Historia de la Geotecnia A partir del s. XVIII los problemas relacionados con las cimentaciones y otros aspectos geotécnicos son estudiados de una forma más metódica. Entre principios del S. XVIII y mediados del s. XX, la historia de la Ingeniería Geotécnica suele dividirse en cuatro épocas: Periodo pre-clásico (1700-1776) 1ª etapa de la Mecánica de Suelos clásica (1776-1856) 2ª etapa de la Mecánica de Suelos clásica (1856-1910) Mecánica de Suelos moderna (1910- años ’30/’40)

Historia de la Geotecnia 1925 y después. Karl von Te rzaghi (1 8 8 3 - 1 9 6 3) Se le considera el “padre” de la Me cánica de S ue los Publica en 1925 Erdb aume chanik auf Bode nphys ikalishe r Grundlage . Enuncia la Le y de las Te ns ione s Ef e ct ivas En 1943 publica el texto T he ore t ical S oil Me chanics En 1948, en colaboración con Ralph B. Peck publica S oil Me chanics in Engine e ring Pract ice

Conceptos Previos Los términos I nge nie ría Ge ot é cnica están relacionados con la aplicación de la tecnología y métodos de la Ingeniería Civil a los materiales geológicos. Los ingenieros sueles referirse a esos materiales de forma genérica como sue lo o roca . Un S UELO , en el sentido ingenieril, es un aglomerado relativamente poco cohesivo compuesto por minerales, materia orgánica y/o sedimentos que se encuentra por encima de un substrato rocoso. Los suelos pueden ser fácilmente fragmentados hasta separar sus partículas más pequeñas. El significado de un suelo para un ingeniero civil no es igual que el que tiene para un agrónomo, edafólogo, biólogo, geólogo…

Conceptos Previos A pesar de las diferencias conceptuales, existe un cuerpo de conocimiento común entre la ingeniería geotécnica, la geología y la edafología Una ROCA es un material geológico con mucha mayor cohesión que un suelo La división entre suelo y roca es completamente arbitraria y muchos materiales geológicos comunes pueden ser clasificados de las dos maneras (rocas blandas o suelos duros) La Me cánica de S ue los es una rama de la Ingeniería Geotécnica que se ocupa del estudio del comportamiento y propiedades geotécnicas de los suelos La Me cánica de Rocas es una rama de la Ingeniería Geotécnica que se ocupa del estudio y del comportamiento y las propiedades geotécnicas de las rocas

Estudio y Descripción de las Fases del Suelo S :

S ólido à

Partícula de Suelo

W: Líquido à Agua + electrolitos A: Aire

Realidad

à Aire

Conceptualización

Modelo

Distribución de las Fases de un Suelo VOLUMEN

VA

MAS A

DEN S I DAD

Aire

A

MA=0

VV VW VT

Agua

MW MT

W

S ólidos

MS

S

Relaciones Volumétricas

Relaciones Másicas

Distribución de las Fases de un Suelo Balance de volume n

VT=VS+VV=VS+VW+VA Balance de masa

MT=MS+MW VT: volumen total VA: volumen de aire VW : volumen de agua VS : volumen de sólido VV: volumen de los huecos

P=m· g MT: masa total MA: masa de aire MW : masa de agua MS : masa de sólido

PT: peso total PW : peso del agua PS : peso del sólido

Relaciones Volumétricas Índice de huecos, e (valor de cimal, P. Ej. 0 . 6 5 )

Volumen de huecos (VV ) e= Volumen de sólidos (VS ) Porosidad, n (e n porce nt aje , P. Ej. 1 0 0 %, 6 5 %)

Volumen de huecos (VV ) n= Volumen total de suelo (VT )

Relaciones Volumétricas Grado de Saturación, S (en porcentaje, P.Ej. 65%) Volumen total de huecos conteniend o agua (VW ) S= ×100 Volumen total de huecos (VV ) Para un suelo completamente seco, S = 0 % Para un suelo completamente saturado, S = 100% Para un suelo parcialmente saturado, 0% < S < 100%

Relaciones Volumétricas Contenido (volumétrico) de agua, Q (en porcentaje, P.Ej. 65%) Volumen de agua (VW ) Θ= × 100 Volumen total (VT ) S=

VW VV

SVT = ΘVV ⇒ S =

Θ Θ(1 + e ) ⇒S = n e

Relaciones Másicas Contenido (másico) de humedad, w (e n porce nt aje , P. Ej. 3 0 %)

Masa de agua ( M W ) w= × 100 Masa de sólido ( M S ) El contenido de humedad se refiere al peso seco de suelo En la mayor parte de suelos, w < 100%. Sin embargo, en algunos suelos marinos u orgánicos, w puede ser mayor o igual a 500 %

Densidad y Peso Específico La masa es una medida de la inercia de un cuerpo, es decir, su “cant idad ” de materia. Su valor es independiente de la posición. El pe so es la fuerza resultante de la acción de la gravedad sobre un cuerpo. Su magnitud depende de la posición. De acuerdo con la 2ª Ley de Newton, F = m x a En cálculos geotécnicos es más frecuente emplear el peso específico que la densidad

Masa Peso Masa ⋅ g Densidad , r = Peso específico, g = = Volumen Volumen Volumen g = r ⋅ g = r ⋅ 9 .81 m s 2

Densidad y Peso Específico De nsidad M M + MW r = T = S VT VT

r sat

M + MW = S VT M rS = S VS

rW

M = W VW

M rd = S VT

Pe so Espe cíf ico t ot al, húme da, apare nt e , nat ural VA¹ 0 ; S 5 0 % re t e nido por e l t amiz Nº 200 )

Grava (> 5 0 % de la f racción grue sa re t e nida por e l t amiz Nº 4) Are na (< 5 0 % de la f racción grue sa re t e nida por e l t amiz Nº 4)

< 5 %

> 12 %

< 5 %

> 12 %

Crit e rio de S e paración CU > 4 1