Placa base del eje perforado en construcción (Asociación de Contratistas perforado eje) M

♦ N. Plate excavatioi deshidratados para un proyecto de canalización (Foothill Ingeniería)

• Plate 0 desagües Wick están instalando (Wick Americana Escurrir Corporation)

Una Placa P • geomalla reforzada de relleno para una autopista (Tensor Earth Technologies, Inc.)

Ingeniería Geológica

Y así, la geología, una vez considerado todo una ciencia descriptiva e histórica, tiene en los últimos años tomadas en el aspecto de una ciencia aplicada. En lugar de ser en gran parte especulativa como tal vez lo que solía ser, la geología se ha convertido de hecho, cuantitativa, e inmensamente práctico. Se convirtió así en primer lugar en la minería como una ayuda en la búsqueda de metales; a continuación, en la recuperación de los combustibles y la búsqueda de petróleo; y ahora en la ingeniería en la búsqueda de más perfecto ajuste de las estructuras de los hombres a las limitaciones de la naturaleza y para una mayor seguridad en las obras públicas.

Charles P. Berkey, Pioneer Ingeniería Geólogo, 19.39

La geología es la ciencia de las rocas, los minerales, los suelos y las aguas subterráneas, incluyendo el estudio de su formación, estructura y comportamiento. Como la cita anterior indica, geología vez fue confinado a los estudios puramente académicas, pero ya que se ha ampliado en una ciencia práctica también. Ingeniería geológica es la rama que se ocupa de la aplicación de los principios geológicos a las obras de ingeniería.

A diferencia de los ingenieros geotécnicos, cuya formación está en la ingeniería civil, ingeniería geólogos tienen una formación en geología. Su trabajo incluye la cartografía, describir y caracterizar la roca en un sitio de construcción; la evaluación de los problemas de estabilidad, tales como deslizamientos de tierra; y evaluar sismicidad y terremotos potenciales locales. Estas dos profesiones, ere, complementaria, y el trabajo en equipo. Sin embargo, es importante que el geólogo de tener una cierta comprensión de la ingeniería, y el ingeniero de tener una cierta comprensión de la geología. Algunas personas incluso han adquirido credenciales profesionales completos en ambos campos.

Ingeniería Geológica Cap. 2

Este capítulo explora los principios fundamentales de la geología y su aplicación a la ingeniería geotécnica, con "mayor énfasis en el origen geológico de los suelos. Estos principios son importantes para los ingenieros geotécnicos, ya que nos ayudan a entender la naturaleza de las condiciones del subsuelo y formamos gran parte de la base para la interpretación de los datos recogidos de perforaciones exploratorias.

2.1 ROCA Y SUELO

Ambos geólogos e ingenieros con frecuencia dividen materiales de la tierra en dos grandes categorías: roca y suelo. Aunque esto puede parecer ben distinción simple, en realidad no lo es y ha sido a menudo una fuente de confusión. Para un geólogo, roca es "cualquier agregado formado naturalmente o masa de materia mineral, sea o no coherente, que constituye una parte esencial y apreciable de la corteza de la tierra" (Instituto Geológico de Estados Unidos, 1976), Esta definición se centra en los modos de origen y estructura del material, a la inversa, los ingenieros y contratistas) (a veces considerar roca a ser un "material duro, durable that'cannot ser excavado sin voladuras," una definición basada en resistencia y durabilidad.

Desafortunadamente, estas dos definiciones a veces producen clasificaciones conflictivas, especialmente en materiales intermedios. Por ejemplo, algunos materiales que son roca en términos de su origen geológico son suaves suficiente para él fácilmente excavado con el mismo equipo utilizado para el suelo. Incluso pueden parecerse a los suelos. Limolita es buen ejemplo. Por el contrario, algunos suelos cementados, como caliche, son "duro como una roca", y muy difícil de excavar. Esta dificultad en la clasificación de algunos materiales ha llevado a menudo a las demandas de la construcción, porque los contratistas se les paga más para excavar "roca". También puede ser un problema cuando las pilas son para ser conducido a "roca".

Por lo tanto, es importante tanto para los geólogos de ingeniería e ingenieros geotécnicos para comunicarse adecuadamente la naturaleza de los materiales terrestres (roca contra el suelo) a otros miembros de los equipos de diseño y construcción. Nuestros procesos de pensamiento tienden a utilizar "definiciones, ya que ayudan a interpretar las condiciones del subsuelo, pero los contratistas y otros ingenieros suelen interpretar nuestros comentarios a la luz de los ingenieros geólogos las definiciones. A veces, esta dificultad puede superarse mediante el uso de los términos hard rock y rock suave, cuando este último es capaz de ser excavado por equipos de movimiento de tierra convencional. Sin embargo, esta definición también puede dar lugar a confusión, y "no es del todo satisfactoria. En el capítulo 6 se discutirá métodos más específicos de clasificación que se utilizarán en las especificaciones de excavación.

Otro aspecto de la división de materiales de la tierra en la roca y el suelo es que esta distinción a menudo determina los tipos de datos del subsuelo que necesitamos para adquirir, las pruebas vamos a realizar, y los análisis vamos a realizar. Esto es porque hay diferencias importantes entre estos dos materiales, incluyendo las siguientes (Goodman, 1990):

• Las rocas son generalmente cementados; suelos raramente se cementan

• Las rocas suelen tener una porosidad mucho más baja que los suelos

• Las rocas se encuentran en estados de decaimiento con propiedades y atributos enormemente alterados; efectos de la erosión en los suelos son más sutiles y generalmente menos variables

Minearals Sae, 7.R Hock-Forming - 17

• masas corvejón 'son a menudo discontinua; masas de suelo por lo general se pueden representar como continua

• rocas tienen redundará compleja, y las historias de estrés en general desconocidas. En muchos mases de roca, el esfuerzo principal es menos vertical; en la mayoría de los suelos de la mayor tensión principal es ertical.

Aunque hay momentos en que las técnicas de mecánica de suelos se pueden aplicar a la roca mecánica plobleins, y viceversa, tal intercambio debe hacerse con cautela.

2.2 ROCA • MINIRALS FORMAN

Los minerales son elementos o compuestos con estructuras específicas y composiciones químicas forman naturalmente. Como los constituyentes bask de rocas, minerales controlan gran parte del comportamiento de la roca. Algunos minerales son muy fuertes y resistentes al deterioro, y producen rocas con propiedades similares, mientras que otros son mucho más suaves y producen roca más débil.

Más de 2.000 minerales diferentes están presentes en la corteza terrestre, que puedan ser identificados por sus propiedades físicas y químicas, por pruebas estandarizadas, o un examen bajo el microscopio, sólo unos pocos de ellos se producen en grandes cantidades, y forman el material para la mayoría de las rocas, los minerales más comunes incluyen:

Feldespato-Este es el mineral más abundante, y es un componente importante, de tipo bobo de roca. Feldespatos Orthoclasa contienen potasio (KalSi3OK). y por lo general van del blanco al rosa. Feldespatos plagioclasa contienen sodio (NIHAISi3O "), calcio (CaAl2Si20"), o ambos, y van desde mientras que a gris a negro. Feldespatos tienen una dureza moderada.

Cuarzo-también muy común, el cuarzo es otro ingrediente importante en muchos tipos. de roca. Es un silicato (SiO2), la tierra tiene generalmente un translúcido para lechosa de color blanco, como se muestra en la Figura 2.1. El cuarzo es más duro que la mayoría de los minerales, y por lo tanto es muy resistente a la intemperie. Cheri es un • tipo de cuarzo a veces se encuentra en algunas rocas sedimentarias. Puede causar problemas cuando se utiliza como • concreto "agregada.

Figura 2.1 Un gran cristal de cuarzo. Los cristales de cuarzo en rocas arco normalmente mucho menor

Ingeniería Geológica Cap. 2

Minerales-A ferromagnesian clase de minerales, todos los cuales contienen tanto hierro y magnesio. Esta categoría comprende piroxeno, anfíbol, hornblenda, y olivino. Estos minerales tienen un color oscuro y una dureza moderada.

Óxidos de hierro-Otra clase de minerales, todos los cuales contienen hierro (Fe p). Incluye limonita y magnetita. Aunque es menos común, estos minerales dan un color oxidado distintivo a unas rocas y suelos, y pueden actuar como agentes de cementación.

Calcita-Un mineral hecha de carbonato de calcio (CaCO3): generalmente de color blanco, rosa o gris. Es soluble en agua, y por lo tanto puede ser transportado por el agua subterránea en las grietas de la roca donde se precipita de la solución. También puede precipitar en el suelo, convirtiéndose en un agente de cementación. La calcita es mucho más suave que el cuarzo o feldespato y efervescencia 'vigorosamente cuando se trata con ácido clorhídrico diluido.

Agregó-Dolomita Similar a la calcita, con magnesio. Menos reacción vigorosa de ácido clorhídrico diluido.

Mica-translúcido hojas delgadas o escamas. Moscovita tiene escamas plateadas, mientras biotita es de color gris oscuro o negro. Estas hojas tienen un muy bajo coeficiente de fricción, que puede producir fallos de cizallamiento en ciertas rocas, tales como esquisto.

Yeso-Un mineral muy suave menudo ocurre como un precipitado en las rocas sedimentarias. Es incoloro a blanco y tiene un valor económico cuando se encuentran en depósitos gruesos. Por ejemplo, se utiliza para hacer paneles de yeso. El yeso es soluble en agua, y por lo tanto puede disolver bajo la acción de las aguas subterráneas, lo que puede conducir a otros problemas. Cuando la roca se rompe en el suelo, como se explica más adelante en este capítulo, muchos de estos minerales se mantienen en su forma original. Por ejemplo, muchos granos de arena están hechos de cuarzo, y por lo tanto reflejan sus propiedades de ingeniería. Otros minerales sufren cambios químicos y físicos y adquieren nuevas propiedades. Por ejemplo, feldespato menudo experimenta tales cambios, y forma los minerales de arcilla (discutidos más adelante en este capítulo) .. suelo también cap adquirir otros materiales, incluyendo la materia orgánica, los materiales hechos por el hombre, y el agua.

23 EL CICLO GEOLÓGICO

Los procesos geológicos que actúan sobre la corteza terrestre son extremadamente lento para los estándares humanos, 'Incluso durante toda la vida, se puede esperar para observar directamente sólo un minucioso pequeña cantidad de avances en estos procesos. Por lo tanto, los geólogos deben confiar principalmente en la observación de la tierra, como existe en la actualidad (es decir, en los resultados de estos procesos) para desarrollar sus teorías.

Teorías geológicas se organizan en torno a un marco conocido como el ciclo geológico. Este ciclo, que se muestra en la Figura 2.2, incluye muchos procesos que actúan simultáneamente. El más importante de ellos comienzan con el magma fundido desde dentro de la tierra formando en la roca, y luego continuar con las rocas se descomponen en el suelo, y que el suelo se convierte de nuevo en la roca.

Figura 2.2 procesos primarios en el ciclo geológico.

Las rocas se clasifican de acuerdo a su lugar en el ciclo geológico. Las tres categorías principales son igneolis, sedimentarias y metamórficas, como veremos a continuación.

Rocas ígneas

El ciclo geológico comienza con el magma, roca fundida en el interior de la tierra. Este magma se enfría a medida que se mueve hacia arriba, hacia la superficie del suelo, formando rocas ígneas. Hay dos tipos principales de rocas ígneas: Intrusivos (también llamadas rocas plutónicas) forma por debajo de la superficie del suelo, donde se enfrían lentamente, mientras extrusivas (también llamadas rocas v6lcanic) llegan a la superficie de la tierra en un estado fundido, tales como a través de un volcán y, a continuación enfriar muy rápidamente. Intrusivos incluyen tanto grandes masas de roca (llamados plutones) y cuerpos laminares más pequeñas (conocidas como alféizares y diques) que llenan las grietas dentro de otras rocas. Extrusivas generalmente tienen superficies más fino grano, más suaves. Parte del material extrusivas, como ceniza volcánica, no pasa por el escenario de rock y las formas directamente en el sedimento. Rocas ígneas Comrnon incluyen:

-Granito Un intruso, granite.is una de las rocas ignemis más comunes y familiares. Se encuentra en amplias zonas, como el Escudo Canadiense. y la Sierra Nevada (ver

Ingeniería Geológica Cap. 2

Figura 2.3), y en las cúpulas aisladas, como Montaña de Piedra de Georgia. El granito contiene feldespato y cuarzo principalmente ortoclasa, con un poco de biotita y anfíbol.

Figura 2.3 Media bóveda en Yosemite nocional Park. La cara casi vertical fue tallada por los glaciares. Thls roca, a menudo olaaalnad como el granito, se llama más precisión grandloelte-a medio camino entre el material de granito y diorita.

Basalto-A, roca densa oscuridad; el extrusive más abundante. Muy difícil para la construcción del túnel debido a su dureza, sin embargo, el rápido enfriamiento asociado con todo extrusive crea articulaciones en basalto, y pendientes de basalto menudo fallan a lo largo de estas articulaciones.

Diorite - Al igual que en el granito, con plagioclasa feldespato lugar de ortoclasa y poco o nada de cuarzo.

Andesita-A extrusive muy duro.

Riolita-El equivalente extrusive de granito.

Gabbro-El equivalente intrusivo del basalto. De color más oscuro que el granito o la diorita. Rocas ígneas no curadas generalmente tienen excelentes propiedades de ingeniería y son

buenos materiales para construir. Rocas intrusivas son especialmente buenos. Sin embargo, el proceso de enfriamiento, junto con diversas fuerzas tectónicos dentro de la tierra, producen fracturas en estas rocas, especialmente en extrusive. La roca intacta entre estas grietas puede ser muy LANA pero las fracturas formar planos de debilidad. La roca puede deslizarse a lo largo de estos planos débiles, potencialmente. Causar la inestabilidad en la masa rocosa. Las propiedades de ingeniería de rocas ígneas resistidos son menos deseables debido a que la roca está cambiando en un suelo Iñure como material.

Procesos de meteorización

Rocas igualada en la atmósfera son inmediatamente sometidos a físicos, químicos, y la descomposición biológica a través de la intemperie. Hay muchos procesos de meteorización, incluyendo:

• La acción erosiva del agua, el hielo y el viento

• Las reacciones químicas "inducidos por la exposición al oxígeno, agua y productos químicos

• Apertura de grietas somos resultado de la descarga debido a la erosión del suelo y la roca suprayacente

• Aflojamiento través del crecimiento de raíces de las plantas

• Aflojar a través de la percolación y la posterior congelación (y expansión) de agua

• Crecimiento de los minerales en las grietas, lo que los obliga a abrir aún más

• La expansión térmica y la contracción de día en día y de una estación a otra

• Deslizamientos y desprendimientos de rocas

• abrasión del movimiento de descenso de la cercana roca y suelo

La roca pasa a través de diversas etapas de la intemperie, con el tiempo se descomponga en pequeñas partículas, el material que llamamos tierra. Estas partículas de tierra pueden permanecer en su lugar, formando un suelo residual, o pueden ser transportados lejos de su roca madre a través de procesos discutidos más adelante en este capítulo, formando así un suelo transportado. La figura 2.4 muestra una acumulación de fragmentos de roca caídos llamados astrágalo en la base de una pendiente de roca, que es el comienzo de un proceso I de transporte en el suelo.

Procesos de meteorización continúan incluso después de la roca se convierte en un suelo. Como los suelos envejecen, cambian debido a la continua erosión. La tasa de cambio depende de muchos factores, incluyendo ':

• El clima general, especialmente la precipitación y la temperatura (tenga en cuenta que los climas en el pasado eran a menudo muy diferentes de los de hoy)

• La composición física y química del suelo

• La elevación y la pendiente de la superficie del terreno

• La profundidad de la capa freática

• El tipo y la extensión de la flora y la fauna

• La presencia de microorganismos

• Las características de drenaje del suelo

Rocas sedimentarias

Depósitos de suelo pueden transformarse de nuevo en la roca a través del proceso de endurecimiento llamado induración o litificación, formando así la segunda categoría principal de rocas: roca sedimentaria. Hay dos tipos: clástica y carbonato.

Las rocas clásticas

Rocas clásticas se forman cuando los depósitos de suelos profundos se endurecen como resultado de la presión de los estratos suprayacentes y cementación través de la precipitación de minerales solubles en agua tales como carbonato de calcio u óxido de hierro. Debido a su modo de deposición, muchas rocas elásticas son capas o estratificada, lo que los hace muy diferente de formaciones masivas. Las interfaces entre estas capas se llaman planos de estratificación. Tabla 2.1 enumera rocas elásticas comunes. Shale y arenisca son los más comunes. A menudo, varios tipos de rocas elásticas son intercaladas. Por ejemplo, una secuencia puede contener una capa gruesa de 1 m de la piedra arenisca, a continuación, 5 m de limolita, 0,5 m de claystone, y así sucesivamente. La mayor conglomerado, breccia, arenisca y rocas arcosa generalmente tienen propiedades técnicas favorables. Aquellos cementado con sílice u óxido de hierro son especialmente duraderos, pero puede ser difícil de excavar. Sin embargo, algunos son sólo débilmente indurada, a menudo solamente cementado con arcilla u otros minerales solubles en agua. Estos pueden comportan muy parecido a un suelo, y ser mucho más fácil de excavar.

Rocas elásticas de grano fino y muy finos son más comunes, y mucho más problemático. A veces el término lutolita se utiliza para describir colectivamente estas rocas, pero se describe más precisamente como siltstone (cuando la roca se deriva de limo), claystone (cuando deriva de arcilla y ligeramente a ligeramente indurada) o de esquisto (cuando derivado de arcilla y así endurecida). Casi todos ellos tienen distintos planos de estratificación, como se muestra en la Figura 2.5, y están sujetas a inclinación a lo largo de estos planos. Todas, excepto la pizarra son generalmente fáciles de excavar con equipo de movimiento de tierra convencional.

Algunas rocas elásticas de grano fino y muy finas también están sujetos a apagado, que es un deterioro después de la excavación y la exposición a la atmósfera y los ciclos de humedecimiento y secado. Rocas que exhiben fuerte de apagado se degenerar rápidamente al suelo, por lo que puede crear problemas para las obras de ingeniería construidas sobre ellos.

Sec. 2.3 El Ciclo Geológico

TABLA 2.1 clásticas COMÚN rocas sedimentarias (Adaptado de Hamblin y Howard, 1975)

La textura y el tamaño de partículas promedio

Composición Nombre de la roca

Grano grueso de grava de tamaño (> 2 mm)

fragmentos redondeados de cualquier tipo de roca; cuarzo, cuarcita, sílex dominantes fragmentos angulares de cualquier tipo de roca; cuarzo, cuarcita, sílex Conglomerado dominante

Brecha

Medio grano de tamaño de arena (0,06-2 mm)

Cuarzo con minerales accesorios menores de cuarzo con al menos el 25% de cuarzo feldespato, fragmentos de roca; y una considerable Arenisca arcilla

Arkose

Graywacke

sandstone

Tamaño limo de grano fino (0,002-0,06 mm)

de cuarzo y arcilla minerales Limolita

Muy fina arcilla de tamaño de grano (<0.002 mm)

de cuarzo y arcilla minerales Arcilla y Shale

Figura 2.5 planos de estratificación inclinadas en una roca sedimentaria. Shear fracasos pueden ocurrir fácilmente lo largo de tales aviones empinadas, especialmente cuando las excavaciones desestabilizan el terreno adyacente. Por ejemplo, la roca en el primer plano ya se ha movido a lo largo de uno de los planos de estratificación, y se ha convertido torcido hacia fuera, de la alineación.

Los carbonatos

Un tipo diferente de las formas de rocas sedimentarias cuando los materiales orgánicos se acumulan y se vuelven endurecidos, a causa de su origen orgánico, que son llamados carbonatos. Rocas carbonatadas comunes incluyen:

-La Caliza tipo más común de roca carbonatada, piedra caliza está compuesta principalmente de calcita (CaCO3), La mayoría de las calizas formadas a partir de la acumulación de organismos marinos en el fondo del océano, y por lo general se extienden en grandes áreas. Algunos de estos depósitos fueron posteriormente levantada por fuerzas tectónicas en la tierra y ahora existen por debajo de las zonas terrestres. Por ejemplo, gran parte de la Florida está sustentada por la piedra caliza.

Tiza-Al igual que la piedra caliza, pero mucho más suave y porosa.

-Dolomita similares a la piedra caliza, excepto sobre la base de la dolomita mineral en lugar .de calcita.

Algunas rocas carbonatadas también tienen ropa de cama, pero por lo general es menos clara que en rocas elásticas. Las rocas carbonatadas, especialmente de piedra caliza, que se disolvió por la larga exposición al agua, especialmente si contiene una solución suave de ácido carbónico. El agua subterránea a menudo gana pequeñas cantidades de este ácido mediante la exposición a dióxido de carbono en el suelo. Este proceso a menudo produce la topografía kárstica, que expone roca muy desigual en la superficie del suelo y muchas cuevas subterráneas y pasadizos. En tal topografía, arroyos veces "misteriosamente" desapareció en el suelo, sólo para reaparecer en otro lugar. A veces, la roca está cubierta con tierra, por lo que las expresiones superficiales de la topografía kárstica puede estar oculto. Sin embargo, las cavernas subterráneas siguen siendo, ya veces el grotind anterior cuevas en ellos. Esto crea un sumidero, tal como la de la Figura 2.6. Este proceso espeleología puede ser provocada por el descenso del nivel freático, que a menudo se produce cuando los pozos se instalan con fines de abastecimiento de agua.

Figura 2.6 Esta gran socavón en Winter Park, Florida repente apareció en li de mayo de 1981. Dentro de 24 horas, fue de 75 m (250 pies) de diámetro (Geophoto Publishing Company).

En las zonas yacen sobre roca carbonatada, especialmente de piedra caliza, los ingenieros geotécnicos se re fi ere sobre la formación de dolinas debajo stnictures grandes e importantes. Utilizamos silbido exploratoria het, métodos geofísicos, y otras técnicas (véase el Capítulo 3) para localizar cavernas subterráneas ocultas, entonces o bien evitar el edificio por encima de estas características, o llenarlos con lechada.

Las rocas metamórficas

Tanto las rocas ígneas y sedimentarias pueden ser sometidos a un intenso calor y la presión, mientras que profundidades de la corteza de inmersión de la tierra, estas condiciones producen cambios más dramáticos en los minerales dentro de la roca, formando así el tercer tipo de roca - rock metarnorphic. Los inth'0115011 metamórficas general Mejorar el comportamiento de ingeniería de estas rocas, aumentando su fuerza césped 111111111M. Sin embargo, algunas rocas metamórficas todavía puede ser problemático. Algunas rocas metamórficas están foliados, lo que significa que han orientado granos similares a los planos de estratificación en las rocas sedimentarias. Estos son foliaciones, inIportant porque la resistencia al corte es menor para

tensiones que actúan en paralelo a las foliaciones. Otras rocas metamórficas son finales non1011oted no tienen tales orientaciones. Rocas metamórficas comunes incluyen:

Rocas foliadas;

Pizarra - Derivado principalmente de esquisto; densa; se puede dividir fácilmente en pantalones cortos delgados paralelos a la foliación (tales hojas se utilizan para hacer pizarras).

Schist- Una roca fuertemente foliada con un gran contenido de mica; este tipo de rolletion Se llama esquistosidad; propenso a lo largo de planos de deslizamiento de foliación.

Gneis pronunciado "agradable"; derivado de granito y rocas similares; contiene foliaciones manos.

Rocas Nonfoliated:

Cuarcita - Compuesta principalmente o enteramente de cuarzo; derivado de piedra arenisca; muy fuerte y duro.

Mármol - Derivado de la piedra caliza o dolomita; utilizado con fines decorativos y para las estatuas.

Rocas nonfoliated no curadas generalmente proporcionan un excelente soporte de obras de ingeniería, finales son similares a las rocas ígneas intrusivas en su calidad. Sin embargo, algunas rocas foliadas son propensas al deslizamiento a lo largo de los planos de foliación. Esquisto. es el más notable en este sentido porque o Su fuerte foliación y la presencia de Mica .. El fracaso 1928 de San Francisco Presa En California (Rogers, 1995) ha sido parcialmente atribuido a la esquila de esquisto, y el fracaso de la presa Malpasset 1959 en Francia (Goodman, 1993) para la esquila en un gneis esquistosa. Las rocas metamórficas también están sujetos a la intemperie, formando así roca erosionada, suelos residuales y suelos transportados y comenzar el ciclo geológico de nuevo,

2.4 GEOLOGÍA ESTRUCTURAL

Todo geología estructural es el estudio de la configuración y la orientación de las formaciones rocosas. Esta es una parte importante de la geología de ingeniería, ya que nos da pistas importantes sobre cómo se comportará un macizo rocoso. Por lo tanto, los geólogos de ingeniería desarrollan rutinariamente mapas geológicos detallados que describen estas estructuras.

Planos de estratificación y esquistosidad

Todas las rocas sedimentarias formadas capas in.horizontal o casi horizontales, y estas capas reflejan a menudo alternando ciclos de deposición. Este proceso produce planos de estratificación paralelas como se muestra en la Figura 2.5. La resistencia al corte a lo largo de estos planos es típicamente mucho menos que a través de ellos, una condición que llamamos fuerza anisotrópica. Cuando estas rocas fueron levantadas por las fuerzas tectónicas de la tierra, los planos de estratificación generalmente se rotaron a un ángulo diferente, como se muestra en la Figura 2.7. Debido a que la roca podría esquilar mucho más fácilmente a lo largo de estos planos, su

orientación es importante. Muchos deslizamientos de tierra se han producido en las laderas con orientaciones de cama desfavorables. Por lo tanto, los geólogos e ingenieros geotécnicos de ingeniería son muy cuidadosos para comparar las actitudes de los planos de estratificación con la orientación de las pendientes propuestos.

Algunas rocas metamórficas tienen planos similares de debilidad: Se llaman esquistosidad y se asignan de una manera similar.

Pliegues

Fuerzas tectónicas también distorsionan macizos rocosos. Cuando las fuerzas de compresión horizontales están presentes, la roca distorsiona en un patrón ondulado llama pliegues, como se muestra en la Figura 2.8. A veces, estos pliegues son graduales; otras veces son muy bruscos. Cuando pliegues están orientados cóncava hacia abajo que son llamados anticlinales; cuando cóncava hacia arriba que son llamados sinclinales.

Figura 2.8 Folds en una roca sedimentaria (Geophoto Publishing Company).

Fracturas

Las fracturas son grietas en una masa de roca. Su orientación es muy importante porque la cizalla. la fuerza a lo largo de estas fracturas es menor que la de la masa de roca intacta, por lo que forman superficies potenciales de fallo. Hay tres tipos de fracturas: articulaciones, zonas de cizalla y fallas. Las articulaciones son las fracturas que no han experimentado ningún movimiento de corte. Ellos pueden ser el resultado de enfriamiento (en el caso de rocas ígneas), los esfuerzos tectónicos de tracción, o tensiones de tracción de movimiento lateral de roca adyacente. Las juntas generalmente ocurren a distancias bastante regulares, y un grupo de tales uniones se llama un conjunto. Zonas de cizalla son fracturas que han experimentado un pequeño desplazamiento de cizalladura, tal vez unos pocos centímetros. Son causadas por diversas tensiones en el suelo, y no aparecen en conjuntos como juntas hacen. Zonas de cizalla a menudo son conductos para las aguas subterráneas. Las fallas son similares a trasquilar zonas, excepto que han experimentado mucho mayores desplazamientos cortantes. Aunque no existe un estándar para distinguir los dos, muchos geólogos se empiezan a utilizar el término "falla" cuando el desplazamiento de cizalladura excede de aproximadamente 1 m. Tales movimientos se asocian normalmente con los terremotos, como se discute en el capítulo 20.

Los fallos se clasifican según su geometría y dirección del movimiento, como se muestra en la Figura 2.9. Fallas Dip antideslizantes son aquellos cuyo movimiento es sobre todo, a lo largo del chapuzón. Se trata de una falla normal si el bloque saliente se mueve hacia abajo, o una falla inversa si se está moviendo hacia arriba. Una falla inversa con un ángulo de inclinación muy pequeño se llama una falla de empuje. Por el contrario, las fallas de desgarre son aquellos cuyo movimiento es principalmente a lo largo de la huelga. Pueden ser derecha o izquierda-lateral-lateral en función del movimiento relativo de las dos partes. Algunas fallas experimentan ambos

movimientos dip-deslizantes y de desgarre. La traza de la falla es la intersección de la falta y la superficie del terreno.

Empuje Figura 2.9 Tipos de fallas.

El término: discontinuidad menudo se utiliza en este contexto para incluir planos de estratificación, esquistosidad, las articulaciones, zonas de cizalla, fallos y todos los otros defectos similares en roca. Debido a la orientación de estas características es una de las vspects de ingeniería más importantes de la masa rocosa, métodos analíticos extensos se han desarrollado para evaluar sistemáticamente los datos recogidos de discontinuidad en el campo (Sacerdote, 1993).

Dip final Huelga

En el desarrollo de mapas geológicos, nos interesa tanto la presencia de determinadas estructuras geológicas y su orientación en el espacio. Por ejemplo, una masa de roca puede ser inestable si tiene articulaciones orientados en una dirección determinada, pero mucho más estable si están orientadas en una dirección diferente. Por razones similares, también estamos interesados en la orientación de las fallas, planos de estratificación, y otras estructuras geológicas, Muchas de estas estructuras son más o menos plana, al menos para distancias cortas, por lo que puede describirse mediante la definición de la orientación de este plano en el espacio : Expresamos esta orientación usando la huelga y la inmersión, como se muestra en la Figura 2.10.

Figura 2.10 Uso de la huelga y de inmersión para definir la orientación de una estructura geológica (adaptado de Ingeniería Geológica por Richard E. Goodman, autor 01993. Reproducido con permiso de John Wiley and Sons).

Los. la huelga es la dirección de la brújula de la intersección del plano y la horizontal, y se expresa como una audiencia del norte verdadero. Por ejemplo, if.a culpa tiene una huelga de N3OW, entonces la intersección del plano de falla con un plano horizontal traza una línea orientada a 30 ° al oeste del norte verdadero. La inmersión es el ángulo entre la superficie geológica y la horizontal, y se mide en un plano vertical orientado perpendicular a la huelga. El dip también necesita una dirección, por ejemplo, un fallo en un N3OW strikemight tiene un chapuzón de 20 ° noreste. Cuando se expresa en conjunto, estos datos se llama una actitud, y puede ser escrito en forma condensada como N3OW; 20NF. Aunque la dirección de la huelga es "exacta", la dirección de inmersión es sólo aproximada. En este caso, sólo hay dos posibilidades para la dirección de inmersión, NE o SW, por lo que el imponer de esta dirección es simplemente para distinguir entre estas dos posibilidades. El "exacta" dirección inmersión es de 90 "de la huelga. Altitudes arco suele medir en el campo utilizando a'Brunton brújula, como se muestra en la figura 2,11. Este dispositivo incluye una brújula y un nivel, y por lo tanto puede medir ambas huelgas y salsas. Las actitudes medidos se registran gráficamente en mapas geológicos utilizando el símbolo que se muestra en la Figura 2.12. Este símbolo puede ser modificado para indicar el tipo de estructura que se está identificada.

Figura 2.11 Una brújula Brunton se utiliza para medir las actitudes del lecho rocoso y otras 111 características geológicas en el campo. ,

Figura 2.12 mapa mostrando actitudes geológicas del lecho rocoso. En este caso, las actitudes representan los planos de estratificación en una roca sedimentaria.

A veces necesitamos saber el dip como aparecería en un plano vertical que no sea la perpendicular a la huelga. Figura 2.13 muestra un plano tales. Por ejemplo, podemos haber dibujado una sección transversal que está orientado perpendicular a la pendiente, pero en algún ángulo distinto de 90 ° respecto a la huelga, y la necesidad de conocer el ángulo de inclinación tal como aparece en esa sección transversal. Esta salsa se llama el chapuzón aparente y puede ser calculada usando:

Tan (delta) a = tan (delta) sen (alfa)

(2,1)

Dónde:

Deltasuba = chapuzón aparente

a = dip

alfa = ángulo horizontal entre la huelga y el plano vertical en la cual su intensidad aparente es que se computará

Figura 2.13 El chapuzón aparente es la inclinación de una estructura geológica como se ve en cualquier plano vertical. Es siempre menor o igual a la verdadera inmersión, que se determina en el plano vertical perpendicular a la huelga (adaptado de Ingeniería Geológica por Richard E. Goodman, autor 01993. Reproducido con permiso de John Wiley and Sons).

Ejemplo 2.1

Calcule la aparente inclinación de los planos de estratificación como aparecerían en la porción central de la sección BB 'en la figura 2.12.

Análisis de la solución Base en los 17 ° actitud medidos. El ángulo entre la huelga y la Sección BB 'es 65 °. Por lo tanto, utilizando la ecuación 2.1:

Así, el plano de estratificación parecerá ser más plana de lo que realmente es.

PREGUNTAS Y PROBLEMAS DE PRÁCTICA

2.1 Los geólogos e ingenieros no siempre usan las mismas definiciones de "rock" y "suelo". Por lo tanto, hay algunos materiales que son "roca" en el sentido geológico, pero no en el sentido de la ingeniería. Por ejemplo, algunas lutitas pueden ser clasificados como rock por un geólogo, sin embargo, más débil que algunos "suelos". Dé un ejemplo de una situación en la que esta

diferencia podría causar problemas en el diseño o la construcción de un proyecto de ingeniería civil.

2.2 ¿Qué probablemente proporcionar un mejor apoyo para un largo, de construcción pesada, diorita o pizarra? Por Qué?

2.3 Los fósiles son huellas en la roca de plantas y animales antiguos. ¿Qué tipo de roca puede contener fósiles? ¿Qué tipo nunca contener fósiles? Explique.

2.4 ¿Qué tipo de roca es más propenso a contener sumideros? Por Qué?

2.5 Definir "planos de estratificación" y explicar por qué es importante para evaluar su orientación como parte de la pendiente analiza la estabilidad.

2.6 Los planos de estratificación en cierta roca sedimentaria tienen una huelga de N43E y un chapuzón de 38SE, como lo demuestra la actitud en la figura 2.14. A 15 m de altura de este a oeste de pendiente cortar inclinadas 34 ° respecto a la horizontal es que se hará en esta roca. Explique.

A Figura vista 'Plan de 2,14 de la pendiente propuesto para Problema 2,6).

2.7 Dibujar sección transversal AA 'en la figura 2.12 y calcular la aparente por inmersión de los planos de estratificación como aparecerían en esta sección transversal. Hay dos actitudes cercanas, por lo que calculan la aparente caída para cada uno. A continuación, dibuje en los planos de estratificación en la sección transversal. ¿Estos planos de estratificación plantean un problema potencial de estabilidad? ¿Por qué o por qué no?

2.8 Dibujar sección transversal CC 'en la figura 2.12 y calcular la aparente (labio de los planos de estratificación como aparecerían en esta sección transversal. Hay dos actitudes cercanos, así calcular la

aparente chapuzón para cada uno. A continuación, dibuje en los planos de estratificación en la sección transversal. ¿Estos aviones i plantean un problema potencial de estabilidad? ¿Por qué o por qué no?

2.5 SUELO FORMA 1 ION, TRANSPORTE Y DEPÓSITO

Los ingenieros geotécnicos funcionan tanto con el rock y el suelo, y la necesidad de estar familiarizado con ambos. Sin embargo, nos enfocamos más de nuestras energías en el comportamiento de ingeniería del suelo debido a que:

• Otros proyectos de ingeniería civil se construyen en suelo

• El suelo, siendo generalmente más débil y más compresible que el rock, es más a menudo una fuente de problemas

Por lo tanto, estamos especialmente interesados en aquellas partes del ciclo geológico que producen y suelos de transporte. Una clara comprensión de estos procesos ayuda a los datos

ingenieros geotécnicos obtenidas de perforaciones exploratorias, y por lo tanto apoya el criterio de ingeniería muy importante función. Esta discusión se centra en los componentes inorgánicos dentro de un suelo. Los suelos orgánicos y sus orígenes se discuten en el Capítulo 4.

Los suelos residuales

WI todo el proceso de meteorización de la roca es más rápido que los procesos de transporte inducidos por el agua, el viento y la gravedad, la mayor parte del suelo resultante permanece en su lugar. Se conoce como un suelo residual, y por lo general conserva muchas de las características de la roca madre. La transición con la profundidad del suelo a roca erosionada de la roca intacta es típicamente gradual sin límites distintos.

En las regiones tropicales, capas de suelo residuales pueden ser muy gruesa, a veces se extienden por cientos de metros antes de llegar a la roca madre protegidas de la intemperie. Regiones áridas frías y más normalmente tienen capas mucho más delgadas, ya menudo sin suelo residual en todo.

El tipo de suelo depende del carácter de roca lazo padre. Por ejemplo, el granito descompuesto (o simplemente "DG") es un suelo residual de arena obtenida de rocas graníticas. DG se utiliza comúnmente en la construcción como un material de relleno de alta calidad. Esquistos, que son rocas sedimentarias Y que consisten principalmente de minerales de arcilla, tiempo para formar suelos residuales arcillosos,

Saprolita es un término general para suelos residuales que no están ampliamente resistido y aún conservan gran parte de la estructura de la roca madre. Algunos han utilizado el término "roca podrida" para describir saprolita, Ellos suelen incluir pequeñas concreciones duras (fragmentos, menos resistidas) rodeadas por un material más degradado. Existen depósitos extensos saprolita 'en la zona de Piamonte del este de los Estados Unidos (la zona entre los • Montes Apalaches y la llanura costera) (Smith, 1987). Laterita es un suelo residual que se encuentra en las regiones tropicales. Este tipo de suelo se cementa con óxidos de hierro, lo que da una alta resistencia en seco. Las propiedades de ingeniería de suelos residuales van de mal en bien, y por lo general mejoran con la profundidad.

Los suelos glaciales

Gran parte de la superficie terrestre de la Tierra una vez que estaba cubierto de enormes masas de hielo llamados glaciares. En América del Norte, los glaciares vez extendieron por el sur hasta el río Ohio, como se muestra en la figura 2,15. En Europa, los glaciares vez existieron hasta el sur de Alemania. Muchas de estas áreas están ahora densamente poblada, por lo que los restos geológicos de glaciación tienen un significado mucho más práctico.

Figura 2.15 punto meridional de la glaciación en América del Norte durante las diferentes edades de hielo. Las áreas blancas vez estaban cubiertas de glaciares, y las líneas gruesas en estas áreas indican la ubicación de las principales morrenas (adaptado de Geología Física por Flint y Skinner, Copyright © 1974. Reproducido con permiso de John Wiley and Sons).

Glaciares tuvieron un efecto dramático en el paisaje y crean una categoría de suelos llamados suelos glaciales. Hielo glacial no era estacionaria; se movía por el suelo, "a menudo" rectificado por algunas zonas y rellenar otros. En algunos lugares, los glaciares escariado cabo valles, dejando lagos largos, como los Finger Lakes del norte del estado; Nueva York. Los Grandes Lagos también se han atribuido a la acción de los glaciares. Figura 2.16 muestra cómo lejos las tiras de hielo en movimiento resistido roca, dejando una superficie dura, protegidas de la intemperie a su paso.

Los glaciares muelen abajo de la roca y el suelo, y el transporte de estos Materiais a grandes distancias, incluso cientos de kilómetros, por lo que los depósitos resultantes a menudo contienen una mezcla de materiales de muchas fuentes diferentes. Estos depósitos también pueden tener una amplia gama de dureza y tamaño de las partículas, y se encuentran entre los más complejos y heterogéneos de todos los suelos. El término deriva abarca todos los suelos de origen glaciar, que luego se pueden dividir en tres categorías: hasta, glaciofluvial y glaciolacustres.

Hasta es suelo depositado directamente por el glaciar. Normalmente contiene una amplia variedad de tamaños de partícula, que van desde la arcilla a la grava. Suelo., Que fue arrasado por el glaciar, luego depositado en crestas o montículos se llama ablación hasta que, como se muestra en la Figura 2.17. Estas crestas y montículos son llamados morrenas y están sueltos y fácil de excavar. En contraste, el suelo atrapado debajo del glaciar, llamado presentación hasta que, ha sido fuertemente consolidado bajo el peso del hielo. Debido a estas presiones de consolidación pesados y la amplia gama de tamaños de partículas, colectores de hasta tiene una muy alta unit'weight y, a menudo es casi tan fuerte como el hormigón. Presentación hasta a veces se llama capa dura. Proporciona un excelente soporte para bases estructurales, pero es muy difícil de excavar.

Figura 2.16 Efectos de la glaciación en roca metamórfica en Manitoba. El estrías, la especulación, y el pulido de la superficie de la roca se deben a que el hielo en movimiento (Servicio Geológico de Canadá).

Evaluaciones de sitios geotécnicos deben distinguir cuidadosamente entre la ablación hasta y alojamiento hasta. Ambos ingenieros y contratistas deben ser conscientes de la diferencia y planificar en consecuencia. Por ejemplo, la construcción del Canal de San Lorenzo a lo largo de la frontera entre Estados Unidos y Canadá durante la década de 1950 se encontró con extensos depósitos de presentación hasta que causó problemas y retrasos significativos. Este problema es especialmente agudo en la sección de Cornwall Canal de la vía marítima, causando un contratista a ir a la quiebra, otro a los valores predeterminados, y un tercero para presentar una demanda $ 5.5 millones en un contrato de $ 6,5 millones (Legget y Hatheway, 1988).

Figura 2.17 El glaciar en el fondo, que es parte del Glaciar Athabasca en Alberta, está retrocediendo y ha dejado estas morrenas en su estela. Los montículos horizontales de suelo en primer plano son las morrenas terminales, y las crestas en la base de la montaña a lo largo de los lados del glaciar son morrenas laterales. Observe la amplia gama de tamaños de partículas en estas morrenas.

Cuando los glaciares se derritieron, que generan grandes cantidades de escorrentía. Esta agua erosionado gran parte de la caja y lo depositó aguas abajo, formando suelos glaciofluviales (o outwash). Debido a la acción de clasificación del agua, estos depósitos son generalmente más uniforme que hasta, y muchos de ellos son excelentes fuentes de arena y grava para su uso como hacer hormigón. Las porciones de grano fino de la caja menudo permanecían suspendidas en el agua de escorrentía hasta llegar a un lago o en el mar, donde finalmente se estableció en la parte inferior. Estos son llamados suelos glaciolacustres y suelos glaciomarine, A veces limos y arcillas se depositaron en capas alternas de acuerdo a las estaciones del año, formando así un suelo mano llama arcilla varved. Las capas individuales en arcillas varved son típicamente sólo unos pocos milímetros de grosor, y con frecuencia están separados por estratos orgánicos. Estos suelos son suaves y compresible, y por lo tanto son especialmente propensos a problemas con insuficiencia de cizallamiento y liquidación excesiva. 'Suelos glaciolacustres que se formaron en el agua de mar son especialmente problemático debido a que tienen una alta sensibilidad (pierden resistencia a la cizalladura cuando perturbado, como se discute en Thapter 13), y por lo tanto son propensos a deslizamientos desastrosos. Estos depósitos se encuentran en los valles de los ríos Ottawa y San LaWrenee en el este de Canadá (conocido como Champlain, Laurentian o Leda arcillas) y en el sur de Escandinavia. La figura 2.18 muestra una Flowslide en Leda arcilla adyacente. a la Nación South River cerca de Ottawa, Ontario. El resultado fue la pérdida de 50 hectáreas de tierras de cultivo "(Sembradores, 1992). Los suelos en el área de Chicago son buenos ejemplos de depósitos glaciales, y son típicas de condiciones en la región de los Grandes Lagos (Chung y Finno, 1992), El lecho de roca en esta área consiste en una dolomita marina que fue anulado por avances y retrocesos de los sucesivos continental glaciares. A veces esta área estaba bajo antiguo lago de Chicago, que variaba en la elevación de 18 metros sobre a 30 por debajo del nivel actual del lago Michigan. Estos glaciares dejaron tanto presentación y hasta morrenas, arcillas gluciolacustrine (depositados en el antiguo lago), y depósitos glaciofluviales en los riverbottoms, como se muestra en la Figura 2.19.

Figura 2.18 El 1971 Sur Río Nación Flowslide cerca de Ottawa, Ontario. Este fallo se produjo en un suelo marino suave llamada Leda Clay (Servicio Geológico de Canadá).

Figura 2.19 Los suelos en el área de Chicago, Illinois (Chung y fino, 1992).

Suelos aluviales

Suelos aluviales (también conocidos como los suelos fluviales o aluviones) son las que se transportan a su posición actual por ríos y arroyos. Estos suelos son muy comunes, y un número muy grande de estructuras de ingeniería están construidos sobre ellos. Aluvión menudo contiene extensos acuíferos subterráneos, una que MS ° es importante en el desarrollo de 'pozos de suministro de agua y en la ingeniería geoambiental.

Cuando el río o arroyo está fluyendo rápidamente; los limos y arcillas permanecen en suspensión y están al curry aguas abajo; sólo arenas, gravas y cantos rodados se depositan; : Sin embargo, cuando el agua fluye más lentamente, más de los suelos más finos también se depositan. Los ríos

fluyen rápidamente durante períodos de fuertes lluvias o deshielo, y poco a poco durante los períodos de sequía, los suelos aluviales lo contienen a menudo alternando capas horizontales de diferentes tipos de suelo. El agua también disminuye de velocidad cuando la corriente alcanza el pie de un cañón, y tiende a depositarse gran parte de su carga de suciedad allí. Este proceso forma abanicos aluviales, como se muestra en la Figura 2.20, que son uno de los suelos aluviales más evidentes. Son especialmente comunes en zonas áridas.

Figura 2.20 Mapa topográfico de un abanico aluvial en Death Valley, California. Los suelos erosionados en las montañas se depositan al pie del cañón, formando así un depOiit aluvial en forma de abanico (USGS Valle de Oro mapa cuadrángulo).

Grandes rocas son a veces llevados por el agua, especialmente en terreno escarpado, y se depositan en la parte alta de los depósitos aluviales, como se muestra en la Figura 2.21. A veces estos cantos rodados son posteriormente cubiertos con suelos más finos y queden ocultas. Sin embargo, pueden causar problemas extensos cuando los ingenieros intentan perforar sondeos exploratorios o contratistas tratan de hacer excavaciones o fundaciones de pelo duro. Ríos en terreno relativamente plano se mueven mucho más lentamente y con frecuencia cambian su curso, creando depósitos aluviales complejos. Algunos de éstos son llamados depósitos de flujo trenzadas y depósitos del cinturón de meandro, como se muestra en la Figura 2.22. Además, las características de deposición en un lugar dado pueden cambiar con el tiempo, por lo que un tipo de suelo aluvial es a menudo sustentada por otros tipos.

Figura 2.21 suelos aluviales mayoría consisten en grava, arena, limo y arcilla. Sin embargo, cobbles- y piedras también pueden estar presentes, especialmente a lo largo de la base de las montañas. Por ejemplo, estas grandes rocas se llevaron aquí por el agua y por lo tanto son un suelo aluvial. Están situados cerca de la parte superior de un abanico aluvial que se extiende desde un cañón empinado.

Figura 2.22 Los meandros de este río están formando un amplio depósito de suelos aluviales (Geophoto Publishing Company).

En las zonas áridas, la evaporación se basa la mayor parte del agua del suelo, dejando ningún químicos disueltos atrás. Los depósitos resultantes de carbonato de calcio, sulfato de calcio, y otras sustancias a menudo actúan como agentes de cementación, convertir el suelo aluvial en un material muy duro llamado caliche. Estos depósitos son comunes en los estados del suroeste, y puede ser muy molesto para los contratistas que necesitan para excavar a través de ellos. La mayoría de los suelos aluviales moderadamente tienen buenas propiedades de ingeniería, y por lo general ofrecen justo un buen apoyo para los edificios y otras estructuras.

Lacustres y suelos marinos

Suelos lacustres son los depositados por debajo de los lagos. Estos depósitos pueden estar todavía bajo el agua, o pueden ahora ser expuesta debido a la disminución del nivel de agua del lago, tales

como los suelos glaciolacustres en Chicago (Figura 2.19). La mayoría de los suelos lacustres son principalmente limo y arcilla. Su idoneidad para rangos de apoyo fundación de pobre promedio. Suelos marinos también fueron depositados bajo el agua, a menos que se forman en el océano. Deltas son un tipo especial de depósito marino formado donde los ríos se encuentran grandes masas de agua, y poco a poco se acumulan en la superficie del agua. Los ejemplos incluyen el delta del río Mississippi y el delta del río Nilo. Este modo de deposición crea un terreno muy plano, por lo que el agua fluye muy lentamente. Los depósitos de suelo resultantes son principalmente limos y arcillas, y son muy suaves. Debido a su modo de deposición, la mayoría de los lacustres y los suelos marinos son muy uniforme y consistente. Por lo tanto, aunque sus propiedades de ingeniería suelen ser pobres, pueden ser más predecible que otros suelos más erráticos. Algunas arenas también se acumulan en forma de depósitos marinos, especialmente en las zonas donde los ríos desembocan en el mar en un gradiente más pronunciado. Esta arena se mueve y ordenados por las olas y las corrientes, y parte de ella se deposita de nuevo en tierra como las arenas de la playa. Estas arenas son típicamente muy 'mal graduada (es decir, tienen un estrecho rango de tamaños de partículas), tienen partículas bien redondeadas, y son muy suelta. Depósitos de playa normalmente se mueven en paralelo a la costa, y este movimiento puede ser interrumpida por la construcción de espigones y otras mejoras del puerto. Como resultado, la arena puede acumularse en un lado del muelle; y ser casi

inexistente en el otro lado. Los cambios en las elevaciones del nivel del mar pueden dejar depósitos de playa orientado a lo largo de la costa del anterior. • Los depósitos marinos profundos son más uniformes y con frecuencia contienen material orgánico de los organismos marinos. Los que tienen un contenido orgánico grandes son llamados mocos, uno de los más descriptivo de todos los nombres de los suelos. La construcción de plataformas de perforación de petróleo en alta mar requiere la exploración y evaluación de estos suelos. Algunos suelos lacustres y marinos han sido cubiertos con caja. Esto es especialmente común en las zonas urbanas adyacentes a las bahías, como Boston y San Francisco. La demanda de bienes raíces en estas áreas a menudo conduce a la recuperación de esas tierras, nos muestra en la Figura 2.23. Sin embargo, esta tierra recuperada es a menudo un lugar difícil de aprovechar, porque el lacustres subyacentes y depósitos marinos son débiles y compresible. A veces, estos suelos tienen nombres especiales, como Boston Azul Clay y Bahía de San Francisco Barro.

Figura 2.23 Cuando los Puilians primero se establecieron en Boston, Massachusetts, y el área fue como se muestra en la zona de negro en este mapa. Se conecta con el continente a través de un istmo estrecho. Desde entonces, la ciudad se ha extendido colocando nil En el agua adyacente, formando así la línea de costa, ya que ahora existe.

Suelos Eolias

Suelos Eolias (también conocidos como suelos eólicos) son los depositados por el viento. Este modo de transporte en general, produce suelos muy mal graduadas (es decir, una estrecha gama de tamaños de partículas), debido a la fuerte poder de clasificación de viento. Estos suelos también suelen ser muy suelto, y por lo tanto tienen sólo propiedades de ingeniería justas. Hay

tres modos principales de transporte del suelo inducida por el viento (ver Figura 2.24): • suspensión se produce cuando el viento levanta las partículas de limo individuales a grandes alturas, y los transporta a grandes distancias. Este proceso puede crear grandes tormentas de polvo, como los ocurridos en Oklahoma y estados circundantes durante el "tazón de polvo" la sequía de los años 1930.

• saltation (del Saltatio América - bailar) es el proceso intermedio en el que las partículas del suelo se convierten temporalmente en el aire, y luego caer de nuevo a la tierra. Al aterrizar; la partícula rebota o desaloja otra partícula, iniciando así otro vuelo. Este movimiento se produce en las arenas finas, y las distancias típicas de rebote son del orden de 4 m. Las partículas que se mueven por los saltos no ganan mucho altitud; generalmente no más de 1 m.

• En los cultivos se produce partículas demasiado grandes como para convertirse en el aire, como el medio a grueso mentes. Este modo consiste en la rodadura y deslizamiento a lo largo de la superficie del suelo.

No hay fronteras claras entre estos procesos, también se producen modos tan intermedios de transporte.

Figura Modos de transporte 2,24 Eliano.

Arenas eólicas pueden formar estratos horizontales, que a menudo son intercaladas con suelos aluviales, o pueden formar colinas irregulares llamadas dunas de arena. Estas dunas son algunos de los depósitos eólicos más llamativos, y se encuentran a lo largo de algunas de las playas y en algunas zonas del desierto. Las dunas de arena tienden a migrar a favor del viento, y por lo tanto puede ser una amenaza, como se muestra en la Figura 2.25. Las migraciones de 3 m / año no son inusuales, pero esta tasa puede ser ralentizado o detenido mediante el establecimiento de la vegetación apropiada en la duna.

Figura 2.25 Esta duna de arena cerca de la playa en Marina, California está migrando lentamente hacia la derecha y ha enterrado parcialmente la valla.

Limos Eolias menudo forman depósitos profundos llamados loess. Estos depósitos se encuentran a menudo a favor del viento de los desiertos y depósitos outwash glaciales. Depósitos de loess extensas están presentes en los estados del Medio Oeste. Debido a su modo de deposición, loess tiene típicamente una muy alta porosidad. Es bastante fuerte cuando está seco, pero se debilita cuando se humedece. Como resultado, puede ser estable cuando se corta a una pendiente empinada (donde la infiltración de agua es mínima), pero inestable cuando la pendiente es más plano y el agua es capaz de entrar en el suelo. La figura 2.26 muestra una pendiente de corte casi vertical en el loess.

Figura 2.26 La pendiente en el centro de esta fotografía es un corte hecho en un depósito de loess, cerca del río Mississippi en Tennessee. Note cómo es estable a pesar de ser casi vertical.

Casi todos los suelos eólicos son muy propensas a la erosión, y con frecuencia tienen profundos barrancos. Buenas medidas de control de erosión son especialmente importantes en estos suelos.

Los suelos coluviales

Un suelo coluvial es uno transportado ladera abajo por la gravedad, como se muestra en la Figura 2.27. Hay dos tipos de movimiento pendiente abajo, lentos y rápidos. Both.types ocurren sólo en o cerca de un terreno inclinado. El movimiento lento, que es típicamente del orden de milímetros por año, se llama a la fluencia. Se produce a causa de las tensiones inducidas por la gravedad de cizalla ladera abajo, la expansión y contracción de las arcillas, acción de las heladas, y otros procesos. Fluencia normalmente se extiende a profundidades de 0,3 a 3 m, con los mayores desplazamientos se producen en la superficie del suelo. A pesar del nombre, este proceso es totalmente diferente al proceso de "arrastre" en los suelos eólicos. Tales movimientos lentos podrían primero parecen ser intrascendente, pero con el tiempo pueden producir distorsiones significativas en las estructuras basadas en dichos suelos. Fundaciones que se extienden a través del arrastramiento suelos para suelo firme a continuación pueden ser sometidos a fuerzas de ladera descendentes significativos de estos suelos, y deben diseñarse en consecuencia. Además, las propiedades de ingeniería de los suelos se deterioran a medida que se mueve cuesta abajo, produciendo de este modo un material que es inferior a los suelos de los padres. Movimientos de ladera descendentes rápidos, tales como deslizamientos o flujos de lodo, son acontecimientos más dramáticos que discutiremos en el capítulo 14. Aunque estos rápidos movimientos pueden ocurrir en cualquier tipo de suelo, el producto se considera un suelo coluvial.

Aunque los suelos coluviales producen de forma natural, las actividades de construcción a veces acelerar su formación. Por ejemplo, hacer una excavación en el dedo del pie de una ladera puede cambiar una condición de fluencia lenta en un deslizamiento de tierra.

Figura 2.27 suelos coluviales: a) Poco a poco formados por fluencia; b) El rápido formado por deslizamientos o flujos de lodo.

PREGUNTAS Y PROBLEMAS DE PRÁCTICA

2.9 Explicar la diferencia entre la ablación hasta y alojamiento hasta. Que proporcionaría un mejor soporte para proyectos de ingeniería civil pesados? ¿Por qué?

2.10 ¿Qué probablemente proporcionar un mejor apoyo a una estructura propuesta, una arena de aluvión o un arena eólica? ¿Por qué?

2.11 Un nuevo concesionario de coches ha sido recientemente construido en una zona conocida por los fuertes vientos ocasionales. Por desgracia, un campo abierto de suelo arenoso bien existe inmediatamente a barlovento de la concesionaria. Poco después de la construcción, un 70 mi / h viento soplaba grandes cantidades de este suelo en los nuevos coches, dañando seriamente su pintura. ¿Podría este problema se han previsto? ¿Qué medio de transporte eólico trajo la arena desde el campo hasta los coches? Dadas las condiciones actuales, ¿cómo se podría evitar este problema en el futuro?

2.12 Haga una copia de la figura 2.19 e indicar los límites laterales probables del lago Michigan y las ubicaciones probables de canales fluviales anteriores.

RESUMEN

Principales Puntos

1. Ingeniería geología es una profesión muy relacionado con la ingeniería geotécnica. Se trata de la aplicación de los principios geológicos a las obras de ingeniería, y es especialmente útil en lugares donde la roca está en o cerca de la superficie del terreno,

2. Es importante que los geólogos para tener una cierta comprensión de la ingeniería y los ingenieros para tener una cierta comprensión de la geología.

3. Los materiales de la Tierra se pueden dividir en dos grandes categorías, roca y suelo. Por desgracia, no todo el mundo está de acuerdo sobre la manera de distinguir entre los dos, especialmente en materiales intermedios.

4. Los minerales son elementos o -compuestos con estructuras específicas y composiciones químicas formadas naturalmente. Ellos son los componentes básicos de rocas y suelos.

5. La corteza terrestre está cambiando siempre a través de un proceso llamado el ciclo geológico. Aunque este proceso es muy lento, debemos entender que para interpretar adecuadamente los perfiles geológicos.

6. Hay tres categorías principales de rocas: ígneas, sedimentarias y metamórficas.

7. identificar correctamente la configuración y orientación de las formaciones de roca es al menos tan importante como la identificación de los tipos de rocas que contienen. Este estudio se llama geología estructural.

8. Los suelos se forman a través de varios diferentes procesos geológicos. La comprensión de estos procesos nos da una idea de la conducta de ingeniería de estos suelos.

PREGUNTAS Y PROBLEMAS DE PRÁCTICA INTEGRAL.

2.13 Una obra de construcción propuesta está sustentada por una roca sedimentaria que se formó a partir ivel redondeada, partículas de tamaño y la arena. Las partículas de grava de tamaño representan alrededor del 75 por ciento de la masa total. ¿Cuál es el nombre de esta roca? ¿Es de esperar que para proporcionar un buen soporte para las bases estructurales propuestos? ¿Va a ser difícil de excavar?

2,14 Como glaciares Ihr en Norteamérica derritieron, la escorrentía formó un gran lago en lo que hoy es el sur de Manitoba, en el este de Dakota del Norte, y el oeste de Minnesota. Llamado lago Agassiz, era más grande que todos los actuales Grandes Lagos combinados. La presente Lago Winnipeg es un remanente de este antiguo lago., La ciudad de Winnipeg se encuentra en el

antiguo lecho del lago. ¿Qué tipo de suelo habría que esperar bajo la ciudad, y cuál es su origen geológico probable?

2,15 ¿Es de esperar encontrar hasta en Houston, Texas? ¿Por qué o por qué no?

2.16 Una estructura pesada debe ser "construido en un sitio adyacente al río Hudson cerca de Albany, Nueva York. Esta zona fue una vez cubierto de glaciares que dejaron depósitos de presentación hasta y suelos glaciofluviales. Desde entonces, el río ha depositado suelos aluviales en los depósitos glaciales. El ingeniero de diseño desea apoyar la estructura sobre pilotes que se extienden a la presentación hasta que, y usted está planeando una serie de perforaciones exploratorias para determinar la profundidad de estos estratos. ¿Qué características se puede esperar en el alojamiento hasta que (es decir, ¿cómo reconocerlo?).

2.17 Nueva Orleans, Louisiana está situado cerca de la desembocadura del río Mississippi, ¿Qué proceso geológico ha sido la principal fuente de los suelos debajo de esta ciudad? ¿Qué características de ingeniería se puede esperar de estos suelos (es decir, la calidad, uniformes en general o irregular, etc.)? Explique.

2.18 Un proyecto es que se construirá en un terreno moderadamente inclinado inmediatamente por debajo de la boca de un cañón cerca de Phoenix, Arizona, Uso de los términos geológicos descritos en la Sección 2.5, el tipo de suelo es más probable que se encuentre? ¿Por qué?

2.19 Un depósito de arcilla varved ha sido enterrado progresivamente por otros depósitos y, finalmente, se ha Lithified en una roca sedimentaria. ¿Qué tipo de roca es? ¿Es de esperar sus planos de estratificación a ser distinto o vaga? Explique.