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1. Explique los dos grandes campos de actuación de la Ingeniería Geológica. Sismología. Se encarga del estudio de los terremotos y del efecto que provocan sobre la tierra. Estudia además los maremotos y erupciones volcánicas. Mineralogía. La mineralogía es la rama de la geología que estudia las propiedades físicas y químicas de los minerales que se encuentran en el planeta en sus diferentes estados de agregación. Por mineral se entiende una materia de origen inorgánico, que presenta una composición química definida además de una estructura cristalográfica y que suele presentarse en estado sólido y cristalino a la temperatura media de la Tierra, aunque algunos, como el agua y el mercurio, se presentan en estado líquido.
2. Mencione y defina cuatros parámetros físico-mecánico que puedan ser considerados en un estudio de Mecánica de Suelos.
3. ¿Cuáles son las condiciones que debe reunir un sitio para que sea geológica y geotécnicamente favorable?
4. Clasifique y defina los suelos según su tamaño de partículas y características geotécnicas.
Suelos de Grano Grueso.- Más de la mitad del material retenido en el tamiz número 20
Gravas.- Más de la mitad de la fracción gruesa es retenida por el tamiz número 4 (4,76 mm) Arenas.- Más de la mitad de la fracción gruesa pasa por el tamiz número 4 (4,76 mm)
Suelos de Grano Fino.- Más de la mitad del material pasa por el tamiz número 200
Limos y arcillas: Límite líquido menor de 50 Limos y arcillas: Límite líquido mayor de 50
5. Mencione los Grupos y Minerales de Arcilla de interés Geotécnico. a)
Grupo caolinita.
b)
Grupo ilita.
c)
Grupo montmorillonita.
d)
Vermiculita.
e)
Grupo paligorskita
6. Describa los tipos de Depósitos Sedimentarios en función de sus relaciones geológicos - geotécnicos más característicos. a.-Depósitos coluviales: Son materiales transportados por gravedad, la acción del hielo – deshielo y principalmente, por el agua. Su origen es local, producto de la alteración in situ de las rocas y posterior transporte como derrubios de ladera ó depósitos de solifluxión. b.- Depósitos aluviales: Son materiales transportados y depositados por el agua. Su tamaño varía desde la arcilla hasta las gravas gruesas, cantos y bloques. Las facies más gruesas presentan bordes redondeados. Se distribuyen en forma estratiforme, con cierta clasificación, variando mucho su densidad. Están muy desarrollados en los climas templados, ocupando cauces y valles fluviales, llanuras y abanicos aluviales, terrazas y paleocauces. c.- Depósitos lacustres: En general son sedimentos de grano fino, predominando los limos y las arcillas. El contenido de materia orgánica puede ser muy alto, sobre todo en zonas pantanosas. Frecuentemente presentan estructuras laminadas en niveles muy finos. En condiciones de agua salada se forman precipitados de sales. d.- Depósitos litorales: Son materiales formados en la zona intermareal por la acción mixta de ambientes continentales y marinos, influyendo en este caso las corrientes fluviales, el oleaje y las mareas. Predominan las arenas finas y los limos, pudiendo contener abundante materia orgánica y carbonatos. Los sedimentos más finos, los fangos y la materia orgánica son característicos de las zonas de delta y estuario. En general, la consistencia de materiales es blanda a muy blanda y muy anisotrópica. Pueden presentar encostramientos, pero la característica principal es su alta compresibilidad. e.- Depósitos glaciares: Son depósitos transportados y depositados por el hielo o por el agua de deshielo. Están formados por tillitas y morrenas. Su composición es muy heterométrica y la distribución es altamente errática. Los depósitos fluvio-glaciares contienen fracciones desde gravas gruesas a arcillas; están algo c lasificadas y su granulometría decrece con la distancia frente al glaciar. Sin embargo, los de origen lacustre-glaciar presentan fracciones más finas, predominando las arcillas y las estructuras laminadas, típicas de las arcillas varvadas. f.- Depósitos de climas áridos y desérticos: Los ambientes áridos tienen una serie de implicaciones medioambientales, como la desecación profunda, la acumulación de sales y la alta movilidad de los sedimentos con el viento, los cuales condicionan las propiedades de estos suelos.
g.- Depósitos evaporíticos.- Estos depósitos están formados por la precipitación química de sales, cloruros o sulfatos, típicos de medios árido o desérticos, lacustres, lagunares y litorales. h.- Depósitos de climas tropicales .- Las condiciones climáticas en regiones tropicales con alta humedad y altas temperaturas determinan una intensa meteorización química, originando suelos residuales muy desarrollados. Su composición mineralógica, su fábrica y las condiciones geoquímicas del medio controlan el comportamiento geotécnico de estos suelos. Cuando se precipitan altos contenidos de hierro y aluminio se forman lateritas. Si las condiciones de drenaje son deficientes pueden formarse los denominados suelos negros, ricos en esmectitas. Si el drenaje es alto se forman las arcillas rojas, ricas en haloysitas. i.- Depósitos de origen volcánico: Los suelos volcánicos pueden ser residuales por alteración de los materiales infrayacentes, resultando depósitos limo-arenosos y arcillas, y transportados como productos de las emisiones volcánicas dando acumulaciones de piroclastos, de tipo lacustre o aluvial cuando son transportados por el agua.
7. Explique desde el punto de vista geotécnico el significado de: Roca y Mecánica de rocas.
Roca.- La roca es considerada como un agregado natural de partículas minerales unidas mediante grandes fuerzas cohesivas. Se llama roca a todo material que suponga una alta resistencia Mecánica de Rocas.- Es la ciencia teórica y práctica del comportamiento mecánico de las rocas y de los macizos rocosos; es la rama de la mecánica referente a la respuesta de la roca y del macizo rocoso a los campos de fuerza de su ambiente físico.
8. ¿A que se considera suelo en Ingeniería Civil? Es un agregado natural de granos minerales, con o sin componentes orgánicos. El suelo es la capa de transformación de la corteza sólida terrestre, sometida a un constante cambio estacional y a un desarrollo peculiar. Aparece como resultado de un conjunto de procesos físicos, químicos y biológicos sobre el medio rocoso original (roca madre) denominados genéricamente meteorización.
9. Qué son Suelos sedimentarios?
La formación de los suelos sedimentarios puede explicarse más adecuadamente considerando la formación, el transporte y el depósito de los sedimentos. El modo principal de la formación de sedimentos lo constituye la meteorización física y química de las rocas en la superficie terrestre. En general, las partículas de limo, arena y grava se forman por la meteorización física de las rocas, mientras que las partículas arcillosas proceden de la alteración química de las mismas.
10. ¿Qué suelos son producto de una erosión mecánica y química simultáneamente?
Los suelos sedimentarios
11. ¿Qué son lo loess y los loess colapsables? Loess.- Son depósitos de arenas finas y limos que han sido transportadas por el viento grandes distancias. Loess Colapsables.- depósitos de arenas finas y limos los cuales disminuyen rápidamente de volumen, producida por el aumento de cualquiera de los siguientes factores: Contenido de humedad Grado de saturación Tensión media actuante Tensión de corte Presión de poros
12 ¿Qué son las toscas? Es el nombre que se le da a los limos
13. ¿Qué características y propiedad tienen las arcillas?
Plasticidad: Mediante la adición de una cierta cantidad de agua, la arcilla puede adquirir la forma que uno desee. Esto puede ser debido a la figura del grano (cuanto más pequeña y aplanada), la atracción química entre las partículas, la materia carbonosa así como una cantidad adecuada de materia orgánica. Merma: Debido a la evaporación del agua contenida en la pasta se produce un encogimiento o merma durante el secado. Refractariedad: Todas las arcillas son refractarias, es decir resisten los aumentos de temperatura sin sufrir variaciones, aunque cada tipo de arcilla tiene una temperatura de cocción. Porosidad: El grado de porosidad varia según el tipo de arcilla. Esta depende de la consistencia más o menos compacta que adopta el cuerpo cerámico después de la cocción. Las arcillas que cuecen a baja temperatura tienen un índice más elevado de absorción puesto que son más porosas. Color: Las arcillas presentan coloraciones diversas después de la cocción debido a la presencia en ellas de óxido de hierro, carbonato cálcico
14. ¿A que se denomina actividades de las arcillas?
15. ¿Qué es la sensitividad de las arcillas?
Esta propiedad del suelo arcilloso es conocida como sensibilidad. El grado de sensibilidad se expresa como el cociente del esfuerzo de compresión inconfinada en un estado inalterado y remoldeado.
Tabla.- Sensitibidad de la arcilla. (Das, 1997)
16. ¿A que se denomina tixotropía?
Es la propiedad de algunos fluidos no newtonianos y pseudoplásticos que muestran un cambio dependiente del tiempo en su viscosidad; cuanto más se someta el fluido a esfuerzos de cizalla, más disminuye su viscosidad. Un fluido tixotrópico es un fluido que tarda un tiempo finito en alcanzar una viscosidad de equilibrio cuando hay un cambio instantáneo en el ritmo de cizalla.
17. ¿Qué ensayos pueden determinar la presencia de arcillas en agregados pétreos?
El Ensayo de Crumb El Ensayo del Doble Hidrómetro El Ensayo de Pinhole
18. ¿Qué se entiende por agregado?
Generalmente se entiende por "agregado" a la mezcla de arena y piedra de granulometría variable. El concreto es un material compuesto básicamente por agregados y pasta cementicia, elementos de comportamientos bien diferenciados: Se define como agregado al conjunto de partículas inorgánicas de origen natural o artificial cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites fijados en la NTP 400.011 .
19. ¿Qué se entiende por partícula?
Un cuerpo dotado de masa, y del que se hace abstracción del tamaño y de la forma, pudiéndose considerar como un Punto
20. ¿Qué tamaños de partícula se encuentra en los suelos? Arcilla.- Las partículas de arcilla miden menos de 0.002 mm. La arcilla es el tipo más pequeño de las partículas del suelo. Se siente pegajosa cuando está húmeda, absorbe bien el agua y también es rica en nutrientes. El suelo que está lleno de partículas de arcilla no drena el agua bien y obstruye el flujo de aire. Cieno.- Las partículas de cieno miden de 0.06 mm a 0.002 mm. Son más grandes que las partículas de arcilla, pero más pequeñas que las partículas de arena. El cieno tiene una textura suave y forma una costra cuando se moja. Esta costra hace difícil que el agua y el aire lleguen al suelo. Arena.- Las partículas de arena miden de 2.0 mm a 0.06 mm. La arena es el tipo de partícula más grande del suelo y debido a su tamaño permite un drenaje rápido y mucho flujo de aire. Los nutrientes se pueden agotar rápidamente de las partículas de arena. La arena puede sentirse granular o gruesa.
21. ¿Qué se entiende por estructura del suelo? Estructura se refiere a la disposición de las partículas del suelo. Los suelos compuestos de prácticamente toda la arena o limo todo no muestran ninguna disposición estructural apreciable debido a la falta de la unión propiedades proporcionadas por la arcilla. Una estructura bien desarrollada indica generalmente la presencia de arcilla. Suelo estructura se clasifican en varias clases.
22. ¿Qué diferencia de comportamientos existe entre los suelos finos y gruesos? Justifique.
Estos se refieren al contenido mineral del suelo. Los minerales, clasificados por tamaño de las partículas de grava, arena, limo y arcilla. Un suelo grueso tiene más arena y no posee plasticidad, mientras que un suelo de textura fina tiene más arcilla y es mas plástico mientras fino sea.
23. ¿Qué se entiende por textura en un suelo? Es una herramienta de clasificación cualitativa utiliza tanto en el campo y de laboratorio para determinar las clases de suelos agrícolas en función de su textura física. Las clases se distinguen en el campo de la «sensación de textura" que puede aclararse mediante la separación de las proporciones relativas de arena , limo y arcilla utilizando tamices de clasificación
24. ¿Cuáles son las principales propiedades índices? Defínalas Las propiedades índice caracterizan el estado de un suelo (definen cómo el suelo “está”). Estas son: Humedad ω = Ww Ws Peso unitario γ = W / V Peso unitario seco γd = Ws / V Relación de vacíos e = Vv / Vs
Porosidad n = Vv / V
Grado de saturación
25. ¿Cuáles son las propiedades índice que se determinan en laboratorio por medio de ensayos. Arcilla
Humedad natural Peso unitario y cálculo de peso unitario seco Límites y Clasificación Fabricación de muestra con
Arena
Granulometría y Clasificación Medición de emin y emax Fabricación de muestra con Dr = 0.2 y Dr = 0.8
26. Dé rango de valores de la relación de vacíos, la porosidad, pesos específicos y humedades de los principales tipos de suelos.
Relación de Vacios (e).- Su valor puede ser e > 1 y alcanzar valores muy altos Porosidad (h).- Por eso 0 < h < 100% (se expresa en %). En un sólido perfecto h = 0; en el suelo Humedad (w).- Las humedades varían de 0 (cero) hasta valores del 100%, e incluso de 500% ó 600%, en el valle de México.
27. Defina el equivalente de arena de un suelo. ¿Qué indica? El equivalente de arena de un suelo (EA) expresa el porcentaje de finos que contiene la fracción de tamaño inferior a 5 mm de una muestra. Se define como: el cociente, multiplicado por 100, entre la altura de la parte arenosa sedimentada y la altura total de los finos floculados de esa muestra. H (arena sedimentada) h2 EA = ------------------------------------------ 100 = ------- 100 H (finos floculados) h1 (EA -> número entero)
28. ¿Qué representa la granulometría de un suelo?
Distribución porcentual en masa de los distintos tamaños de partículas que constituyen una muestra de suelo
29. ¿Cómo debe ser una muestra para la ejecución de un ensayo granulométrico? Se procede a separar mediante cuarteo la cantidad necesaria hasta obtener una muestra representativa para la realización del ensayo. La cantidad de muestra que se toma está en función de tamaño máximo de la partícula de suelo y viene dada en la siguiente tabla: Tamaño máximo de la partícula Del suelo en mm. 10 20 25 40 50 80 100
Cantidad mínima de muestra que debe Quedar retenida en el tamiz de 2.00 mm 500 g 1000 g 2000 g 3000 g 4000 g 5000 g 8000 g
30. Describa tipos de ensayos granulométricos y la aplicación de cada uno de ellos.
