mecanica de suelos

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

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CONTENIDO PROGRAMTICO Fecha Emisin:

2011/09/15 AC-DO-F-8

Revisin No. 1

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NOMBRE DEL CONTENIDO PROGRAMTICO: MECNICA DE SUELOS

CDIGO 17161

PROGRAMA INGENIERA CIVIL

REA DE FORMACIN CIENCIAS DE LA INGENIERIA AREA GEOTECNIA

SEMESTRE QUINTO (50)

PRERREQUISITOS ESTTICA (13121) AREA ESTRUCTURAS

COORDINADOR DE REA JAVIER FERNANDO CAMACHO TAUTA

DOCENTE (S) JAVIER FERNANDO CAMACHO TAUTA JOSE GERLEY CORTES MARTINEZ

TIPO TERICO-PRCTICA

CRDITOS ACADMICOS 2

HORAS DE ACOMPAAMIENTO DIRECTO 48

HORAS DE TRABAJO MEDIADO O DIRIGIDO 0

HORAS DE TRABAJO INDEPENDIENTE 48

HORAS DE TRABAJO TOTAL 96

ENFOQUE GLOBAL DE LA ASIGNATURA

Mecnica de suelos comprende aspectos que gradualmente van introduciendo a los estudiantes en conceptos esenciales y necesarios para un conocimiento adecuado del suelo desde el punto de vista de su aprovechamiento en ingeniera civil. Estos conceptos incluyen la clasificacin de suelos para propsitos de ingeniera civil basada en sus caractersticas fsicas; la distribucin de los esfuerzos producidos por las obras de ingeniera civil, sobre la masa de suelo; el flujo de agua a travs del suelo; el fenmeno de la consolidacin del suelo y los asentamientos resultantes. Adicionalmente, se estudia la teora de la resistencia al corte como elemento determinante en la estabilidad de las estructuras geotcnicas. Finalmente se hace una introduccin a la teora del estado crtico como herramienta para la interpretacin de ensayos triaxiales.

JUSTIFICACIN

Mecnica de Suelos pertenece a las Ciencias de la Ingeniera y es fundamental para que el profesional pueda efectuar un anlisis racional acerca del comportamiento de estructuras geotcnicas de ingeniera civil, tales como cimentaciones, estructuras de contencin, taludes y pavimentos. Esta asignatura es necesaria porque en ella se estudian los conceptos fundamentales de la mecnica del suelo, que son diferentes a los conceptos utilizados en la mecnica de otros materiales de ingeniera. Estos conceptos constituyen la base para las metodologas de anlisis y diseo de diferentes estructuras en donde la masa de suelo desarrolla un papel fundamental en la estabilidad o funcionalidad de las obras de ingeniera civil. El aporte de esta asignatura en la formacin profesional radica en que el futuro ingeniero civil cuenta con un enfoque de anlisis cuantitativo apropiado para un material que, por ser un agregado de partculas y poros con presencia de agua, tiene un comportamiento hidro-mecnico especial, pero que al mismo tiempo est presente en casi toda obra de ingeniera civil, ya sea como material de fundacin o como material de construccin. Mecnica de Suelos emplea conceptos que el estudiante ha recibido en geologa, esttica y algunos aspectos de mecnica de fluidos. De las ciencias bsicas se emplean las herramientas bsicas de anlisis que el estudiante ha recibido en clculo y ecuaciones diferenciales. As mismo, esta asignatura sirve de soporte fundamental para el desarrollo de las dems materias




del rea de geotecnia como fundaciones, geotecnia, pavimentos y estabilidad de taludes. Es prerrequisito de las siguientes asignaturas: fundaciones, geotecnia, pavimentos y estabilidad de taludes puesto que los mtodos de anlisis y diseo que all se ensean, estn basados en los conceptos fundamentales de mecnica de suelos.

OBJETIVO GENERAL

Proporcionar al estudiante los conceptos fundamentales acerca del comportamiento hidro-mecnico de los suelos, a travs de modelos tericos y evidencia practica de forma que cuente con las bases fundamentales que le permitan abordar las metodologas de anlisis y diseo que conducen a soluciones adecuadas para los diferentes problemas de ingeniera civil en que la masa de suelo desempea un papel esencial.

COMPETENCIA GLOBAL

El alumno podr interpretar los diferentes comportamientos del suelo basndose en los conceptos estudiados durante el desarrollo del curso. Tambin, estar en capacidad de establecer cuales ensayos de laboratorio son necesarios para obtener determinados parmetros del suelo e interpretar sus resultados para dar conceptos de tipo tcnico sobre el suelo en estudio. Podr analizar informacin relativa a las propiedades del suelo, que le permita hacer una clasificacin del mismo para propsitos de ingeniera y estimar las principales propiedades mecnicas y su grado de aplicabilidad en la solucin de diferentes problemticas de ingeniera civil. El estudiante ser capaz de decidir qu tipo de anlisis de laboratorio se debe efectuar para obtener informacin cuantitativa sobre las propiedades del suelo, segn el tipo del mismo y su posible utilizacin. As mismo podr formular hiptesis acerca del comportamiento de estructuras geotcnicas poco complejas.

COMPETENCIAS ESPECFICAS 1. OCUPACIONAL Y LABORALES:

Trabaja en la supervisin de un programa de exploracin y caracterizacin del subsuelo.

Procesa informacin de un programa de exploracin y de caracterizacin fsico o mecnica en laboratorio.

Interpreta los resultados de un informe de laboratorio de mecnica de suelos

2. COGNITIVAS:

Clasifica el tipo de suelo con base en los sistemas de clasificacin utilizados en ingeniera civil.

Calcula esfuerzos geostticos, efectivos, y presiones de poros en un depsito de suelo, e interpretar el concepto de esfuerzo efectivo.

Evala el problema de flujo de agua subterrnea mediante redes de flujo.

Describe el fenmeno de consolidacin unidimensional de una masa de suelo.

Determina los parmetros de resistencia al corte y de estado crtico de los suelos.

Interpreta los resultados de los ensayos de laboratorio relacionados con la mecnica de suelos.

3. COMUNICATIVAS:

Elabora informes escritos sobre ensayos de laboratorio

Prepara memorias de clculo de ingeniera

Presenta oralmente informacin relacionada con los aspectos tericos y prcticos vistos en la asignatura

4. INVESTIGATIVAS:

Maneja las bases virtuales de la universidad.

Busca, selecciona y analiza informacin referente a mecnica de suelos.




ESQUEMA GENERAL DE LOS CONTENIDOS

1. UNIDAD MODULAR I. ORIGEN Y CLASIFICACIN DE LOS SUELOS 1.1 Objetivos especficos:

Revisar los procesos naturales que dan origen a los suelos, principales minerales y estructuras que los conforman.

Discernir sobre las propiedades y tendencias de comportamiento de los suelos a partir de los anteriores conocimientos.

Conocer las propiedades ndice de los suelos y las relaciones de fase.

Asimilar el concepto de plasticidad en suelos finos.

Manejar los sistemas de clasificacin de los suelos. 1.2 Temas:

Origen y naturaleza de los suelos

Clasificacin primaria de suelos

Propiedades ndice y relaciones de fase

Lmites de plasticidad

Clasificacin de suelos en ingeniera 2. UNIDAD MODULAR II. ESFUERZOS Y DEFORMACIONES 2.1 Objetivos especficos:

Entender y utilizar los conceptos de esfuerzo geosttico y esfuerzo efectivo.

Interpretar el concepto de presin de poros y las variaciones de los esfuerzos efectivos.

Utilizar el crculo de Mohr para calcular los esfuerzos en cualquier direccin.

Asimilar el concepto de transmisin y disipacin de esfuerzos y los mtodos para su evaluacin 2.2 Temas:

Elementos de la teora de la elasticidad en mecnica de suelos

El Crculo de Mohr

Esfuerzos geostticos y el nivel fretico

El principio del esfuerzo efectivo

Transmisin de esfuerzos en el suelo y asentamientos elsticos 3. UNIDAD MODULAR III. TEORA DE FILTRACIN Y FLUJO DE AGUA SUBTERRANEA 3.1 Objetivos especficos:

Manejar el concepto de permeabilidad y la teora de Darcy.

Conocer el concepto de gradiente hidrulico crtico.

Utilizar el mtodo de las redes de flujo para evaluar el caudal y los gradientes a travs de una estructura geotcnica. 3.2 Temas:

Ley de Darcy y el coeficiente de permeabilidad

El gradiente hidrulico crtico

Elaboracin grfica de redes de flujo

Elaboracin de redes de flujo con ayuda del computador 4. UNIDAD MODULAR IV. TEORA DE LA CONSOLIDACIN 4.1 Objetivos especficos:

Conocer los principios tericos que permiten interpretar el fenmeno de compresibilidad en suelos finogranulares.

Evaluar el asentamiento de una estructura a partir de las propiedades del subsuelo.

Calcular el comportamiento del asentamiento a lo largo del tiempo dadas unas condiciones. 4.2 Temas:

Concepto de consolidacin unidimensional en suelos

Ecuaciones de comportamiento de la consolidacin

Parmetros de compresibilidad primaria y secundaria

Anlisis de asentamientos totales por consolidacin

El grado de consolidacin y evolucin de los asentamientos




5. UNIDAD MODULAR V. RESISTENCIA AL CORTE Y ESTADO CRTICO 5.1 Objetivos especficos:

Manejar los conceptos y criterios de falla.

Interpretar las trayectorias de esfuerzo.

Analizar las fuerzas que actan sobre una estructura geotcnica.

Relacionar los conceptos tericos con las situaciones prcticas reales de campo. 5.2 Temas:

Desarrollo histrico de la teora de la resistencia al corte

Parmetros de resistencia en suelos granulares y en suelos cohesivos

Mtodos de campo y laboratorio para la obtencin de los parmetros de resistencia y al corte

Introduccin a la teora del estado crtico y trayectorias de esfuerzo

ESTRATEGIAS PEDAGOGICAS Y SISTEMA DE EVALUACIN

El proceso de instruccin - aprendizaje se desarrollar de acuerdo a la utilizacin de las siguientes estrategias: Metodologa de exposicin magistral por parte del docente. Talleres, exposiciones y trabajos en grupo Aprendizaje basado en ejercicios de aplicacin Aprendizaje basado en prcticas de laboratorio experimental Participacin activa del alumno Evaluacin global de los conocimientos y destrezas adquiridas El sistema de evaluacin incluye evaluaciones escritas individuales, evaluaciones escritas en grupo y talleres en clase. Tambin se incluye una presentacin oral en grupo al final del curso, sobre un tema de relevancia asignado por el profesor. De acuerdo con el calendario de evaluaciones de la Universidad Militar Nueva Granada, las evaluaciones se reportan peridicamente y tienen los siguientes porcentajes: Primer Corte (30%): Promedio de evaluaciones escritas individuales y en grupo Segundo Corte (30%): Promedio de evaluaciones escritas individuales y en grupo Tercer Corte (40%): Promedio de una evaluacin individual final y una exposicin en grupo

BIBLIOGRAFA

1. ATKINSON, J,H. and Bransby, P.L. The mechanics of soils. McGraw-Hill, 1978 2. BERRY, Peter & Reid, D. Mecnica de Suelos. Bogot: McGraw-Hill, 1993 3. BOWLES, Joseph E. Manual de laboratorio de suelos en ingeniera civil. Bogot: Mc Graw Hill, 1981.

4. CRESPO VILLALAZ, Carlos. Mecnica de suelo y cimentaciones. - 4ed. Mxico: Noriega Editores, 1990.

5. CRESPO, Villalaz Carlos. Mecnica de suelos y cimentaciones. Mxico: Limusa, 1990.

6. CRESPO, Villalaz, Carlos. Problemas resueltos de mecnica de suelos y de cimentaciones. Mxico: Limusa, Grupo

Noriega Editores, 1993.

7. DAS, Braja M. Fundamentos de ingeniera geotcnica. Mxico: Thomson Learning, 2001

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11. SALAS, Jimnez. Geotecnia y cimientos. - 2ed. Espaa : Rueda, 1975

12. SOWERS B, George. Introduccin a la mecnica de suelos y cimentaciones. Mxico: Limusa, 1994

13. WHITMAN, Robert V. Mecnica de suelos. Mxico: Limusa, 1976.

14. WOOD, D.M. Soil behaviour and critical state soil mechanics. Cambridge University Press, 1990

1. Libros electrnicos




CRAIG, R.F. Soil mechanics. Ed: Spon Press, 1997

VENKATARAMAIAH, C. Geotechnical Engineering. Ed: New Age International, 2006

MATERIAL COMPLEMENTARIO DE APRENDIZAJE PARA ESTUDIANTES 1. Ejercicios diseados por el docente para poner en prctica los conceptos adquiridos 2. Artculos Cientficos en Geotecnia de la Revista de la Facultad: Ciencia e Ingeniera Neogranadina:

Camacho, J.; Reyes, O.; Bueno, P. (2004) Utilizacin del modelo Cam-Clay modificado en suelos cohesivos de la Sabana de Bogot. En: Ciencia e Ingeniera Neogranadina. 14, 20-29. Bogot Camacho, J.; Reyes, O.; Morantes, I.(2003) La teora del estado crtico como herramienta para la interpretacin de ensayos triaxiales en suelos cohesivos En: Ciencia e Ingeniera Neogranadina. 13, 31-39. Bogot Camacho, J.; Soacha, A. (1995) Construccin de la mquina para el ensayo de corte directo en suelos. En: Ciencia e Ingeniera Neogranadina. 5. Bogot

Bases virtuales www.umng.edu.co - Bibliotecas- Bases Virtuales:

1. ebrary 2. e-libro 3. Emerald 4. JSTOR 5. Knovel 6. Ovid 7. ProQuest 8. Scielo 9. ScienceDirect 10. Springer RealTime

Enlaces en la red http://ingenieriageologica.mforos.com/ http://www.ejge.com/Index_ejge.htm . Toda la bibliografa disponible en las bibliotecas en red y fsicas de diversas instituciones Todos los motores de bsqueda disponibles en la INTERNET Las actividades semanales se indicaran en el Aula Virtual y/o en el Parcelador de la asignatura.

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