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CLASE 1
UNIDAD I: Conceptos Básicos
Tema: 1.6 Propiedades ingenieriles de las rocas.
Objetivo: Conocer las principales propiedades ingenieriles de las rocas.
En la mayor parte de las rocas, la presencia de discontinuidades, cavidades y los efectos
de la acción de la intemperización influyen significativamente sobre el comportamiento de
las mismas para usos ingenieriles.
La clasificación realizada desde el punto de vista geológico requiere de la consideración
detallada de aspectos mineralógicos y petrográficos, que pueden ser del interés del
ingeniero en situaciones particulares. Las propiedades ingenieriles de las rocas no pueden
ni deben ser inferidas a partir de la clasificación geológica.
Dicha información también será de importancia cuando se requiera utilizar la roca como
material de construcción. A continuación se estudiaran las propiedades más importantes
para uso ingenieril aplicadas a las rocas:
1-Textura: La textura de una roca se refiere a los granos individuales de la misma, Los
términos usuales para describir estas características son, entre otros: cristalina,
criptocristalina, granular, amorfa, vidriosa, etc.
La examinación de la textura deberá ser realizada con la ayuda de una lupa de mano o de
un microscopio sobre un corte delgado de roca.
2-Efectos de la intemperización y alteración: La descripción de la intemperización de las
rocas es de suma importancia por cuanto la mayor parte de las construcciones en roca son
superficiales, siendo esta la zona mayormente afectada por la intemperización.
Cuando se deba determinar y cuantificar el estado de intemperización con el fin de
establecer si la roca es apta para los usos ingenieriles, se deberá recurrir a un estudio
petrográfico mediante análisis microscópico de corte delgado de la roca investigada.
3-Resistencia a compresión: La resistencia a la compresión simple de las rocas
dependerá del contenido de humedad del testigo, de la anisotropía y del procedimiento de
ensayo. (Explicar cómo se determina resistencia a compresión de gravas)
En la siguiente Tabla se especifica una escala de resistencias, basada en el ensayo de
compresión simple:
Las propiedades descritas anteriormente nos define el uso apropiado de las rocas para la
construcción, debiendo cumplir con los requerimientos apropiados para su aprobación. A
continuación estudiaremos las propiedades ingenieriles más aplicadas en dependencia de
la clasificación de las rocas:
Propiedades ingenieriles de las Rocas ígneas
1- Las rocas plutónicas o intrusivas (formadas debajo de la superficie a partir de
un enfriamiento lento y en profundidad del magma. Las rocas se enfriaron muy
despacio, permitiendo así el crecimiento de grandes cristales de minerales
puros. Ejemplos: granito y sienita):
a- Por su proceso de formación, las rocas intrusivas suelen ser masivas (no
estratificadas) y de alta resistencia.
b- Un proceso común en rocas plutónicas es el de meteorización o descomposición
por la acción del agua a partir de las fracturas.
c- En roca fresca es buen material para fundaciones, pero en roca meteorizada la
variabilidad de sus propiedades y presencia de arcillas pueden inducir a
asentamientos diferenciales
d- En zonas de altos esfuerzos se pueden producir fracturamientos de las paredes
requiriendo de sostenimiento para su estabilidad.
2- Las rocas volcánicas o extrusivas (formadas por el enfriamiento rápido y en
superficie, o cerca de ella, del magma. Se formaron al ascender magma
fundido desde las profundidades llenando grietas próximas a la superficie, o
al emerger magma a través de los volcanes. El enfriamiento y la solidificación
posteriores fueron muy rápidos, dando como resultado la formación de
minerales con grano fino o de rocas parecidas al vidrio):
a- El Material expulsado tiene fases líquida, sólida y gaseosa, llamándole a la fase
líquida lava.
b- La resistencia puede ser variable.
c- Poseen Zonas de alta permeabilidad.
d- Las lavas suelen ser duras y de mejor resistencia, pero sobre estratos piroclásticos
o sedimentarios pueden deslizar y/o hundirse.
e- Usualmente presentan alto grado de fracturamiento, requiriendo soporte (malla,
pernos).
f- En excavaciones subterráneas, es posible encontrar grandes flujos de agua por
fracturas o acumulada entre capas impermeables (en general tobas, mientras las
lavas son más permeables por su fracturamiento).
g- Rocas y depósitos piroclásticos pueden ser altamente compresibles y de baja
resistencia, requieren de estudios detallados paras ser usadas como suelo de
fundación de presas o grandes estructuras.
Propiedades Ingenieriles de Rocas Sedimentarias.
1- Rocas sedimentarias Clásticas o detríticas:
 Rocas sedimentarias clásticas Gruesas (Conglomerados y areniscas):
a- Alta porosidad.
b- conductividad hidráulica puede ser alta. Fracturamiento puede elevar más la
conductividad.
c- En climas secos, se produce una costra de mayor dureza, que puede ser
malinterpretada como la resistencia de la roca.
d- En general forman taludes estables, pero pueden formarse fracturas paralelas al
talud.
e- Tronadura de rocas más duras debe hacerse con cuidado, ya que se puede fracturar
más allá de la zona deseada.
f- son buena roca de fundación y para excavaciones subterráneas. Sin embargo, hay
que proteger de flujos de agua que puedan generar erosión interna.
 Rocas sedimentarias Clásticas finas (lutitas y limolitas):
a- Poseen resistencia baja.
b- Las lutitas se distinguen por ser fisibles: la fisibilidad es la tendencia a romperse en
planos muy poco espaciados y paralelos, es decir se rompe en láminas.
c- Las rocas con minerales de arcilla tipo presentan problemas de expansividad.
d- Otro problema común es el desgaste o deterioro de la roca al ser expuesta a
condiciones ambientales manifestándose por agrietamiento y a veces hinchamiento.
e- En estado masivo, las rocas sedimentarias finas son impermeables. Sin embargo,
si están fracturadas pueden tener alta conductividad hidráulica.
f- En rocas arcillosas son comunes los deslizamientos, pudiendo ser de gran
extensión. En este caso, el movimiento puede convertir el material en un barro
viscoso que puede continuar moviéndose como un flujo.
g- La excavación de túneles puede presentar problemas de colapso por hinchamiento
(squeezing) que deforme las paredes.
h- Posibilidad de asentamientos diferenciales para fundaciones.
2- Rocas Sedimentarias de origen Químicas y Bioquímicas.
a- Causan peligros asociados a colapsos y deslizamientos, debidos a cambios en
condiciones de aguas subterráneas.
b- Necesitan una exploración cuidadosa para detectar zonas disueltas. Técnicas
geofísicas son útiles cerca de la superficie.
c- Irregularidad en la superficie de la roca puede causar errores en estimación de
volúmenes, profundidad de fundaciones, etc.
d- Pueden presentar problemas de expansividad al absorber agua.
Propiedades Ingenieriles de Rocas metamórficas.
Para Rocas metamórficas foliadas (pizarras, filitas, esquistos y gneises) y Rocas
metamórficas no foliadas (mármol y cuarcita):
a- En estado fresco, la roca suele ser dura y resistente. Las condiciones pueden variar
ampliamente en la zona meteorizada.
b- En general se pueden sondear, excepto rocas muy duras como las cuarcitas.
c- Rocas foliadas son altamente susceptibles a inestabilidad de taludes, en especial
donde la foliación es favorable.
d- La posibilidad de deslizamientos, así como desprendimiento de bloques, también es
una amenaza para todo tipo de excavaciones.
e- Para excavaciones subterráneas las rocas granulares son de buena calidad
geotécnica.
f- Cuarcitas o núcleos de cuarzo son altamente abrasivos.
CLASE 2
UNIDAD II: Suelos - Erosión
Tema: 2.1 Los Suelos
Objetivo: Conocer la importancia de los suelos, el origen, composición, Tipos, principales
propiedades y clasificación de suelos en Nicaragua.
Suelos
Son elementos naturales, compuestos por minerales separables por medios mecánicos de
poca intensidad y comprenden en su mayoría la superficie continental de la tierra.
Los suelos cambian mucho de un lugar a otro. La composición química y la estructura física
del suelo en un lugar dado, están determinadas por el tipo de material geológico del que se
origina, por la cubierta vegetal, por la cantidad de tiempo en que ha actuado la
meteorización, por la topografía y por los cambios artificiales resultantes de las actividades
humanas.
El conocimiento básico de la textura del suelo es importante para los ingenieros que
construyen edificios, carreteras y otras estructuras sobre y bajo la superficie terrestre.
Origen de los suelos
Son originados por la desintegración de las rocas causados por agentes externos como el
frio, calor, lluvia. Los fragmentos de rocas se entremezclan con restos orgánicos,
fragmentos de vegetales etc. Y con el paso del tiempo todos estos materiales se van
estratificando y terminan de formar lo que llamamos “Suelos”.
Los suelos según el proceso de formación pueden ser:
1- Suelos residuales: Son suelos que están compuestos por todas las impurezas
insolubles de las rocas y se encuentran inmediatamente arriba de ella.
2- Suelos transportados: Son suelos removidos del lugar de formación por agentes
externos y redepositados en otra zona.
Composición de los suelos
1- Partículas orgánicas: Está formada por restos vegetales y restos animales. La
fracción orgánica representa entre el 2 y el 5% del suelo superficial en las regiones
húmedas.
2- Partículas inorgánicas: Son suelos producidos por la descomposición de las rocas
superficiales. Tienen tamaños que varían desde grandes partículas del suelo como
la arena y la grava hasta las pequeñas partículas inorgánicas como las arcillas finas
y los limos.
Tipos de suelos Inorgánicos
a- Gravas: Son acumulaciones sueltas de fragmentos de rocas y tienen un tamaño de
más de 2 mm de diámetro.
b- Arenas: Son procedentes de la trituración natural de la roca, el tamaño de sus
partículas varía desde 2 mm hasta 0.05 mm de diámetro.
c- Limos: Son suelos de granos finos con poca o ninguna plasticidad, el tamaño de
sus partículas varía desde 0.06 mm hasta 0.002 mm. Su color puede ser desde gris
claro hasta gris oscuro; por lo que su color varía de acuerdo a su procedencia.
d- Arcillas: Son suelos plásticos cuyas partículas son de tamaño menor a 0.002 mm.
Se derivan de la descomposición de las rocas, son suelos blandos cuando están en
presencia de agua y duros cuando están secos.
Propiedades de los suelos tipos de suelos y Pruebas de laboratorio:
-Exploración, muestreo y contenido de humedad.
-Gravedad especifica.
-Propiedades índices de los suelos: Grado de saturación, porosidad, densidad, relación de
vacíos.
- Granulometría.
- Propiedades Índice de los suelos.
- Densidad in situ y en laboratorio.
-Prueba de materia orgánica.