Libro guía de mecánica de suelos I

Todas las obras de ingeniería civil descansan de una u otra forma sobre el suelo y muchas de ellas utilizan el suelo como elemento de construcción como es el caso de terraplenes, diques y rellenos en general; por lo que, en consecuencia su estabilidad, comportamiento funcional y estético están regidos, entre otros factores, por la conducta del material de asiento situado dentro de las profundidades de influencia de los esfuerzos que se generan, o por el suelo utilizado para conformar los rellenos. Si se sobrepasan los límites de la capacidad resistente del suelo, o si aún sin llegar a ellos las deformaciones en el suelo son considerables, se pueden producir esfuerzos secundarios en los miembros estructurales no hayan sido considerados en el diseño, lo que produce importantes consecuencias en la estructura como ser fisuras, grietas, alabeo o desplomos que pueden producir, en casos extremos el colapso de la obra o su inutilización y abandono de la misma. En consecuencia, las condiciones del suelo como elemento de sustentación, construcción y las del cimiento como dispositivo de transición entre aquél y la superestructura, han de ser siempre observados, aunque esto se haga en proyectos pequeños fundados sobre suelos normales a la vista de datos estadísticos y experiencias locales y en proyectos de mediana a gran importancia o en suelos dudosos, infaliblemente, a través de una correcta investigación con la mecánica de suelos.

Durante los últimos años se han estado empleando cada vez más los vocablos geotecnia y geomecánica para significar la asociación de las disciplinas que estudian la corteza terrestre desde el interés de la ingeniería civil, concurriendo a este vasto campo ciencias como la geología con sus diversas ramas y la geofísica con su división, la sismología. A la vista de los tres materiales sólidos naturales que ocupan nuestra atención, puede dividirse la geotecnia en: mecánica de suelos, mecánica de rocas y mecánicas de nieves, todas presentadas en orden de aparición dentro de las cuales la última no tiene cabida en un medio subtropical. La más utilizada es la mecánica de suelos donde se considera al suelo como un material heterogéneo, distinto de partícula a partícula, donde su contenido de humedad que puede ser variable con el tiempo ejerce una importante influencia sobre su comportamiento; debiendo aplicarse los conocimientos físicos-matemáticos para evaluar y predecir su comportamiento. El caso es distinto para con otros materiales de construcción tales como el acero y el hormigón, donde las cualidades físicas son claras y comprensibles, con relativa facilidad a través de procesos metalúrgicos que ofrecen una amplia gama de productos finales, en el primer caso, y mediante diseños de mezclas en el segundo, todo en armonía con las necesidades de un proyecto dado.

Sin embargo, esta rama de la ciencia ha tenido un desarrollo esforzado y acelerado en los últimos años, pese a la utilización de teorías e hipótesis de cumplimiento parcial o entre rangos determinados. Al suelo se aplican leyes como las de Hooke y Navier que presuponen al hormigón como un cuerpo perfectamente elástico donde las secciones planas, antes de la deformación, continúan siendo planas durante y después de la deformación, distantes de ser exactas; aceptándose como buenos y válidos los resultados obtenidos de su aplicación.

Terzaghi definió que la mecánica de suelos es 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 sólidas, producidas por la desintegración mecánica o la descomposición química de las rocas, independientemente de que tengan o no materia orgánica.

El texto se divide en siete capítulos. El primer capítulo desarrolla las propiedades índice de los suelos. En el segundo capítulo se exponen los sistemas mas usados para la clasificación de suelos en laboratorio. El tercer capítulo desarrolla el sistema de clasificación de suelos por medio de métodos visuales y manuales, el cual consiste en describir el suelo para poder posteriormente identificarlo. En el cuarto capítulo se desarrolla el flujo de agua en los suelos ya sea en una, dos y tres dimensiones. En el quinto capítulo se desarrolla el concepto de los esfuerzos efectivos actuantes en el interior de una masa de suelo. El sexto capítulo comprende la resistencia al corte que ofrece un suelo, al ser sometido a cambios de esfuerzos. Finalmente en el séptimo capítulo se desarrolla la compactación de los suelos para el uso en obras civiles.

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Autor:
CAMPOS RODRIGUEZ JORGE
GUARDIA NIÑO DE GUZMÁN GERMÁN MARCELO