Geotecnia Vial 02 | La Tierra, Los Suelos y Las Rocas | La Tierra, su Estructura y Fuerzas que Actúan

LA TIERRA, LOS SUELOS Y LAS ROCAS

LA TIERRA, SU ESTRUCTURA Y FUERZAS QUE ACTUAN

La Tierra no es un cuerpo rigido y estatico.

Se encuentra en continuo estado de cambio: tanto en el interior como en la superficie.

Hay fuerzas internas que actuan creando rocas nuevas.

Los procesos de formacion, movimiento y desintegracion de las rocas hicieron que las que se encuentran en la superficie (afloramientos), sean de diferentes tipos y tengan propiedades fisicas definidas.

 

Figura 2.1 Fracturas de tension formadas en rocas que se elevan y expanden

 

El producto de estas fuerzas destructivas sobre las rocas se conoce como SUELO.

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Este viene a ser un material nuevo.

 

Los procesos destructivos de la roca pueden verse como constructivos de suelo.

 

EL SUELO

 

En Geotecnia, el suelo es el material blando sin consolidar de la superficie. No se utiliza el concepto de elemento esencial para la vida (edafologico).

 

En el sentido general de ingenieria, el suelo se define como el AGREGADO NO CEMENTADO DE GRANOS            DE MINERALES Y MATERIA ORGANICA DESCOMPUESTA (PARTE SOLIDA) JUNTO CON LIQUIDO Y GAS QUE OCUPAN LOS ESPACIOS VACIOS ENTRE LAS PARTICULAS SOLIDAS. TRIFASICO.

 

MECANICA DE SUELOS

 

Es una rama de la CIENCIA que  trata  del  estudio  de las propiedades fisicas de los suelos y el comportamiento de masas de suelo sujeto a varios tipos de fuerzas.

 

INGENIERIA DE SUELOS

 

Aplicacion de los principios de la mecanica de suelos a los problemas practicos. Karl Terzaghi en 1925 dio lugar a la mecanica de suelos moderna.

INGENIERIA GEOTECNICA

 

Es la aplicacion de la mecanica de rocas y mecanica de suelos para resolver problemas de diseño de cimentaciones.

 

EL CICLO DE LA ROCA Y EL ORIGEN DE LOS SUELOS

 

Los granos que forman la fase solida de suelo son el producto de la meteorizacion de rocas y su tamaño varia en un amplio rango. Muchas de las propiedades fisicas de suelos dependen de: tamaño, forma y composicion quimica de los granos.

 

Para entender estos factores hay que familiarizarse con los tipos basicos de rocas. Tambien con los minerales que forman la roca y con los procesos de meteorizacion o      intemperismo. Por su origen las rocas se dividen en 3 tipos: Igneas, Sedimentarias y Metamorficas.

 

Figura 2.2 El Ciclo de formacion de la Roca

 

METEORIZACION

 

Es un mecanismo de rotura de la roca en pedazos mas pequeños.

 

Meteorizacion mecanica

 

Causada por la expansion y contraccion de las rocas, debido a la continua ganancia o perdida de calor, dando como resultado su desintegracion.

 

La roca grande se rompe en pedazos pequeños sin cambio alguno de su composicion quimica.

 

Meteorizacion quimica

 

Los minerales originales de rocas se transforman en nuevos minerales   debido   a reacciones quimicas.

 

TRANSPORTE DE LOS PRODUCTOS METEORIZADOS

 

Los productos de meteorizacion pueden permanecer en el mismo lugar, otros son movidos y transportados, sea por accion del hielo, agua, viento o gravedad.

 

LOS METEORIZADOS EN EL LUGAR DE SU ORIGEN SON SUELOS RESIDUALES. El grano fino se encuentra en la superficie. El tamaño del grano se incrementa con la profundidad.

 

Los SUELOS TRANSPORTADOS pueden ser clasificados en varios grupos.

 

Glaciares: Originados por el transporte y la deposicion del agua de los    glaciares.

 

Aluviales: Transportados por el escurrimiento de agua   y depositado en los arroyos.

 

Lacustres: Formados por deposicion en lagos quietos.

 

Marinos: Formados por deposicion en el mar.

 

Eolicos: Transportados y depositados por el viento.

 

Coluviales: Formados por movimiento debido a la gravedad (deslizamientos)

 

LOS SUELOS Y SUS TAMAÑOS

 

GRAVAS: Son particulas formadas de cuarzo, feldespato y otros minerales. Las particulas mayores de 7.62 cm. (malla 3”) se llaman piedras o cantos rodados.

 

ARENAS: Son todas aquellas particulas comprendidas entre 4.75 mm (malla #4) y 75 micrones (malla #200), formados principalmente de cuarzo y feldespato y otros minerales presentes tambien.

 

LIMOS: Son suelos finos cuyas particulas individuales no pueden ser reconocidas a simple vista y que tienen por caracteristica importante no poseer plasticidad (o una plasticidad muy baja). Consisten en granos de cuarzo muy finos y otros en forma de hojuela, que son fragmentos de minerales micaceos.

 

ARCILLAS: Son hojuelas y particulas microscopicas de mica, minerales de arcilla y otros minerales. Como se presenta en la tabla 1.1, las arcillas son usualmente definidas como particulas con un tamaño menor de 0.002 mm. Sin embargo, en algunos casos las particulas comprendidas entre 0.002 mm y 0.005 mm son tambien consideradas como arcillas (ver norma ASTM D-653). Estas particulas son clasificadas como arcillas basandose en su tamaño y necesariamente no cuentan con minerales de arcilla. Las arcillas han sido definidas como aquellas particulas que “desarrollan plasticidad cuando se mezclan con una cantidad limite de agua” (Grim, 1953). Los suelos no arcillosos pueden contener particulas de cuarzo, feldespato o mica que son lo suficientemente pequeñas para estar considerados dentro de la calificacion de las arcillas. Por tanto es apropiado para las particulas de suelo mas pequeño de 2 o 5 micrones, definidas en los diferentes sistemas, ser llamadas particula del tamaño de arcilla en vez de ser llamadas arcillas. Las particulas de arcillas mayormente estan dentro del rango del tamaño de los coloides (< 1 micra) y 2 micras, como limite superior.

 

Tabla 2.1 Division del suelo por tamaño limite

 

04 tabla 1.2

Tabla 2.2 Limites de tamaño de suelos segun varios sistemas. (Arc corresponde a Arcilla)

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LOS MINERALES DE ARCILLA

 

Los minerales de arcilla son producto de meteorizacion quimica de feldespatos, ferro magnesio y micas. Dan la propiedad plastica a los suelos. Son silicatos de aluminio complejos. Se muestran las unidades basicas que al combinarse forman laminas. Los suelos con estos minerales forman la FAMILIA DE LAS ARCILLAS.

 

05 figura 1.3a

Fig. 2.3a Tetraedro de Silicio

 

06 figura 1.3b

Fig. 2.3b Octaedro de Aluminio

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