IMPORTANCIA DE LA GEOLOGÍA EN LAS CONSTRUCCIONES

MECÁNICA DE SUELOS

GENERALIDADES

Es la mecánica de suelos importante para la ingeniería

civil?

Preguntémonos entonces:

Han visto alguna vez alguna vez , una

estructura que no esté cimentada sobre el

suelo??

De acuerdo a ello podemos deducir entonces:

La mecánica de suelos es fundamental en el

estudio de los suelos y dar soluciones si estos

no presentan propiedades adecuadas

para la cimentación

De lo anterior debemos concluir:

No hay forma de determinar el tipo de

cimentación, si no conocemos el tipo de

suelo

Origen y formación de los suelosTodos los suelos tienen su origen, directa o

indirectamente a partir de rocas sólidas que están en la superficie de la tierra o cerca de ella.

Esto se debe a que las rocas están expuestas a desintegración o descomposición de un origen físico o químico.

La roca madre que se convierte en suelo, puede ser de origen: Igneo, sedimentario o metamórfico.

Rocas Igneas se forman cuando el magma (roca fundida) se enfría

y se solidifica. Si el enfriamiento se produce lentamente bajo la superficie se forman rocas con cristales grandes denominadas rocas plutónicas o intrusivas, mientras que si el enfriamiento se produce rápidamente sobre la superficie, por ejemplo, tras una erupción volcánica, se forman rocas con cristales invisibles conocidas como rocas volcánicas o extrusivas. La mayor parte de los 700 tipos de rocas ígneas que se han descrito se han formado bajo la superficie de la corteza terrestre. Ejemplos de rocas ígneas son: la diorita, lariolita, el pórfido, el gabro, el basalto y el granito.

Rocas plutónicas o intrusivasLas rocas plutónicas o intrusivas se forman a partir de magma

solidificado en grandes masas en el interior de la corteza terrestre. El magma, rodeado de rocas preexistentes (conocidas como rocas caja), se enfría lentamente, lo que permite que los minerales formen cristales grandes, visibles a simple vista, por lo que son rocas de "grano grueso". Tal es el caso del granito o el pórfido.

Las intrusiones magmáticas a partir de las cuales se forman las rocas plutónicas se denominan plutones, como por ejemplo los batolitos, los lacolitos, los sills y los diques.

Las rocas plutónicas solo son visibles cuando la corteza asciende y la erosión elimina las rocas que cubren la intrusión. Cuando la masa de rocas queda expuesta se denomina afloramiento. El corazón de las principales cordilleras está formado por rocas plutónicas que cuando afloran, pueden recubrir enormes áreas de la superficie terrestre

Rocas volcánicas o extrusivasLas rocas volcánicas o extrusivas se forman por la solidificación del

magma (lava) en la superficie de la corteza terrestre, usualmente tras una erupción volcánica. Dado que el enfriamiento es mucho más rápido que en el caso de las rocas intrusivas, los iones de los minerales no pueden organizarse en cristales grandes, por lo que las rocas volcánicas son de grano fino (cristales invisibles a ojo desnudo), como el basalto, o completamente amorfas (una textura similar al vidrio), como la obsidiana. En muchas rocas volcánicas se pueden observar los huecos dejados por las burbujas de gas que escapan durante la solidificación del magma.

El volumen de rocas extrusivas arrojadas por los volcanes anualmente depende del tipo de actividad tectónica:2

Bordes divergentes: 73 %, como las dorsales oceánicas, Islandia y el Rift de África Oriental.

Bordes convergentes (zonas de subducción): 15  , como la cordillera de los Andes o los arcos insulares del Pacífico. Puntos calientes (vulcanismo intraplaca): 12 %, como Hawái.

Rocas metamórficasLas rocas metamórficas son las que se forman a partir de otras rocas

 mediante un proceso llamado metamorfismo. rocas ígneas, rocas sedimentarias u otras rocas metamórficas, cuando éstas quedan alrededor de 1.500 bar), altas temperaturas (entre 150 y 200 °C) o a un fluido activo que provoca cambios en la composición de la roca, aportando nuevas sustancias a ésta. Al precursor de una roca metamórficase le llama protolito.1

Las rocas metamórficas se clasifican según sus propiedades físico-químicas. Los factores que definen las rocas metamórficas son dos: losminerales que las forman y las texturas que presentan dichas rocas. Las texturas son de dos tipos, foliadas y no foliada.

Textura foliada: Algunas de ellas son la pizarra (al romperse se obtienen láminas), el esquisto (se rompe con facilidad) y el gneis(formado por minerales claros y oscuros).

Textura no foliada: Algunas de ellas son el mármol (aspecto cristalino y se forman por metamorfismo de calizas y dolomías), la cuarcita(es blanca pero puede cambiar por las impurezas), la serpentinita (que al transformarse origina el asbesto) y la cancagua.

Tipos de metamorfismoLos principales tipos de metamorfismo dependen del carácter de la

energía aportada para su puesta en marcha, que puede ser en forma de calor o en forma de presión:

Metamorfismo térmico: Ocurre cuando la transformación de las rocas se debe solo a las altas temperaturas a las que se ven sometidas. A este tipo también se le denomina metamorfismo de contacto. Se da en circunstancias tales como la intrusión de magma en rocas ya existentes, como plutones, diques o diques concordantes. El mármol es un ejemplo de roca que se forma mediante estos procesos.

Metamorfismo regional: Esta es la forma más común de metamorfismo. Ocurre cuando ambos factores, presión y temperatura, se dan a la vez. Estos procesos se dan en mayor medida en grandes profundidades y en regiones de formación de grandes montañas. Un ejemplo de roca que se forma mediante este tipo de proceso es la pizarra.

Roca sedimentariaLas rocas sedimentarias son rocas que se forman por acumulación

de sedimentos, los cuales son partículas de diversos tamaños que son transportadas por el agua, el hielo o el aire, y son sometidas a procesos físicos y químicos (diagénesis), que dan lugar a materiales consolidados. Las rocas sedimentarias pueden formarse a las orillas de los ríos, en el fondo de barrancos, valles, lagos,mares, y en las desembocaduras de los ríos. Se hallan dispuestas formando capas o estratos.

Existen procesos geológicos externos que actúan sobre las rocas preexistentes, estos agentes las meteorizan, transportan y depositan en diferentes lugares dependiendo del transporte (agua, viento, hielo). De igual manera, distintos organismos animales ovegetales pueden contribuir a la formación de rocas sedimentarias (fósiles). Las rocas sedimentarias pueden existir hasta una profundidad de diez kilómetros en la corteza terrestre. Estas rocas pueden presentarse sueltas o consolidadas, es decir, que han sido unidas a otras por procesos posteriores a la sedimentación, conocidos como diagénesis.

Las rocas sedimentarias cubren más del 75 % de la superficie terrestre, formando una cobertura sedimentaria que se encuentra sobre rocas ígneas y, en menor medida, en metamórficas. Sin embargo su volumen total es pequeño cuando se comparan sobre todo con las rocas ígneas, que no solo forman la mayor parte de la corteza, sino la totalidad del manto

Ambientes sedimentarios

Las características del sedimento dependen en parte de la forma en que se realice la sedimentación. Las condiciones físico-químicas del medio en el que ocurre la sedimentación tienen gran importancia en el depósito de sedimentos de carácter químico pues son dichas condiciones las que determinan la existencia de ciertos organismos de cuyos restos se forman sedimentos orgánicos.

Ambientes sedimentarios continentales

Glaciar: Los depósitos dejados por un glaciar son principalmente la morrena frontal y la morrena de fondo; los materiales detríticos proceden de la meteorización mecánica de las rocas. Son sedimentos sin estratificación, con clastos angulosos y con materia orgánica casi nula.

Desértico: Los clastos proceden de la meteorización mecánica de las rocas, pero han sido bien seleccionados durante el transporte eólico. Los ejemplos más representativos son:

Dunas: formadas por arena con un grosor de entre 4,76 y 0,074 milímetros

Loess: formados por limo con un grosor menor a 0,074 milímetrosAmbos ejemplos presentan estratificaciones cruzadas.Fluvial: Los ríos transportan cantos y granos que solo han

sufrido meteorización mecánica y sufren un transporte mecánico, pero también arrastran partículas de arcilla y sustancias en disolución

Lacustre y palustre: Presentan sedimentos detríticos intercalados con otros de carácter químico. Se encuentran en el fondo de lagos y pantanos. Son abundantes en materia orgánica en descomposición.

Albufera: Se forman detrás de las barras de arena construidas por el oleaje cuando queda una porción de mar aislada; no obstante, la marea penetra en ellas por canales abiertos en la barra de arena, y vuelve a salir por ellos. Estas corrientes aportan arenas y limos que se depositan en fondo de la albufera.

Deltaico: Es un ambiente mixto, con características de los ambientes fluviales, lacustre y pantanoso. Los sedimentos incluyen clastos gruesos y finos, precipitados químicos y materia orgánica.

Ambientes sedimentarios marinos

Son más extensos y continuos que los continentales. Se encuentran tanto sedimentos detríticos como químicos y orgánicos.

Nerítico: Situado sobre la plataforma continental, hasta unos 200 metros de profundidad; se acumulan sedimentos detríticos y es frecuente encontrar fósiles marinos.

Batial: Sobre el talud continental entre 200 y 2000 metros de profundidad. Se sedimentan limos, arcillas y conchas de organismos planctónicos.

Artistral: situado en planicies con influencia de acuíferos cercanos

Abisal: Situado en los fondos alejados de la costa donde se acumulan barros orgánicos de composición silícea