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Carrera de Ingeniería Civil

GEOLOGIA Y GEOTECNIA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE ROSARIO

FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS INGENIERÍA Y AGRIMENSURA

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.

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

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

Contenido de la Asignatura1. 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)10.ESTABILIDAD DE TALUDES (6 hs)

NUEVE TALLERES DE APLICACIÓN PRÁCTICADIEZ TALLERES DE LABORATORIO

Docentes• Ing. Silvia Angelonesangelon@fceia.unr.edu.ar

• Lic. Héctor Fragafraga@fceia.unr.edu.ar

• Ing. María T. Garibaymgaribay@fceia.unr.edu.ar

• Ing. Marcelo Polarempolare@fceia.unr.edu.ar

• Ing. Pablo Torrespltorres@torresyvercelli.com.ar

Material de la asignatura• Calendario y Condiciones de promoción• Listado de bibliografía• Fotocopias de apoyo• Fotocopias de enunciados de práctica• Correo electrónico grupal• Foro de discusión• Página Web de la materiahttp://www.fceia.unr.edu.ar/geologiaygeotecnia

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GEOLOGÍA Y GEOTECNIA2010

(5ta edición)

PROBLEMAS DE INGENIERÍA CIVIL RELACIONADOS CON

LAS ROCAS Y EL SUELO

Mter.Ing. Silvia Angelone

• Geología • Ingeniería Geotécnica• Geotecnia• Mecánica de Suelos• Mecánica de Rocas• Hidráulica• Física• Impacto Ambiental• Química• Matemática• Etc.

DISCIPLINAS QUE INTERVIENEN

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.

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.-

• Transmisión de cargas de las estructuras al suelo

• Cargas producidas por el suelo sobre las estructuras

• Problemas de filtración del agua en el suelo

• El suelo y las rocas como material de construcción

APLICACIONES

Transmisión de cargas de las estructurasal suelo

• Cargas verticales (edificios, rellenos, silos, puentes, terraplenes, etc.)

• Cargas horizontales (líneas de alta tensión, muros, obras de atraque, muelles, tanques elevados, carteles, etc.)

APLICACIONES

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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

Cargas producidas por el suelosobre las estructuras

•excavaciones•Rellenos •Estructuras de contención

APLICACIONES

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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

Excavaciones

Para la construcción de fundaciones o yacimientos de suelos

Excavaciones en Canteras

El tipo de explotación de las canteras depende de las caracteristicas del suelo, de la potencia de los estratos, del medio fisico, etc.

Rellenos

Rellenos marítimos, de muros, alteos, terraplenes, etc.

Elementos de contenciónSe debe calcular cuando es necesario usar

estructuras o elementos de contención:

Muros, tablestacas, entibaciones o ademes

Elementos de contención

TABLESTACAS

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Elementos de contención Elementos de contención: MUROS

Elementos de contención con GAVIONES (del italiano gabbione en sentido “gran jaula) Problemas de filtración del agua

en el suelo

•Presas de tierra•Filtraciones•Drenajes•Erosiones•Etc.

APLICACIONES

Presas de tierra

Represa hidroeléctrica Itaypú

Represa hidroeléctrica Yaciretá

Presa de tierra derecha

Presas de tierra, filtración, drenajes, etc

Uso de geosinteticos o geotextiles

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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

APLICACIONESAcopios

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

Acopios

Puesta en obra del suelo acopiado

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 no está el puente? Problema: ¿Por qué se hundió el tren?

Canal de riego inundado

Suelo desplazado al costado del tren

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Problema: ¿Por qué se asienta?

Falla estructural con deformaciones diferenciales

Problema: ¿Por qué se derrumbó?

Pérdida de resistencia del suelos y Falla estructural de los pilotes

Problema: ¿Por qué se derrumbó?

Pérdida de resistencia del suelos y Falla estructural de los pilotes

Problema: ¿Por qué se derrumbó?

Pérdida de resistencia del suelos y Falla estructural de los pilotes

Problema: ¿Por qué perdió su perfil original? Problema: Estabilidad de TaludEJEMPLO 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.

El problema: típica falla de talud.

La solución: con geomallas TENAX el talud puede ser reconstruido con el mismo suelo oque falló.

Leyenda: A - Perfil originalD - Perfil después

de la falla E - Superficie de

falla I - Perfil del talud

reforzado H - Perfil de excavación

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Problema: Erosión en Taludes

¿Qué causa la erosión?

¿Qué papel juega el agua?

Problema: Estabilidad de Talud

¿Erosión superficial

o

Falla estructural?Falla estructural

Problema: Estabilidad de Talud

Falla estructural

Problema: Estabilidad de Talud

Falla estructural

Problema: Rellenos

Falla estructural

Problema: Arcillas expansivas

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Problema: Arcillas expansivasProblema: Arcillas expansivas

Problema: Arcillas expansivasFallas en la estructura del edificio debido a deformaciones diferenciales en el suelo de fundación

Problema: Arcillas expansivas

Formas típicas de fisuraciones en viviendas unifamiliares con cimentaciones superficiales sobre suelos arcillosos en periodos de sequía

Periodos hídricos en suelos arcillosos

En Periodo normal

En Periodo De sequía

Periodos hídricos

en suelos arcillosos

Movimientos asociados

Contracción - Hinchamiento

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.