Mecanica de Suelos en Antofagasta, Calama
Definición: Mecanica de Suelos
Tabla de Contenidos
La Mecánica de Suelos Antofagasta, Calama como disciplina se encarga de aplicar las leyes tanto mecánicas como hidráulicas para estudiar las deformaciones de flujo y fluidos en estructuras naturales y artificiales construidas de tierra y disminuir los inconvenientes de ingeniería geotécnica de ciertas áreas relacionadas con la consolidación de partículas y sedimentos.
El primer estudio científico de mecánica de suelos fue realizado por un físico francés, llamado A. de Coulomb, quien publicó una teoría de la presión de la tierra en 1773. El trabajo de Coulomb y una teoría de las masas terrestres publicada por el ingeniero escocés WilliamRankine en 1857 siguen siendo las herramientas utilizadas para cuantificar tensiones de la tierra. Estas teorías de Mecánica de Suelos se han cambiado en el siglo veinte para tener en consideración la influencia de cohesión, una propiedad de los suelos descubierta más recientemente que hace que se comporten de manera algo diferente bajo presion de lo que pronosticaron Rankine y Coulomb.
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Definicion de Suelos
Los Suelos son un agregado natural de partículas minerales, que a veces incluyen componentes orgánicos; tienen fases sólida, líquida y gaseosa. La manera en que el suelo de un lugar determinado soportará las tensiones que le imponen el peso de las estructuras, o de qué manera responderá al movimiento en el curso de la construcción, depende de seis (6) propiedades: fricción interna que es la resistencia de una masa de suelo al deslizamiento, inversamente relacionada con la cantidad de humedad en el suelo y, por consiguiente, mayor en arenas y gravas que en arcillas y cohesión que es la atracción molecular entre partículas de suelo, mucho mayor en arcillas que arenas o limo, los que reducen la tendencia de los suelos a cortarse o bien deslizarse a lo largo de planos; compresibilidad (el grado en que el suelo puede hacerse más espeso por diferentes medios, incluido el apisonamiento y la vibración, y por tanto puede mantener cargas superiores); elasticidad (la capacidad del suelo para volver a expandirse después de ser comprimido); permeabilidad (el grado en que un suelo va a conducir un flujo de agua); y capilaridad (el grado en que el agua se extrae hacia arriba desde el nivel freático normal).
Estudios de Mecánica de Suelos en Antofagasta, Calama
Los estudios de mecánica de suelos en Antofagasta, Calama se efectúan meticulosamente de en un sitio determinado en dependencia del tamaño del proyecto a realizar. El examen visual de la superficie puede ser suficiente en ciertos casos. Las características del suelo por norma general cambian más rápidamente verticalmente (con la profundidad) que horizontalmente. Las técnicas de examen del subsuelo incluyen la excavación de zanjas, la perforación (para probar la resistencia y para conseguir muestras) y el bombeo de materia subsuperficial a la superficie con agua. Ensayos sísmicos (midiendo la velocidad con la que las ondas de choque generadas por explosivos se transmiten a través del suelo) y medida de la resistencia eléctrica del suelo asimismo proporcionan información de utilidad en la evaluación del suelo. El tamaño de grano y las propiedades plásticas de las muestras tomadas del lugar se miden en un laboratorio. Ocasionalmente, los datos obtenidos de estudios previos de suelos cercanos al lugar son útiles.
los cimientos están diseñados para transportar el peso de una estructura al suelo debajo y alrededor de ella. La distribución de la tensión que no se corresponde apropiadamente con las peculiaridades del suelo puede resultar en una falla estructural debido al cizallamiento del suelo o un asentamiento desigual. Los cimientos extendidos pueden ser cualquiera de las zapatas extendidas (hechas con bases anchas puestas de manera directa debajo de las vigas o muros de carga), tapete (formado por losetas, en general de hormigón armado , que subyacen a toda el área de un edificio), o bien tipos flotantes. ALos cimientos flotantes consisten en estructuras fuertes en forma de caja puestas a tal profundidad bajo tierra que el peso del suelo removido para colocarlo es igual al peso del edificio; por ende, en el momento en que la edificación esté terminado, el suelo debajo de él aguantará el mismo peso que aguantaba antes que comenzase la excavación. Los cimientos profundos pueden ser pilotes de apoyo en los extremos (que transportan todo el peso puesto sobre ellos de un extremo a otro, desde la construcción de arriba hasta el lecho de roca sobre el que se ponen), pilotes de fricción (que transfieren parte de la presión ejercida sobre ellos al suelo que los rodea, a través de fricción o adhesión durante la superficie donde los lados del pilote interactúan con el suelo), o cajones (pilotes extragrandes colocados en una excavación, en lugar de prefabricados y hundidos).
Las pendientes permanecen en su sitio porque el tirón hacia abajo de la gravedad es contrarrestado por las fuerzas de cohesión y fricción entre las partículas. Múltiples cambios pueden alterar el equilibrio entre estas fuerzas, precipitando un deslizamiento; particularmente, un aumento en la cantidad de agua contenida en el suelo de una pendiente puede reducir drásticamente la cohesión y la fricción. La estabilidad de las pendientes se clasifica de tal forma que uno indica fuerzas precisamente equilibradas, dos significa que las fuerzas de estabilidad son un par de veces mayores que las que tienden al movimiento, etc.. Una pendiente con una lectura de menos de uno está colapsando. Los márgenes de las presas, cortes de carreteras y cortes de tren están diseñados para ciertos estándares de estabilidad medidos por esta escala. La estabilidad se puede acrecentar drenando, nivelando el gradiente, compactando o reforzando el talud con inyecciones de cemento. En la construcción de la presa se utiliza un núcleo impermeable para eludir que el exceso de filtración de agua reduzca la estabilidad, mientras que las pendientes consisten en un material permeable que amortigua el peso del agua a lo largo de la presa.
La mecánica del suelo, a través de el examen de la subrasante de caminos y carreteras, ayuda a determinar qué género de pavimento (rígido o bien flexible) durará más. El estudio de las peculiaridades del suelo también se usa para decidir el procedimiento más adecuado para excavar túneles subterráneos.
Etapas para realizar un Estudio de Mecanica de Suelos
1 Exploración y Ensayos de Terreno
La exploración puede realizarse por medio de calicatas o pozos, zanjas y sondajes para obtener muestras, que se puedan ensayar en laboratorio, conforme con el número mínimo de puntos de exploración especificados en el Anexo A de la NCh 1508.
2 Ensayos de Laboratorio
Los ensayos primordiales a efectuar para el estudio del suelo, son los siguientes:
- Granulometría.
- Límites Atterberg.
- Clasificación USCS y AASHTO para caminos.
- Peso específico, densidad máxima y densidad mínima.
- Contenido orgánico cuando corresponda.
- Contenido de humedad natural.
- Compacidad y/o resistencia al corte.
- Compresión edométrica (consolidación).
- Resistencia al corte.
- Presión de hinchamiento.
- Ensayos CBR y Proctor.
- Contenido de cloruros y sulfatos solubles en agua.
- Contenido de sales totales solubles en agua.
3 Trabajos de Gabinete
Con la información obtenida en el Estudio de Mecánica de Suelos y conociendo los requisitos del proyecto, el profesional geotécnico eficiente debe evaluar la información disponible para determinar las propiedades mecánicas del suelo.
Los resultados de los trabajos de gabinete se resumen en un informe de mecánica de suelos, con el contenido siguiente:
- a) Alcance del informe
- b) Descripción general
- c) Objetivo del informe
- d) Antecedentes utilizados
- e) Trabajo de campo realizado
- f) Trabajos de laboratorio realizados
- g) Descripción geológica
- h) Descripción geotécnica del subsuelo
- i) Parámetros de diseño
- j) Clasificación sísmica del suelo
- k) Recomendaciones de diseño
- l) Condiciones para la ejecución de obras
- m) Recepción de sellos
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Mecanica de Suelos, Mecanica de Solidos y Mecanica de Fluidos
La mecánica del suelo se distingue de la mecánica de fluidos tradicional o de la mecánica de sólidos en que el suelo es una mezcla heterogénea de partículas sólidas (grava, roca, arena, limo y arcilla), líquido y gas (sistema de 3 fases) y es un material particulado. Comprender y predecir el comportamiento del suelo es complejo, ya que depende del agobio y no es lineal.
Para derivar las propiedades mecánicas del suelo, se realizan pruebas in situ y de laboratorio y se utilizan soluciones analíticas o modelos constitutivos para simular su comportamiento.
Por lo general, el propósito de utilizar la mecánica del suelo varía según el proyecto, pero en general su objetivo es asegurar la estabilidad del suelo y limitar la deformación mientras se controla el flujo de agua subterránea.
Los Estudios de Mecánica de Suelos en Antofagasta, Calama exploran las propiedades de los suelos y las rocas blandas en relación con la ingeniería civil, la teoría de la geomecánica y la ingeniería geotécnica práctica. Todos nuestros servicios mecánica de suelos y geotecnia están orientados a satisfacer las necesidades de nuestros clientes del servicio, nuestros ingenieros y especialistas están calificados en la materia. Somos una compañía de mecánica de suelos reconocida por realizar avances clave en la mecánica del suelo, como instrumentación de campo, mediciones de resistencia residual, medición de deformación local de muestras de suelo, mediciones directas de succión del suelo, procedimientos avanzados de modelado numérico, modelos constitutivos y técnicas de análisis de suelos con cilindros huecos. Asimismo nos esforzamos por brindar a nuestros clientes del servicio nacionales e internacionales un servicio especializado de alto nivel técnico en el campo de la Ingeniería Geotecnica, geofísica y ensayos de laboratorio y mecánica suelos.
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Laboratorio de Mecanica de Suelos en Antofagasta, Calama
Teniendo en cuenta un alcance más extenso de estos factores, va a ser más eficaz la planificación y selección de los estudios requeridos. Existen diferentes géneros de estudios de mecánica de suelos, que les ofrecerán la información precisa para proyectar y sostener una obra de ingeniería civil:
Ensayos In situ en Antofagasta, Calama
Como su nombre lo indica, son los estudios que se realizan de manera directa sobre el terreno, donde se busca trabajar con muestras extraídas de forma directa del suelo, evitando la complejidad de hacer llegar una muestra inalterada a un laboratorio. Entre sus primordiales ventajas y virtudes encontramos con que son estudios rápidos, económicos y dan gran cantidad de datos, esto no desea decir que reemplacen por completo ensayos de laboratorio, mas los ensayos in situ Antofagasta, Calama representan un buen complemento para su proyecto de mecánica de suelos.
Ensayos in situ Antofagasta, Calama:
- Ensayo de penetración estándar – SPT (Standard Penetration Test)
- Ensayo de penetración estática – CPT (Cone Penetration Test)
- Ensayo de Molinete – VST (conocido como Vane Teste)
- Ensayo presiométrico
- Dilatómetro plano Marchetti – DMT
- Esclerómetro Schmidt
- Ensayo de carga puntual – PLT
- Ensayos de bombeo
La elección de cualquiera de estos métodos, o la combinación de ellos depende del terreno a estudiar, de la información requerida, y del género de solución que se quiera brindar a una futura obra.
Ensayos de laboratorio en Antofagasta, Calama
Los ensayos de laboratorio son todos aquellos ensayos que permiten estudiar las propiedades del suelo por medio de muestras, lo más inalteradas posibles, provenientes del terreno objeto de análisis; los ensayos de laboratorio en Antofagasta, Calama se efectúan en ambientes controlados. Son considerablemente más precisos y brindan información que los estudios in-situ no son capaces de obtener, pero también son más costoso en tiempo y dinero.
Entre los ensayos más relevantes en laboratorios de mecánica de suelos Antofagasta, Calama están:
- De identificación y estado (tamizado, sedimentación, humedad, densidad, permeabilidad, etc.)
- De resistencia (compresión, corte y ensayo triaxial)
- De deformabilidad (edométrico)
- De compactación y reutilización (ensayo Próctor y CBR)
- En rocas (durabilidad, resistencia, densidad, absorción, etc.)
Sondajes SPT en Antofagasta, Calama
Este Ensayo SPT consiste en contabilizar el número de golpes precisos para penetrar el suelo con una masa a una determinada altura. El ensayo SPT o Standard Penetration Test es uno de los más realizados en los procedimientos de sondeos o sondajes.
SPT o bien Estándar Penetration Test, es un sondaje in situ que se halla en la categoría de pruebas de penetrómetro, que en Mecánica de Suelos Antofagasta, Calama se llevan a cabo en pozo y se emplean para medir la resistencia de los estratos del suelo a la penetración sufrida; con estos ensayos se determina la localidad experimental entre las propiedades del suelo y la resistencia a la penetración.
El Sondeo SPT en Antofagasta, Calama es extremadamente útil para determinar la densidad relativa, resistencia a la compresión no recluída y el ángulo de resistencia al corte de suelos no aglutinantes.
Obras y Construcciones de Mecanica de Suelos en Antofagasta, Calama
Diseño de Pavimentos en Antofagasta, Calama
El pavimento es una estructura formada por diferentes capas de materiales que dejan soportar las cargas vehiculares y de otros tipos. Aparte de resistir el tráfico también cumple otras funciones como la de proveer una superficie de rodadura uniforme, impermeable, antideslizante y resistente a los agentes del medio ambiente.
El diseño de pavimentos consiste en la determinación de espesores en cada capa de la sección estructural del pavimento, esta sección permite soportar las cargas a lo largo de un periodo de tiempo determinado; hay diferentes métodos de diseño para pavimentos, estos métodos toman en cuenta eminentemente los próximos factores: tránsito o bien condiciones de carga, peculiaridades del suelo de cimentación y de los materiales que conforman las capas del pavimento, entre otros.
El diseño de pavimentos puede consistir en diseño de pavimentos recios o flexibles. Los pavimentos flexibles dependen más del suelo de la subrasante para trasmitir las cargas del tráfico. Los inconvenientes propios del diseño de pavimentos son el efecto de la carga repetitiva, el hinchamiento y la contracción del subsuelo y la acción de las heladas, por tal razón es de gran utilidad considerar las propiedades mecánicas del suelo para lograr un diseño eficiente de un pavimento.
Fundaciones o bien Cimentaciones en Antofagasta, Calama
Las cargas de cualquier estructura deben trasmitirse al suelo por medio de la base de la estructura. Cuanto más grande sea la construcción o la estructura, mayor será su base y, en consecuencia, más esencial es para un ingeniero civil tener en consideración la mecánica del suelo del lugar. La base es donde se trasfiere la carga que aguanta la estructura, por lo que entender el suelo es crucial para construir una estructura fuerte. El suelo duro con suficiente resistencia deja que un ingeniero use cimientos poco profundos, mientras que el suelo enclenque necesitará cimientos profundos para otorgar un soporte sólido para la estructura que se está levantando.
La Torre Inclinada de Pisa, situada en Italia, es buen ejemplo de lo que puede ocurrir cuando se construyen los cimientos de una estructura sin tener la plena consideración de las fuerzas mecánicas del suelo. Por tanto, decidir qué género de cimentación emplear para una estructura determinada va a depender de de qué manera un ingeniero civil aplique sus conocimientos de mecánica de suelos al proyecto en cuestión para llegar a la mejor solución.
Represas de tierra
Las presas son una parte necesaria de la infraestructura actual. Ayudan a proporcionar agua para uso doméstico a lo largo de todo el año, dan zonas de pesca, actúan como parques escénicos, apoyan el riego y se emplean para generar energía limpia cuando se utilizan para la generación de energía hidroeléctrica. Las presas se hallan entre las más grandes y, en consecuencia, ciertos proyectos de ingeniería civil más costosos del mundo moderno. Construirlos generalmente requiere mucho tiempo y otros recursos, como mano de obra. Su construcción requiere que se presente un diseño adecuado para garantizar que puedan aguantar la presión del agua y otros elementos para cumplir su propósito durante un buen tiempo sin incidentes.
La situación es todavía más grave si se cree que las presas actúan como una barrera al flujo de agua que puede alterar las propiedades del suelo. Las fallas de presas pueden ser catastróficas, como se vio cuando la presa de Banqiao en China fracasó tras lluvias muy fuertes que provocaron un número trágico de muertes y una gran destrucción de propiedades. Comprender la mecánica del suelo garantizará que cualquier ingeniero civil que haga un proyecto de esta clase tenga presente las propiedades del suelo, como su densidad, permeabilidad y resistencia, para conseguir una estructura sólida.
Terraplenes en Antofagasta, Calama
Los terraplenes generalmente se construyen para elevar el nivel de una carretera, ferrocarril o bien tierra sobre el nivel del suelo. Generalmente, hay múltiples razones por las que Mecánica de Suelos Antofagasta, Calama construye terraplenes. Uno de ellos es elevar la estructura sobre el nivel de inundación. Todo lo que se construya en la tierra plana es propenso a inundaciones que pueden destruir la estructura. Construir la estructura sobre un desnivel es, en consecuencia, una forma de paliarlo. Los terraplenes también se construyen para minimizar o bien reducir el cambio de nivel debido al perfil de un terreno. El terraplén ayuda a garantizar que la carretera, el tren o bien las estructuras estén en el mismo nivel en todo momento.
En Mecánica de Suelos Antofagasta, Calama, construimos los terraplenes generalmente usando suelo como componente primordial. Proporciona la resistencia estructural precisa para dejar que la estructura cumpla su propósito y asimismo es económica. Ser consciente y ser capaz de factorizar aspectos como la estabilidad de la pendiente, la consolidación y compactación del suelo y el asentamiento resultante, como aspectos como los efectos de la filtración del suelo, contribuyen a diseñar y construir exitosamente un terraplén.
Canales u otras estructuras de contención y subterráneas
Los canales son vías fluviales artificiales que se emplean para la distribución y el transporte de agua. Los canales están diseñados para retener agua y redirigirla conforme lo previsto. Por ende, cualquier ingeniero civil en Antofagasta, Calama debe estimar esmeradamente las propiedades del suelo sobre el que se construirá el canal. Se deben tener en consideración factores como la resistencia al cizallamiento del suelo para garantizar que el canal que se coloca pueda resistir la fuerza del agua que fluye a través de él y minimizar la filtración tanto como sea posible. Los muros de contención, así sean de suelo compactado o de hormigón, asimismo deben diseñarse en consecuencia teniendo en cuenta la mecánica del suelo que estará en juego en dependencia del tipo de suelo del entorno dado.
Actualmente, la mayor parte de los centros urbanos acostumbran a construir su infraestructura, como líneas de gas, líneas eléctricas, estructuras de drenaje, subterráneos y cables de distribución de Internet. Para las grandes áreas urbanas y urbes, esto puede significar la excavación y la excavación de túneles mediante quilómetros y kilómetros de suelo heterogéneo para poder llegar a los millones de casas que componen la urbe. La necesidad de comprender la mecánica del suelo en semejantes obras de ingeniería civil es más pronunciada para estos proyectos subterráneos. Ser capaz de predecir de qué manera se comportará el suelo y afectará una tubería subterránea o un metro es importante a fin de que el proyecto terminado pueda aguantar las condiciones subterráneas y cumplir su propósito.
Excavaciones
El mundo actual depende en gran medida de los recursos extraídos de la tierra, como el petróleo, el gas, el lignito, los metales y otros minerales. El proceso de extracción de estos recursos por norma general implica excavar y excavar el suelo. A lo largo de la excavación, uno notará que el suelo puede cambiar mucho dependiendo de la profundidad y la amplitud, aun dentro de una región pequeña. Tener un conocimiento profundo de las clases de suelo y cómo se comportan es, en consecuencia, esencial en tales actividades de excavación. La mecánica del suelo puede asistir a un ingeniero a anticipar áreas que pueden desmoronarse o ocasionar deslizamientos de tierra durante la extracción de recursos y localizar formas apropiadas de prevenir tales incidentes desastrosos.
Libros de Mecanica de Suelos Juarez Badillo
En esta oportunidad les presentamos un resumen de los libros de mecánica de suelos de Juárez Badillo que les van a ofrecer detalladamente la historia y aparición de los estudios de mecánica de Suelos desde sus inicios seguido de un desarrollo de los métodos y prácticas de diseño.
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El primer tomo del libro de mecánica de suelos Juárez Badillo trata sobre el origen y capacitación de los suelos y los minerales que los constituyen; granulometría, clasificación e identificación de suelos; propiedades hidráulicas del suelo. El segundo abarca aspectos esenciales del contenido de la asignatura en el nivel de maestría. Mecánica de Suelos Juarez Badillo Tomo 2 PDF trata de la acción de la helada en los suelos, estabilidad de taludes; teorías de capacidad de cargas, principios básicos para el diseño de presas de tierra. El tercer tomo está dedicado al flujo de las aguas ya su repercusión en los inconvenientes de resistencia y comportamiento general de los suelos. Juárez Badillo en su tercer libro de Mecanica de suelo escrito sobre la teoría de las redes de flujo; flujo de agua a través de presas de tierra; drenaje y subdrenaje en las carreteras y aeropistas; pozos de bombeo, en este libro se habla de fundamentos, teoría y aplicaciones de la mecánica de suelos. En el último tomo se aborda el tema de flujo de agua en suelos, desarrollado primordialmente por A. Rico Rodríguez.
Fuentes:
- Hillel, D., 1980. Fundamentos de la física del suelo. Nueva York: Academic Press.
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