mecanica de suelos
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YAVE NATIVIDAD VICTORIANO HERNANDEZ
OSCAR ORTGA CAMPOS
IMPORTANCIA DE LA MECANICA DE SUELOS EN LA INGENIERIA CIVIL
• Mecánica es la parte de la ciencia física que trata de la acción de las fuerzas sobre los cuerpos. De igual forma, la mecánica de suelos es la rama de la mecánica que trata de la acción de las fuerzas sobre la masa de los suelos.
• El Dr. Karl Terzaghi definió a la mecánica de suelos como la aplicación de las leyes de la mecánica y la hidráulica a los problemas de ingeniería que tratan con sedimentos y otras acumulaciones no consolidadas de partículas solidas, producto de la desintegración química y mecánica de las rocas
• Hoy en día es cada vez mas concluyente el echo de que ningún ingeniero que sienta la responsabilidad técnica y moral de su profesión deja de efectuar un estudio de las condiciones del subsuelo cuando diseña estructuras de cierta importancia, ya que ello conlleva dos características que se conjugan : seguridad y economía.
El Nacimiento de la Mecánica de Suelos
A comienzos del siglo XX, Karl Terzaghi se encargó de recopilar y exponer a la academia, lo que en adelante se conocería como una nueva ciencia denominada 'Mecánica del Suelo'. Junto a un grupo de ilustres colaboradores, y a través de un extenso listado de publicaciones, le presentó a la comunidad de ingenieros civiles (ya diferenciados de los ingenieros militares) las bases para el estudio sistemático del comportamiento del suelo como material de ingeniería, dando también lugar al nacimiento de la ingeniería geotécnica.
Terzaghi definió la Mecánica de Suelos de la siguiente manera:
La Mecánica de Suelos es la aplicación de las leyes de la mecánica e hidráulica a los problemas de la ingeniería relacionados con los sedimentos y otras acumulaciones no consolidadas de partículas sólidas producidas por la desintegración mecánica y química de
las rocas, independientemente de si contienen o no una mezcla de componentes orgánicos.
El término Mecánica de Suelos se acepta ahora generalmente para designar la disciplina de la ciencias de la ingeniería que se ocupa de las propiedades y el comportamiento del suelo como material estructural.
Precursores de la Mecánica de Suelos
Son considerados como precursores de la mecánica de suelos, todas aquellas personas que contribuyeron con el desarrollo de teorías matemáticas y de experiencias campo, a nivel mundial, hasta el momento en que, a comienzos del siglo XX, el ingeniero Karl Terzaghi, en 1925, sienta las bases que dan origen a esta importante ciencia de la ingeniería geotécnica.
El precursor de la mecánica de suelos, realizó en 1846, las primeras medidas de la resistencia al esfuerzo cortante de suelos saturados sin drenaje, y los primeros estudios sobre deslizamientos de taludes, durante la construcción del canal de Borgoña. Presentó una memoria sobre el tema a la Academia Francesa de Ciencias que fue rechazada debido a la oposición de Poncelet, que no se dio cuenta de la profundidad de su planteamiento, sólo alcanzada 60 años más tarde por los trabajos de la Comisión Geotécnica de los Ferrocarriles Sueca.
Alexandre Collin
En 1773, Coulomb formuló la "teoría de la cuña" para determinar la presión de tierras para suelos cohesivos y friccionantes y la presentó a la Academie Royale des Sciences en un documento titulado "Essai sur una aplication des regles de Maximis et Minimis a quelques problemes de statique, relatifs a l'Arquitecture". En un capítulo de este ensayo, Coulomb trata acerca de la determinación del empuje lateral aplicado por el terreno sobre una estructura de contención. Esta determinación es el paso más importante en su dimensionamiento. El trabajo de Coulomb es aún hoy, en una de las bases principales de los métodos corrientes de dimensionamiento de muros de contención y a la luz del reciente desarrollo de la Mecánica de Suelos.
Charles-Augustin de Coulomb
En 1871, presentó una representación gráfica del estado de esfuerzos en un
punto dado, denominada "Círculo de Esfuerzos de Mohr", que tiene
una amplia aplicación en las teorías modernas de resistencia concernientes al
suelo.
Otto Mohr
En 1851 presentó la Ley de Stokes, que se refiere a la fuerza de fricción experimentada por objetos esféricos moviéndose en el seno de un fluido viscoso en un régimen laminar de bajos números de Reynolds (flujo laminar). Esta ley es válida en el movimiento de partículas esféricas pequeñas moviéndose a velocidades bajas.
George Gabriel Stokes
En la mecánica de suelos se interpreta la Ley de Stokes como la velocidad de caída
de partículas sólidas en fluidos.
William John Macquorn Rankine
En 1856, Rankine desarrolló su teoría sobre el comportamiento de las arenas. Rankine fue pionero de los estudios de plasticidad. En 1857 define un estado tensional, (conocido como el estado
de Rankine), correspondiente a una zona plastificada, en la cual las dos familias de líneas características son rectas. Supone
todo el semiespacio en plasticidad, en equilibrio límite.
En 1875 Dokucháyev contribuyó a "cartografiar los suelos".
Padre de la ciencia de suelo o edafología, y prácticamente el primer
científico edafólogo. Fue uno de los primeros científicos en realizar un vasto
estudio de los tipos de suelos.
Vasili Dokucháyev
SUCESORES DE LA INGENIERÍA GEOTÉCNICA
Arthur Casagrande
Renombrado por sus diseños ingeniosos de
aparatos de prueba del suelo y la investigación fundamental sobre la
filtración y licuefacción del suelo
Ralph Brazelton Peck
En 1948, junto con Karl Terzaghi, Ralph Peck fue co-autor del libro de texto más influyente en la ingeniería geotécnica, Mecánica de Suelos en la Práctica de la
Ingeniería
Harry Bolton Seed
Se desempeñó como consultor en cientos de proyectos en
todo el mundo, incluyendo más de 100 grandes represas, más
de 20 plantas de energía nuclear, e innumerables edificios importantes e
infraestructura de transporte.
Alcance del campo limitado principalmente a:
• Clasificación de Suelos • Capilaridad y flujo • Análisis de esfuerzos por teoría de la
elasticidad • Consolidación y análisis de asentamientos • Resistencia al corte • Estabilidad de taludes • Presiones laterales • Capacidad portante • Cimentaciones superficiales y profundas • Amplio énfasis en las arcillas y arenas
saturadas
LA MECANICA DE SUELOS Y LA EDUCACIÓN EN INGENIERÍA DE FUNDACIONES EN 1949
DESARROLLOS ENTRE 1950 - 1960
• Estabilidad de taludes • Resistencia al corte • Estructura del suelo, causas de la
sensibilidad en las arcillas • Propiedades de las arcillas compactadas • Diseño de pavimentos • Estabilización de suelos • Carga transitoria
DESARROLLOS ENTRE 1960-1970
Presión de poros, análisis bajo esfuerzo efectivo Fenómenos físico-químicos Mecánica de Rocas Aplicaciones informáticas Análisis de elementos finitos Interacción suelo-estructura Dinámica del Suelo Licuefacción Presas de tierra y enrocados (escolleras) Proyectos en alta mar, regiones heladas y lunares
DESARROLLOS ENTRE 1970-1980
Modelos constitutivos Ensayos in situ Suelos expansivos Dinámica del Suelo Pruebas Centrífugas Suelos parcialmente saturados Ingeniería geotécnica sísmica Construcción subterránea
DESARROLLOS ENTRE 1980-1990
Riesgo y confiabilidad Aguas subterráneas y geohidrología Ingeniería geoambiental Geosintéticos Tierra reforzada Mejoramiento del suelo
DESARROLLOS ENTRE 1990-2000
Contenedores de residuos Rehabilitación de sitios Mitigación del riesgo sísmico Recuperación de tierras Infraestructura Aplicaciones geofísicas Sistemas de información geográfica SIG
• Tierra reforzada • Mezcla de suelos profundos • Jet grouting • Grouting de compactación • Geosintéticos • Micro-pilotes • Micro-túneles • Geocompuestos • Métodos geofísicos
NUEVAS TECNOLOGÍAS Y MATERIALES
Casos de obras de Ingeniería
Muestreo
