Suelos Licuefactables
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Suelos Licuefactables
FACULTAD DE INGENIERÍA
Curso:
«Mecánica de Suelos I».
Docente:
Ing. Juan Merino Roncero.
Grupo:
Grupo N° «2».
Alumnas(os):
Ciclo académico:
2019-I
MECÁNICA DE SUELOS I 1
ÍNDICE
1. Introducción ...................................................................................................... 3
3. Desarrollo ......................................................................................................... 8
4. Conclusiones ................................................................................................... 16
5. Soluciones ....................................................................................................... 17
6. Anexos ................................................................................................................ 20
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ANÁLISIS DE SUELOS INESTABLES-LICUEFACTABLES
1. Introducción
Cada uno de los suelos presentan un comportamiento distinto, que se pueden
reducir a causas mecánicas, pero, existen otros factores naturales que te
intervienen en comportamiento de este, los cuales provocan un comportamiento
inestable y particular al terreno, por ende, existen diferentes tipos de suelos los
cuales presentan fenómenos distintos. En el siguiente informe analizaremos el
fenómeno de licuefacción de suelos el cuál se produce cuando un terreno sólido
saturado pasa a uno en estado líquido como consecuencia del aumento de la
presión que proporciona el agua encontrada en los poros de un suelo reduciendo
así la masa del suelo. Los sismos y terremotos son el principal factor que generan
esto ya que, el suelo pierde su resistencia al corte por tanto se convierte como un
espeso liquido debido al desarrollo de presiones intersticiales rápidas, generando
grandes deslizamientos, fisuras de superficies. El Perú, no está libre de
licuefacción en sus suelos, ya que, por estudios e investigaciones hechos
recientemente, se ha podido demostrar la presencia de este fenómeno en sus
zonas costeras. Por otro lado, vemos que cada día aumentan las construcciones
en las costas de nuestro país, y en su gran mayoría, no toman en cuenta la
presencia de este fenómeno. En Lambayeque los fenómenos de licuefacción
tienen un suelo en particular. En su mayoría, están compuestos de arenas y la
presencia de nivel freático, además de que es una zona propensa a sismos. Así
mismo este análisis permitirá identificar las zonas que se verán más propensas a
este fenómeno para que se tengan en cuenta cuando se realicen los planes de
desarrollos territoriales de las zonas de Lambayeque.
1.1) Objetivos
1.1.1) Objetivos generales
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1.1.2) Objetivos específicos
2. Marco Teórico
2.1) Suelos licuefactables
Se le conoce como suelos licuefactables a
aquellos que sufren un fenómeno en el cual
los terrenos, a causa de saturación de agua y
mayormente, a aquellos suelos que contienen
gran cantidad de arena o grava, pierden su
firmeza y fluyen como consecuencia de
esfuerzos provocados en ellos debido a los
sismos o temblores.
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Se observa también que en suelos areno-limosos saturado, como suelo licuable,
ya que al haber presencia de esfuerzos cortantes, aumentan las presiones
intersticiales (al no haber drenaje), desapareciendo su resistencia al corte,
dejando al suelo en un estado líquido, y así, perdiendo su estabilidad y
generando asentamientos considerables.
Figura 2. Tipo de suelo y posición del nivel del agua en las zonas
críticas de licuación.
La licuación de flujo produce los más grandes daños a las estructuras de entre
todos los fenómenos relacionados a la licuefacción debido a inestabilidades
conocidas como fallas de flujo (ARTÌCULO)
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peso, y mayor la posibilidad de densificación. Es decir, a mayor profundidad,
mayor presencia de licuefacción.
3. Densidad
La presencia de licuefacción se da en suelos saturados, no cohesivos y sueltos.
Al haber una carga repetitiva, puede densificarse. Al hacerlo, disminuye, el
volumen de suelo y agua y aumenta la presión intersticial si los poros se llenan
de agua.
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últimos 10,000 años) de arenas y sedimentos de tamaños de partículas similares,
en capas de por lo menos más de un metro de espesor, y con un alto contenido
de agua (saturadas).
En aquellos sitios donde el terreno está constituido por depósitos limosos o
arenosos de espesor considerable, poco consolidados, con nivel freático a pocos
metros de profundidad y cercanos a zonas generadoras de sismos someros de
magnitud moderada o gran, puede presentarse el fenómeno de licuación de
arenas.
Este fenómeno ocurre cuando la presión del fluido contenido en los espacios
intergranulares aumenta repentinamente como consecuencia de la presión
inducida por el paso de ondas sísmicas, haciendo que el contacto entre los
granos disminuya a tal grado que el cuerpo sedimentario llega a comportarse, por
unos instantes, como un líquido denso.
La licuefacción en gravas limpias es posible, y registros históricos así lo indican,
sin embargo, su potencial de licuefacción es sensiblemente inferior al de las
arenas o limos. Esto es así debido a que, a igualdad de contenido de finos, la
superior permeabilidad de estos materiales de grano grueso sobre las arenas o
limos limitan la capacidad de reproducción de las condiciones no drenadas
necesarias para el aumento de las presiones de poro durante la excitación sísmica.
2.3.2) Arcillas y limos
Los limos y arenas sueltas saturadas tienden a contraerse bajo los procesos de carga
cíclicos impuestos por la excitación sísmica. Factores como la magnitud y la duración del
sismo pueden afectar la capacidad de drenaje a corto plazo del suelo granular saturado,
provocando la transferencia de las tensiones normales desde la matriz granular del
terreno hacia el agua intersticial, resultando una notable reducción de las tensiones
efectivas en el terreno (y con ello su resistencia y rigidez) y un aumento de la presión de
poro.
El terreno debe ser granular muy poco cohesivo (o directamente sin cohesión), saturado
o muy cercano a la saturación completa. Registros históricos del fenómeno de la
licuefacción han sido relacionados con terrenos variables desde limos de baja plasticidad
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hasta gravas, siendo las arenas limpias y los limos de baja o nula plasticidad, los terrenos
más susceptibles de sufrir licuefacción.
En cuanto a las arcillas, no se podría producir la licuefacción porque este tipo de suelo
no es permeable y a consecuencia de esto, no se podría hundir o desmoronarse, haciendo
que en suelos así no se produce.
3. Desarrollo
3.1) Antecedentes
Según los antecedentes plasmados en este artículo podemos decir que son los
fenómenos naturales los principales causantes del tema en cuestión, para ser
precisos, sismos y terremotos del cómo se desarrolla la licuefacción y como es que
afecta generalmente a la humanidad en el ámbito poblacional, estructural y
económico.
Entonces, según lo descrito en el contenido del artículo se dice que este se hizo con
el único interés de conocer el potencial de resistencia de los suelos de Lambayeque
y Morrope. Para esto, el autor estudio minuciosamente el tema y desarrollo los
debidos ensayos, como granulométrico, Casagrande, Calculo de potencial de
licuefacción, entre otros, y así tener los conocimientos necesarios para tener un
buen desenvolvimiento y rendimiento.
Para esto, debemos tener bien claro en lo que se basó, el por qué y el para qué del
estudio de este artículo. Analizaremos uno por uno cada antecedente propuesto en
el trabajo inicial y obtendremos nuestras propias conclusiones de cómo se fue
desarrollando dicho trabajo.
Empezamos por el ensayo de Aguilar y Miles, escrito en 2016 y que tiene por tema
“Los principales motivos razones por las cuales se dio el colapso de las
edificaciones en Portoviejo.” Siendo este artículo una guía, debido a que toman al
fenómeno de licuefacción como causante principal del colapso. Este ensayo
también hace evidencia que el agua es un factor importante cuando hablamos de
suelos licuefactibles.
También se menciona a Delgado José y a su ensayo que fue escrito en 2011,
titulado “Efectos Geotécnicos en los Terremoto.” Este nos habla acerca de un sismo
que ocasiono miles de muertes humanas y miles de pérdidas en el ámbito de
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construcción, este sismo también fue causante de un tsunami que afectó lo
suficiente a toda la isla y dejar un fuerte recuerdo que como para hoy en día es parte
de un análisis de tesis.
A continuación, hablaremos sobre Escordia Darwin y Herrera Jesús. Que publicaron
su tesis en 2017 titulado “Caracterización Geotécnica del Subsuelo y Evaluación
Sísmica en el Sector Getsemaní en la Ciudad de Cartagena de Indias.” Esta tesis
tiene por tema principal las características geotécnicas del subsuelo. La pregunta
es, por qué se tomó esta tesis como un antecedente. Porque según el autor es de
suma importancia el comportamiento sísmico de la zona a trabajar. De tal manera
que uno como profesional pueda dar recomendaciones y/o soluciones para a futuro
evitar problemas innecesarios en cuanto a construcción se refiere.
Además, nos encontramos con el artículo de Fernández Liuska, Guardado Rafael,
Herrera Isabel, Oliva Ricardo y Díaz Pedro, que fue desarrollado en 2016 y titulado
“Escenarios susceptibles a la licuefacción inducida por sismos de gran magnitud en
Santiago de Cuba.” Este artículo ya es mucho más técnico porque cuenta con
ensayos específicos y que según estos determinan exactamente dónde se
encuentran los suelos licuables y que tipo de suelo es el más propenso a este
fenómeno, de manera que los resultados que evidencien serán una buena fuente
para trabajos futuro como el trabajo en cuestión.
Tenemos también a Lara Yañez, Nicolas Esteban (2013), que tiene un artículo
titulado “Susceptibilidad de Licuefacción de la Comuna de Doñihue”. Este artículo
te proporciona toda la información de los lugares con suelos licuables en Chile. Lo
que se puede rescatar y en conclusión es lo más importante, es que siempre se
debe contar con información básica como esta, siempre se debe tener presente los
lugares hábiles de tu comuna para iniciar una edificación y de no ser el caso por lo
menos tener a la mano una referencia del tema. Estar bien informados no cuenta
nada y evita a los profesionales a tener problemas futuros en constructoras u otro
centro de trabajo.
Ubicamos a Távara, Hernando con el artículo “Evaluación del Peligro Asociado a
los Sismos y Efectos Secundarios en Perú.” Este describe exactamente la
ocurrencia de sismos en el Perú. Este artículo es muy interesante debido a que
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explica el por qué y las causas del fenómeno de licuefacción y se hace mucho más
interesante porque son estudios desarrollados en nuestro país. Entonces, se hace
referencia de que, una vez más, los sismos son los causantes de este fenómeno.
Además, te indica donde son los lugares más propensos a este fenómeno y cuáles
son las características de estos suelos para que se provoque el fenómeno en
cuestión
Alva Hurtado, Jorge. Nos presenta en 201 su artículo titulado “Licuación de Suelos
en Perú.” En este te menciona las intensidades máximas de los sismos habidos en
Perú y te recalca los lugares con más probabilidades a la existencia de sismos y por
ende a suelos licuefactables. Te hace mención también del lugar donde ya ocurrió
este fenómeno, que sería Nazca; que, como peruanos, sabemos la dimensión de lo
que fue y causó en su momento el sismo en esta parte del Perú.
3.2) Estudios realizados en la tesis
Esta tesis cuenta con valores reales, pues se realizaron diversos estudios que
permitieron la recolección de datos, su respectivo análisis e interpretación. Además,
se utilizaron como fuentes a tres normativas del Reglamento Nacional de
Edificaciones (E-030 Diseño Sismorresistente, E-050 Suelos y Cimentaciones y E-
060 Concreto armado) para realizar los tipos de estudios explicados a continuación:
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Menciona que se realizó un muestreo de alterados e inalterados.
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3.2.2.1) Límite líquido
Es el contenido de humedad para el cual el suelo pasa del estado líquido al p1stico.
El ensayo que permite determinar el Limite Liquido consiste en colocar diferentes
muestras de suelo, con humedad variable, en un recipiente o taza met1ica
accionada por medio de una manivela, que la levanta y deja caer bruscamente
repetidas veces, sobre una base de madera dura.
w = ( Ww / Ws ) * 100 ( % )
Donde:
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3.2.5.2) Suelos de grano grueso
Se clasifican en:
a) Prefijos
b) Sufijos
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3.2.7) Metodología en base al Ensayo de SPT
Este es un método de predicción para evaluar el fenómeno de licuefacción en base
a la relación que existe entre lo pasado en sismos que han ocurrido en la historia y
la resistencia que posee el suelo a la penetración y, la velocidad a la que se
propagan las ondas de corte. Además, es un método basado en la teoría de las
probabilidades, pues así se evaluará el número de golpes de SPT, resistencia por
punta (q), fuste del SPT y medida de la velocidad de propagación de corte.
Es uno de los más usados para realizar ensayos de terreno, pues es capaz de medir
la resistencia de cualquier tipo de suelo frente a la inyección de muestreador
(sacamuestras partido o cuchara normal) partido de diámetro 2”.
3.2.7.1) Características
Gran cantidad de aplicación del estudio en caso de licuefacción.
Encontrar a partir de la aplicación del ensayo, la deformación producida por
una tensión.
El control de repeticiones y de cantidad es bueno, así como la variación de
los depósitos de suelos.
Permite obtener muestras de suelos.
Mide índices.
3.2.7.2) Ventajas
Muestreo.
Brinda el contenido de finos del suelo y el tipo de suelo al que pertenece
con mucha fiabilidad, pues es en base a muestras.
Gracias a la trayectoria a través de la historia con el SPT, el cálculo de la
licuefacción gana peso por su fiabilidad.
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3.2.8) Estudio de prospección geoeléctrica: Equipos de sondajes eléctricos
verticales (SEV’S)
Es un método geofísico que permite obtener la estratigrafía aproximada para un
perfil de suelo compuesto de cerca de 4 capas, que tienen espesores similares y
propiedades homogéneas, se realiza sobre la base de la variación de las
resistividades de los diferentes tipos de suelos para poder obtener la estratigrafía
del mismo por medio de relaciones empíricas, estas variaciones dependen del
contenido de humedad, la concentración de iones disueltos, por ejemplo las arcillas
saturadas tienen muy baja resistividad en contraste con los suelos secos y rocas
que poseen altas resistividades.
Con éste método se pueden cubrir grandes áreas de estudio en periodos cortos de
tiempo, comparados con sondeos físicos de perforación.
4. Conclusiones
En el área total estudiada predomina hasta un 80% de arenas limosas de grano fino
y grueso. Además, por la extensión de la zona de estudio se dividió en 9 sub- zonas.
En un suelo para que pueda haber presencia de licuefacción debe: ser homogéneo,
poseer un nivel freático superficial, presentar movimientos sísmicos y poseer
grandes estratos.
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Para la determinación del potencial de licuefacción de suelos utilizaron Sondajes
Eléctricos Verticales (SEV’s), Método NCEER 1998 Y Método de IWASAKI Y
TOKIMATSU, cumpliendo con la normatividad respectiva.
5. Soluciones
Mediante la problemática existente en la zona, este articulo nos propone una serie
de alternativas para futuras construcciones.
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distancia mínima de seguridad es de 20 o 30 m.
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Figura 15. Sistemas de inyección
6. Referencias bibliográficas
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7. Anexos
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