conocer sus características Conocer su comportamiento observa en su totalidad La masa de suelo que interviene no se observa en su Evaluación de las solicitaciones, el Evaluación de las solicitaciones, el clima, la clima, la topografía, la estratigrafía, la presencia de agua, etc. totalidad topografía, la estratigrafía, la presencia de agua, etc. En la resolución de problemas... El suelo es diferente en cada lugar La masa de suelo que interviene no se observa en su totalidad Se estudia a través de excavaciones y/o perforaciones Se toman muestras representativas Se realizan ensayos tanto in situ como en laboratorio Evaluación de las solicitaciones, el clima, la topografía, la estratigrafía, la presencia de agua, etc. En la resolución de problemas... El suelo es diferente en cada lugar Tomar conocimiento del entorno y antecedentes Conocer sus características Conocer su comportamiento La masa de suelo que interviene no se observa en su totalidad Se estudia a través de excavaciones y/o perforaciones Se toman muestras representativas Se realizan ensayos tanto in situ como en laboratorio Evaluación de las solicitaciones, el clima, la topografía, la estratigrafía, la presencia de agua, etc.
