2 Desarrollo e Historia

DESARROLLO E HISTORIA
Prof. Ing. Gabriel Celentano

CONTENIDO
1. INTRODUCCIÓN
2. FORMA DE TRABAJO DE LA GEOTECNIA
3. APORTE DE HOMBRES PRECURSORES
4. CASOS MUNDIALES DE APLICACIÓN
5. CIUDADES NOTORIAS POR SUS HUNDIMIENTOS
6. OBJETIVOS
7. PROBLEMAS GEOTÉCNICOS EN DESARROLLOS
URBANOS
8. CUESTIONARIO
9. BIBLIOGRAFÍA
Primera página
1.- INTRODUCCIÓN
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1.- INTRODUCCIÓN
• El propósito de esta clase introductoria es despertar el interés

del alumno que inicia el estudio de la Mecánica de Suelos, y
señalarle algunos conceptos realmente fundamentales.
• En esta etapa que es muy somera, se presenta un cuadro

amplio de los problemas de Ingeniería civil que pueden
abordarse con éxito mediante los principios de la Mecánica
de Suelos.
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1.- INTRODUCCIÓN
• En la prehistoria la construcción con el suelo y los problemas

asociados ya les generaba problemas a la gente, cuando
cavaban cuevas y construían chozas de barro para refugio.
• La Biblia hace referencia a que era preferible construir sobre

roca que sobre arena (Mt 7:24-27).
• Los egipcios ya conocían los problemas de suelos y aún así

cavaron en tiempos pre–bíblicos, en un suelo de sedimentos
del Nilo muy suaves.
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1.- INTRODUCCIÓN
• Los romanos se vieron envueltos en la construcción de

carreteras, parte de ellas es utilizada hoy como sub base de
soporte, y fundaciones para acueductos, algunos de ellos
transportaron agua varios kilómetros.
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1.- INTRODUCCIÓN
• El Foro, el Coliseo y otras construcciones del medioevo,

incluyendo la notable Catedral de San Pedro, fueron
construidos utilizando principios de fundaciones sólidas,
bien drenadas que son válidas hoy en día.
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1.- INTRODUCCIÓN
• Los chinos utilizaron los suelos hace mucho tiempo, su más

notable construcción es la Gran Muralla China, que fue
construida durante la dinastía Ch’in (221-207 A.C.).
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1.- INTRODUCCIÓN
• Actualmente ha desaparecido casi la mitad de los 6.400 km

de la muralla debido a desmoronamientos, falta de
mantenimiento, robo de ladrillos o piedras por parte de los
pobladores, crecimiento excecivo de árboles cuyas raíces
traspasan las bases, etc.
• En la primera mitad del siglo XX, la Gran Muralla sufrió

daños durante la prolongada guerra contra Japón, igual que
durante la guerra civil china. Pero el ascenso al poder del
Partido Comunista, en 1949, marcó un período de gran
deterioro.
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1.- INTRODUCCIÓN
• En América se construyeron grandes montículos de tierra así

como pirámides y templos, entre los años 2000 AC y 1500
DC.
• Sus constructores fueron, Indígenas americanos en los

EEUU, Mayas e Incas en México y a través de
Centroamérica y Sudamérica (Sowers 1981).
• Hay obras de muros de contención de aguas así como otras

obras civiles relacionadas, construidas por los pueblos
existentes en el año 1000 AC (Schnitter 982).
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2.- FORMA DE TRABAJO DE LA GEOTECNIA
Primera página
2.- FORMA DE TRABAJO
• Virtualmente todos los ingenieros civiles, medio

ambientalistas, de transporte, estructurales y geotécnicos
están al tanto de los principios de Mecánica de Suelos.
• Todas las obras de ingeniería civil descansan, de una u otra

forma, sobre el suelo, y muchas de ellas, utilizan al suelo
como elemento de construcción para:
 Terraplenes
 Diques y rellenos en general
 Desmontes
 Viviendas
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• La estabilidad y comportamiento funcional y estético estarán

regidos, entre otros factores por:
 La conducta del material de asiento situado dentro de las

profundidades de influencia de los esfuerzos que se
generan.
 El suelo utilizado para conformar los rellenos.
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• La Ingeniería de las Fundaciones, es la especialidad de

diseño que está relacionado con la conducta del suelo y su
desempeño en la interfase de la superestructura (la parte
superior) y la subestructura (la fundación) con el terreno.
• El estudio de la mecánica de suelos es de una considerable

importancia económica dado que el suelo es el material de
más fácil obtención en cualquier sitio.
• Toda obra sobre superficie es soportada por suelo o roca, y
gran parte del abastecimiento de agua se mueve a través del
suelo (a pozos) o es retenida por él en reservorios tales como
presas de tierra. El método más común de disposición de
residuos sólidos es sobre superficie (rellenos sanitarios).
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• Un estudio de Mecánica de Suelos, y la serie de

procedimientos de ensayos estandarizados disponibles para
determinar las propiedades de los suelos, permiten al
ingeniero ganar rápidamente experiencia y obtener una
“sensación” del comportamiento del suelo. Aún cuando un
ensayo sea lo suficientemente estandarizado o que haya sido
realizado de manera cuidadosa, si la muestra de suelo usada
“no es representativa” de la masa, el resultado puede no tener
mucho valor.
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• Si se sobrepasan los límites de la capacidad resistente del

suelo, o si aún sin llegar a ellos las deformaciones son
considerables, se pueden producir esfuerzos secundarios en
los miembros estructurales, quizás no tomados en
consideración en el diseño, productores a su vez de
deformaciones importantes, fisuras, grietas, alabeo o
derrumbes que pueden producir, en casos extremos, el
colapso de la obra o a su inutilización y abandono.
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• En consecuencia, las condiciones del suelo como elemento

de sustentación y construcción y las del cimiento como
dispositivo de transición entre aquél y la supraestructura,
deben ser siempre observadas, 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 de Mecánica de Suelos.
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• El estudio de la Mecánica de Suelos es de una considerable

importancia económica dado que el suelo es el material de
más fácil obtención en cualquier sitio.
• 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.
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• A la vista de los tres materiales sólidos naturales que ocupan

nuestra atención, podemos dividir la geotecnia en:
 Mecánica de suelos
 Mecánica de rocas
 Mecánica de nieves
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• La Mecánica de Suelos, motivo de nuestro estudio:
 Trata sobre un material heterogéneo.

 Diferente de partícula a partícula.
 El contenido de humedad puede ser variable con el
tiempo.
 Utiliza teorías e hipótesis de cumplimiento parcial o entre
rangos determinados.
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3.- APORTES DE HOMBRES PRECURSORES
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3.- APORTES DE HOMBRES
3.1.- Introducción
• La tierra, uno de los elementos más abundantes en la

Naturaleza, ya señalado por los antiguos como uno de los
cuatro básicos que componen nuestro inmemoriales como
material de construcción. En su manejo y utilización el
análisis científico ha ido reemplazando, gradualmente, a las
reglas intuitivas, siendo el estado actual del conocimiento la
suma de los aportes de diversos científicos, físicos,
matemáticos e ingenieros, que desde el pretérito fueron
forjando, sin saberlo, una nueva ciencia, nutrida por sus
investigaciones.
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3.2.- Hombres pioneros
Cabe destacar los nombres de:
• Charles Augustín de Coulomb (1736-1806)
• Alexander Collin ( )
• Tomás Telford (1757-1834)
• Jean Victor Poncelet (1788-1867)
• Henry Philibert Gaspard Darcy (1803-1858)
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3.2.- Hombres pioneros
• George Gabriel Stokes (1819-1903)
• William John Macquorn Rankine (1820-1872)
• Karl Culmann (1821-1881)
• Otto Mohr (1835-1918)
• Joseph Boussinesq (1842-1929)
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3.2.1.- Charles Augustín de Coulomb
Las contribuciones del ingeniero militar francés Coulomb tienen
todavía vigencia, en fricción, electricidad y magnetismo.
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En su trabajo de 1773 describe la teoría de la rotura de pilas de
mampostería, el diseño de los arcos, y la teoría de presión de
tierras.
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Posteriormente desarrolló la teoría del deslizamiento
generalizado en la mecánica de suelos, actualmente vigente en la
ingeniería básica.
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3.2.2.- Alexander Collin
Publicó en 1846 su trabajo "Recherches Expérimentales sur les

Glissements Spontanés des Terrains Argileux".
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3.2.3.- Thomas Telford
Fue un ingeniero inglés, constructor de puentes, puertos y
canales, primer presidente de la Asociación Británica de
Ingenieros Civiles, en 1820. Sus investigaciones lo llevaron a
desarrollar una modalidad de pavimentos.
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3.2.4.- Jean Victor Poncelet
Ofreció en 1840 un método gráfico para la determinación directa
de la superficie de falla y las presiones de tierra activa y pasiva.
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3.2.5.- Henry Philibert Gaspard Darcy
El físico francés H. Darcy autor, en 1856, de una ley básica para

el estudio del flujo del agua en los suelos.
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3.2.6.- George Gabriel Stokes
Enunció una ley que rige el descenso de una esfera en un líquido,

fundamento del ensayo granulométrico por sedimentación.
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3.2.7.- William John Macquorn Rankine
Fue un ingeniero y físico escocés que se distinguió, también, por
sus trabajos en termodinámica.
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3.2.7.- William John Macquorn Rankine
Sus más importantes trabajos fueron el Manual de Mecánica
Aplicada (1858), Manual de turbinas a vapor y otros
movimientos primarios (1859), Ingeniería Civil (1862),
Máquinas (1869), Tablas y Reglas (1866), Mecánica (1873),
Teoría termodinámica de ondas disturbadas longitudinales
finitas.
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3.2.8.- Karl Culmann
Le dió una solución gráfica a la teoría de Coulomb-Poncelet,
permitiendo la resolución de problemas complejos de presiones
de tierras.
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3.2.9.- Otto Mohr
Mohr ideó un método gráfico para representar esfuerzos
normales y tangenciales actuantes en planos inclinados, cuando
el material se somete a esfuerzos biaxiales, de útil aplicación en
el campo de los suelos.
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3.2.10.- Joseph Boussinesq
De Boussinesq hemos aprovechado sus ecuaciones para
establecer los valores de las componentes verticales de esfuerzos
generados por la aplicación de cargas.
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3.3.- Hombres posteriores
Entre los principales contribuyentes modernos tenemos a:
• Karl Terzaghi (1883-1963)

• Albert Mauritz Atterberg (1846-1916 )
• Wolmar Fellenius (1876-1957)
• Arthur Casagrande (1902-1981)
• Ralph B. Peck (1912-1980)
• Laurits Bjerrum (1918-1973)
• Alec Westley Skempton (1914-2001)
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3.3.1.- Karl Terzaghi
El padre indiscutible de la Mecánica de Suelos, nació en Praga,
Checoslovaquia, y murió en los Estados Unidos de
Norteamérica, a los ochenta (80) años de edad.
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Trabajó en Austria, Hungría y Rusia, de 1915 a 1921. Fue
profesor del Robert College de Constantinopla, de 1915 a 1925.
Enseñó ingeniería de fundaciones en el Instituto Tecnológico de
Massachusetts, entre 1925 a 1929, dedicándose simultáneamente
a la práctica consultiva en Norte y Centro América.
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En el MIT inició el primer programa estadounidense sobre
mecánica de suelos y consiguió que esta ciencia se considerase
como una materia importante en la Ingeniería civil. En 1938,
pasó a la Universidad de Harvard donde desarrolló y expuso su
curso sobre geología aplicada a la Ingeniería.
Catedrático en Viena, de 1929 a 1938, comenzó a trabajar a partir

de este último año con la Universidad de Harvard. Su obra
"Erdbaumechanik", publicada en 1925, en Viena y en idioma
alemán, marcó el nacimiento de una nueva disciplina.
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3.3.2.- Albert Mauritz Atterberg
Nació en Suecia, estableció una serie de ensayos para determinar
el comportamiento plástico de los suelos cohesivos, de amplia
difusión mundial, hoy en día, en cuyos resultados están basados
todos los sistemas de clasificación ideados.
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3.3.3.- Wolmar Fellenius
Fellenius, trabajando para la Comisión Geotécnica de los
Ferrocarriles del Estado Sueco, creó un método para analizar y
diseñar taludes que se designa con su apellido o es denominado
"Método Sueco", el cual se ha convertido en el procedimiento
indispensable para el estudio de taludes de presas, carreteras o de
cualquier otro tipo.
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3.3.4.- Arthur Casagrande
Alemán de origen, emigró a los EE.UU. en 1926. Alumno
sobresaliente y compañero de Terzaghi, es después del maestro la
figura más relevante en la Mecánica de Suelos; siendo notables
sus contribuciones en equipos y sistemas al estudio de la
plasticidad, consolidación y clasificación de los suelos.
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3.3.4.- Arthur Casagrande
Organizó junto al Dr. Terzaghi el Primer Congreso de Mecánica
de Suelos y Fundaciones, celebrado en la Universidad de
Harvard, Massachusetts, en el año de 1936, habiendo sido
presidente de la Sociedad Internacional de Mecánica de Suelos y
Cimentaciones.
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3.3.5.- Ralph B. Peck
Nació en Winnipeg, Canadá, estudiando en el Instituto
Politécnico de Rensselaer y en la Universidad de Harvard. En el
año 1939 comenzó una duradera asociación en la Universidad de
Harvard con el Dr. Terzaghi.
Como representante de Terzaghi durante la fase inicial de

construcción del Metropolitano de Chicago, Peck estuvo a cargo
del Laboratorio de suelos y del programa de pruebas in situ en
una de las primeras obras de importancia en la cual la mecánica
de suelos moderna desempeñó un papel vital.
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3.3.6.- Laurits Bjerrum
Nació y estudió en Dinamarca. Trabajó en Suiza y en su país
natal, siendo el primer director, en 1951, del Instituto Geotécnico
Noruego. De esa época son sus valiosas investigaciones en torno
a la resistencia al corte de los suelos y de modo especial sobre la
sensibilidad de las arcillas.
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3.3.7.- Alec Westley Skempton
Nacido en Inglaterra, es profesor del colegio Imperial de la
Universidad de Londres, donde introdujo la enseñanza de la
Mecánica de Suelos. Ha sido presidente de la Sociedad
Internacional de Mecánica de Suelos y Fundaciones. Sus
contribuciones han discurrido sobre presiones efectivas,
capacidad de carga y estabilidad de taludes.
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Es oportuno señalar que la Sociedad Internacional de Mecánica

de Suelos e Ingeniería de Fundaciones, organizada por Terzaghi
y con asiento en Londres, tiene como miembros componentes a
sociedades nacionales de igual naturaleza constituidas en casi
todos los países de la Tierra.
Auspicia cada cuatro años, como suceso principal, congresos
mundiales.
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Hasta el presente se han celebrado en las ciudades y años

indicados a continuación:
• Primero Massachusetts, EEUU (1936).
• Segundo Rotterdam, Holanda (1948).
• Tercero Zurich, Suiza (1953).
• Cuarto Londres, Inglaterra (1957).
• Quinto París, Francia (1961).
• Sexto Montreal, Canadá (1965).
• Séptimo Ciudad de México, México (1969).
• Octavo Moscú, Rusia (1973).
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• Noveno Tokio, Japón (1977).

• Décimo Estocolmo, Suecia 1981).
• Décimo primero San Francisco E.E.U.U. (1985).
• Décimo segundo Río de Janeiro, Brasil (1989).
• Décimo tercero Nueva Delhi, India (1994).
• Décimo cuarto Hamburgo, Alemania (1997).
• Décimo quinto Estambul, Turquía (2001).
• Décimo sexto Osaka, Japón (2005).
• Décimo séptimo Alejandría, Egipto (2009).
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De igual modo tienen lugar eventos regionales dentro de los

cuales nos tocan directamente los congresos panamericanos. El
primero de ellos tuvo lugar en la Ciudad de México en el año
1959.
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4.- CASOS MUNDIALES DE APLICACIÓN
DE LA MECÁNICA DE SUELOS
Primera página
4.- CASOS MUNDIALES
Dos de las obras de construcción de carácter monumental en el

ámbito mundial donde se hizo patética la ausencia de los
postulados de la Mecánica de Suelos moderna son:
• Torre de Pisa (1174-1350).
• Canal de Panamá.
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4.- CASOS MUNDIALES
4.1.- Torre de Pisa
• La llamada Torre inclinada de Pisa fue comenzada por

Bonno Pisano en el 1174 y terminada en la segunda mitad
del Siglo XIV.
• Con una altura de cuarenta y cinco (45) metros y un peso

total de 14.500 toneladas, su cimentación anular transmite
presiones al subsuelo del orden de 5 Kg/cm².
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4.- CASOS MUNDIALES
4.1.- Torre de Pisa
• Fundada sobre capas alternadas de arena y arcilla, su

inclinación comenzó a producirse desde la época de su
construcción como consecuencia de presiones diferenciales
de los suelos afectados, observándose en la actualidad una
separación entre la vertical y el eje longitudinal de la torre de
4,90 m en su parte más alta.
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4.- CASOS MUNDIALES
• Una estructura parecida construida en Venecia, de 100 m de

altura, se desplomó en 1902 cuando su inclinación era de
apenas 0,8 %.
• Una nueva torre, existente, fue erigida en el lugar de la

antigua, con una cimentación más grande.
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4.- CASOS MUNDIALES
4.2.- Canal de Panamá
• El primer intento por construir un canal artificial que uniese
los océanos Atlántico y Pacífico fue realizado por el Ing.
Francés Fernando de Lesseps, en el 1881, quien antes había
llevado a cabo el Canal de Suez.
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4.- CASOS MUNDIALES
• Pero no fue hasta el año 1914 que el canal de navegación
solucionado por los norteamericanos mediante un sistema de
esclusas pudo ser puesto en servicio, después de lograr el
saneamiento de la zona de la fiebre amarilla y la malaria.
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4.- CASOS MUNDIALES
• El costo final de la obra fue de 380 millones de dólares,

suma superior a la estimada en el presupuesto.
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4.- CASOS MUNDIALES
• Se excavaron 315 millones de metros cúbicos de material, en

los 82,5 Km. de longitud del canal, de los cuales 129
millones correspondieron al corte de Gaillard.
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4.- CASOS MUNDIALES
• La construcción se caracterizó por grandes deslizamientos en

las formaciones denominadas "culebra" y "cucaracha",
estando constituida esta última por arenisca arcillosa
estructuralmente débil.
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4.- CASOS MUNDIALES
• Las fallas se siguieron produciendo años después de la

inauguración del canal provocando el cierre temporal por
períodos más o menos largos.
• La estabilidad actual de las laderas del canal plantea un

problema de resistencia a largo tiempo, donde las respuestas
hay que buscarlas en la asociación de la geología y la
mecánica de suelos.
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5.- CIUDADES NOTORIAS POR SUS
HUNDIMIENTOS
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5.- CIUDADES NOTORIAS
A nivel universal hay ciudades grandes y populosas

caracterizadas por hundimientos importantes, pudiéndose citar
entre ellas a las siguientes urbes:
• Ciudad de México
• Venecia
• Roma
• Tokio
• Shanghai
• Bangkok
• Madrás
• Bombay
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5.1.- Ciudad de México
Fue fundada por los Aztecas en el año 1325, en una isla sobre el
lago de Texcoco.
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La parte colonial de la ciudad, ubicada encima del fondo del
depósito de agua, tiene uno de los subsuelos de cimentación más
críticos del mundo, constituido por gruesos depósitos de arcillas
volcánicas, lacustres, altamente compresibles, habiéndose
perforado hasta 600 metros de profundidad sin haber encontrado
roca.
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Presenta un contenido medio de humedad del orden de 200 %
con valores esporádicos de hasta 600 %.
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Existen allí capas alternadas de arena de pequeño tamaño,
consecuencia todo del origen sedimentario del área. A unos
treinta y tres (33) metros de profundidad está localizado un
manto de arena densa y espesor de más o menos cinco (5) metros
en la cual está cimentada la Torre Latinoamericana, de cuarenta y
tres (43) pisos de altura, uno de los edificios más elevados
construidos en la América hispana.
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En la Catedral se han llegado a medir velocidades de
hundimiento de hasta cuarenta (40) centímetros anuales. En los
últimos tiempos se ha logrado reducir la compresión de los
suelos, controlándose la explotación de los acuíferos de la zona
urbana, sustituyéndose por fuentes alejadas de la metrópoli que
aunque subterráneas parecen pertenecer a cuencas hidráulicas
independientes.
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El hundimiento de la ciudad es debido al secado de los antiguos
lagos del Valle de México, acrecentado por la extracción de agua
del subsuelo en la medida del crecimiento demográfico.
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5.2.- Venecia
Construida sobre una serie de lagunas del Mar Adriático, sufre

hundimientos estimados en 32 cm durante el presente siglo,
mayores que en la centuria pasada.
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5.2.- Venecia
Las inundaciones marinas, las actividades fabriles y la extracción

de agua subterránea parecen ser las causas más importantes del
deterioro; habiendo preocupación mundial por detener las
anomalías y preservar los grandes tesoros artísticos de la ciudad,
considerados patrimonio universal.
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5.2.- Venecia
En el año 1973 el parlamento italiano aprobó un proyecto de

obras de protección a la ciudad, con financiamiento extranjero,
por 500 millones de dólares.
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5.3.- Roma
Entre 1955 y 1970 Roma - La Ciudad Eterna - registró un
hundimiento total de treinta (30) centímetros. Para explicar el
fenómeno se ha dicho que las lluvias han ido elevando
paulatinamente el nivel de las aguas subterráneas que
reblandecen el suelo al no poder escapar hacia el río Tíber, por
estar sus orillas revestidas con hormigón.
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5.4.- Tokyo
Sobre Tokio, una de las ciudades más grandes del mundo, se ha
dicho que desde la Segunda Guerra Mundial el sector oriental de
la gran capital se ha hundido más de dos (2) metros.
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5.4.- Tokyo
Juzgándose que el problema tiene su origen en la explotación de
los mantos acuíferos, los japoneses han implantado leyes severas
contra el uso de las aguas subterráneas.
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5.5.- Shangai
Shanghai, la población más extendida de China, importante
puerto y centro industrial - comercial, es otra metrópoli que
experimenta problemas de descensos por la extracción de agua
del subsuelo para fines domésticos e industriales.
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5.5.- Shangai
Un informe presentado por el Servicio Geológico de la ciudad
indica que en los 44 años transcurridos entre 1921 y 1965 el
hundimiento fue de 2,63 m.
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5.6.- Bangkok
Capital de Tailandia, tiene una velocidad de hundimiento de 7

cm/año.
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5.7.- Madrás
La ciudad de Madrás también se está hundiendo aunque
lentamente.
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5.8.- Bombay
También la ciudad de Bombay se está hundiendo lentamente.
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En muchas de las ciudades mencionadas la explotación de los

depósitos subterráneos de agua, petróleo o gas se indica como
causa de los problemas de grandes hundimientos, aunque
también se ha sustentado la tesis de que los movimientos
tectónicos de los bloques o placas que constituyen la corteza
terrestre tienen responsabilidad en los fenómenos.
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6.- OBJETIVOS
Primera página
6.- OBJETIVOS
• La materia introduce al alumno en los siguientes temas:

 Terminología de Mecánica de suelos
 Las propiedades físicas, índices y de ingeniería de los
suelos y algunos de sus medios de análisis (teóricos).
 Clasificación de suelos en los diversos métodos
existentes y en términos de formación geológica.
 Métodos para determinar la conveniencia de usar suelos
en varios tipos de obras de ingeniería.
 Evaluación de la respuesta del suelo a cambios en las
solicitaciones y la humedad de suelo.
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6.- OBJETIVOS
 Efectos del agua en las propiedades del suelo y el

movimiento a través de éste.
 Elementos básicos de estadísticas y probabilidad como
herramienta de evaluación de un programa de ensayos de
suelo o de obtención de datos fiables.
 Métodos de solución de problemas determinados de
mecánica de suelos.
 Estudios de estabilidad de taludes.
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6.- OBJETIVOS
Para poner a funcionar nuestra discusión en perspectiva, algunos

problemas de suelos en los cuales el especialista geotécnico se
verá envuelto incluyen al menos los siguientes:
1. En una exploración de suelos para investigar condiciones del
sitio, ¿Cuántas perforaciones son necesarias, y qué tan
profundas? ¿Cuántas muestras se requieren? ¿Qué ensayos
han de utilizarse?
2. ¿Cuál es el esfuerzo en el suelo a una determinada

profundidad de la estructura propuesta o la carga de relleno?
¿Puede el suelo soportar estos esfuerzos sin producir una
falla de corte?
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6.- OBJETIVOS
3. ¿Qué asentamiento se puede esperar para una estructura

como resultado del incremento del esfuerzo sobre el suelo?
¿Cuánto tiempo durará este asentamiento?
4. ¿Es conveniente este suelo para una carretera o una línea

férrea? ¿Sirve para ser usado en una presa donde se retendrá
agua? ¿Sirve para una relleno que almacenará residuos
industriales que no generarán filtraciones de contaminantes
ambientales?
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6.- OBJETIVOS
5. ¿Puede este suelo ser usado directamente en rellenos, o se

requerirá mezclarlo para modificar ciertas propiedades
índices indeseables previo a su uso? ¿Qué aditivos pueden
ser usados? ¿Se pueden utilizar aditivos que solos
contaminan el medio ambiente, como las cenizas volantes
(productos secundarios de plantas de energía de quemado de
carbón), lodos de empresas papeleras, o residuos mineros?
6. ¿Qué le sucede a la estructura de suelo si la napa de agua

fluctúa? ¿Podrá el bombeo de achique de una excavación
crear problemas medioambientales?
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6.- OBJETIVOS
7. ¿Cuál es el efecto de la congelación o la formación de hielo?

¿Se pueden prevenir o reducir estos efectos?
8. ¿Cuál es el efecto de los cambios de humedad en un suelo en

el volumen de la masa total de éste?¿Cómo se puede
controlar este cambio de volumen para pavimentos? ¿O para
otras estructuras, incluyendo construcciones residenciales?
Primera página
6.- OBJETIVOS
9. ¿Cuál es el rango de movimiento de agua a través de la masa

de suelo, puede ser fácilmente drenada? ¿Puede un pozo
proveer el adecuado abastecimiento? ¿Puede una presa
construida sobre este suelo almacenar agua?
10. ¿Qué tipo de pendiente de excavación puede ser ejecutada

en el suelo 1:2 (1 vertical sobre 2 horizontal), 1:1/2, 1:1 o
cuál? Esto puede causar problemas serios económicos para
las obras ferroviarias y viales en particular porque se
requeriría un volumen de corte adicional y un área de
expropiación adicional.
Primera página
6.- OBJETIVOS
11. ¿Puede un sitio ser usado como Relleno Sanitario o para

almacenar residuos industriales sin contaminar el agua
subterránea?
12. ¿Cómo se puede construir un sitio de disposición
medioambiental eficiente par residuos mineros, residuos
industriales, lodos de plantas de tratamiento de aguas
servidas, etc.?
13. ¿Es un sitio seguro, para instalar una planta de energía
nuclear? ¿Pueden ser controlados los asentamientos de tal
modo que no ocurran filtraciones? ¿Puede un temblor
producir un desastre?
Primera página
6.- OBJETIVOS
Hay soluciones para todas las peguntas anteriores. Es obvio que

si alguna de estas preguntas es respondida de manera inadecuada
o el riesgo es muy alto, la falla puede ocurrir. La falla puede
tomar la forma de:
1. Daño estructural a edificios por excesivos asentamientos o
por asentamientos diferenciales.
2. Carreteras con baches producto de asentamientos
diferenciales sin relleno o en la unión de un corte y relleno.
3. Fallas de contención, que pueden producir deslizamientos de
taludes o excesivos asentamientos bajo la capa de fundación
o en el relleno mismo.
4. Falla de presas de variados tipos incluyendo las de
contención debido a filtraciones excesivas a través del muro
o bajo el suelo de apoyo. Primera página
7.- PROBLEMAS GEOTÉCNICOS EN
DESARROLLOS URBANOS
Primera página
7.- PROBLEMAS GEOTÉCNICOS
• Los problemas geotécnicos pueden inducir:

 Pérdida de vidas.
 Damnificados.
 Cierre y daños a vías de comunicación.
 Daños a edificaciones y vehículos.
 Daños graves a servicios públicos.
Primera página
• En la mayoría de los casos estos problemas son previsibles y

evitables:
 Si se siguen instrucciones simples.
 Se recurre a expertos en la materia.
Primera página
• Es fundamental que al finalizar la cursada cada estudiante

aprenda a:
 Detectar los indicios de problemas geotécnicos antes de
que se produzcan daños mayores, a veces irreparables.
 Identificar las situaciones que requieran la participación
de profesionales especialistas en Geotecnia.
 Detectar problemas geotécnicos previa compra de un
inmueble, con el fin de proteger su inversión.
 Identificar daños en viviendas y en terrenos, que pudieran
ser indicios de problemas geotécnicos.
 Conocer los procedimientos y estudios geotécnicos
requeridos antes de la construcción.
Primera página
• Se acostumbra adquirir una propiedad, basándose en criterios

exclusivamente estéticos:
 Bella vista.
 Adecuada distribución del espacio.
 Ambientes amplios.
 Buena calidad de los materiales de construcción

expuestos.
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• Sin embargo, para garantizar la solidez de la inversión, es

necesario que la comunidad conozca y tome en cuenta para
su decisión:
 Otros factores, que pueden ser indicios de problemas
geotécnicos.
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7.1.- Indicios de problemas geotécnicos
• Puertas y ventanas que se traban o están fuera de escuadra, o
con dificultades para abrir o cerrar.
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• Grietas nuevas o grietas visiblemente reparadas en la
extructura y en obras exteriores.
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• Desniveles entre pisos y terreno. El terreno ha bajado
dejando el piso al aire en algunos sectores.
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• Depresiones en el terreno. Un jardín en áreas planas o en
pendiente, normalmente no debe tener formas onduladas.
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• Levantamientos del terreno y de veredas. A veces estos
levantamientos son debidos a raíces de árboles. Si esto no es
evidente, pueden ser por expansión del suelo o empujes
laterales del terreno.
Primera página
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• Grietas en el suelo en forma de media luna. Las grietas en el
terreno siempre son indicio de algún problema geotécnico.
Primera página
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• Terreno con topografía original escalonada. Indicio de
movimientos antiguos que pueden reactivarse, o de un
movimiento actual lento pero contínuo.
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• Escarpes que muestran suelo “fresco” o escarpes viejos
cubiertos por vegetación. Estas son evidencias claras de
deslizamientos.
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• Muros, cercos, postes, o cualquier otra cosa que no esté
aplomada o alineada en su forma natural. Estos son indicios
de que el terreno se está moviendo, arrastrando o empujando
obras enterradas.
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• Árboles inclinados: son indicadores menos confiables de
movimientos, pues tienden a doblarse en búsqueda de la luz
solar. Cuando se presentan muy inclinados o inclinados en
diferentes direcciones, pueden ser indicio de deslizamientos
o reptación superficial. Un especialista en deslizamientos
puede evaluar la importancia de este indicio.
Primera página
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• Taludes verticales o con pendientes abruptas, cercanos a la
vivienda. Los taludes pueden lucir estables, pero la
descomposición con el tiempo de los materiales que los
constituyen, puede originar su deslizamiento.
Material descom-
puesto con el tiempo
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• Desprendimiento de material del talud. Se considera uno de
los indicios más evidentes, pero su relevancia debe ser
determinada por un especialista.
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• Formación de cárcavas o surcos de erosión por aguas de
escorrentía. Aunque aparenta ser un problema superficial,
puede causar otros más graves.
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• Huecos en el terreno similares a cuevas de roedores. Son el
producto de erosión interna, causada por agua infiltrada.
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• Humedad o filtraciones en sótanos u otras áreas, manantiales
al pie de taludes. Pueden deberse a aguas propias del terreno
o a rupturas de tuberías y tanques de almacenamiento.
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• Socavación del pie de laderas por ríos y quebradas. Este
proceso puede originar el deslizamiento progresivo de la
ladera.
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7.2.- Acciones que pueden producir problemas geotécnicos
• Causas frecuentes de problemas geotécnicos:
 Modificaciones en terrenos realizadas por sus
propietarios.
• Las acciones siguientes deben, en principio, evitarse, a
menos que sean consultadas con un geotecnista.
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• Sobrecargas en la parte superior de taludes. Como
construcción de muros y rellenos.
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• Colocación de rellenos sobre laderas.
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• Cortes al pie de taludes para ganar área de construcción o de
jardines y recreación.
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• Alteración de las condiciones naturales de las aguas, como
obstrucción de cauces, eliminación de la cobertura vegetal,
terrazas que impiden el flujo y favorecen la infiltración.
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• Riego excesivo de jardines.
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• Colocación de tuberías sobre materiales de relleno sin
compactación adecuada.
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• Siembra de árboles que desarrollan raíces gruesas y extensas.
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• Ejecución de excavaciones verticales sin adopción de
medidas para controlar el empuje del suelo.
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7.3.- Qué hacer antes de construir
• Todo lote o terreno donde se va a construir una casa o un

edificio, requiere de un estudio geotécnico en la etapa de
proyecto.
• En la etapa de la concepción del anteproyecto arquitectónico
se debe integrar el geotecnista.
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7.4.- Qué debe incluir como mínimo un estudio geotécnico
• Evaluación del marco geológico regional:

 Historia del sitio mediante análisis de fotografías aéreas
de fechas diferentes, en un área mínima de 1 km2.
• Selección del número, profundidad y ubicación de los puntos
de exploración (sondeos, trincheras, perforaciones, calicatas).
• Determinación de la presencia de aguas subterráneas.
• Capacidad de carga admisible del terreno.
• Posibilidades de asentamientos.
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7.4.- Qué debe incluir como mínimo un estudio geotécnico
• Estabilidad integral del área:

 Incluir las nuevas cargas de obras civiles.
 Tomar en cuenta las modificaciones proyectadas del
terreno original.
• Diseño de las obras de contención requeridas.
• Recomendaciones constructivas para el apoyo de pisos y

obras exteriores.
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8.- CUESTIONARIO
Primera página
8.- CUESTIONARIO
1. Discuta los inconvenientes de los suelos para ser manejados

con el rigor de las matemáticas.
2. ¿De qué forma se reducirían hoy en día los riesgos de

estabilidad por comportamiento geotécnico al construir
obras como la Torre de Pisa?
3. ¿Podrían presentarse en la actualidad serios problemas de

cimentación en las grandes pirámides de Egipto?
4. ¿Cuál es el argumento mas esgrimido para explicar los

hundimientos importantes que presentan algunas metrópolis
de la Tierra?
Primera página
9.- BIBLIOGRAFIA
Primera página
9.- BIBLIOGRAFIA
• TERZAGHI, K., R. PECK y G. MESRI “Soil Mechanics

in Engineering Practice”. Ed. Wiley, 3th Edtion, 1996.
• DAS, B. “Principios de ingeniería de Cimentaciones”.
California State University, Sacramento. Thomson
Editores, 2001.
• BOWLES, J. E. “Foundation Analysis and Design”. Ed.
Mc Graw Hill, 5th Edtion, Science/Engineering/Math,
1995.
• GIMENEZ SALAS, J. A. y coautores “Geotecnia y
Cimientos”. Ed. Rueda, 2da Edición, 1992.
Primera página
9.- BIBLIOGRAFIA
• JUAREZ BADILLO, E. y A. RICO RODRIGUEZ

“Mecánica de Suelos”. Ed. Limusa, 3ra Edición, 1996.
• POWRIE, W. “Soil Mechanics, Concepts & Applications”.

Ed. Spon Press, 2nd Edtion, 2004.
• GOODMAN, R. E. “Engineering Geology: Rock in

Engineering Construction”. Ed. Wiley, 1993.
• KRAMER, S. L. “Geotechnical Earthquake Engineering”.

Ed. Prentice Hall, 1995.
Primera página

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DESARROLLO E HISTORIA

Prof. Ing. Gabriel Celentano

• El propósito de esta clase introductoria es despertar el interés

• En esta etapa que es muy somera, se presenta un cuadro

• En la prehistoria la construcción con el suelo y los problemas

• La Biblia hace referencia a que era preferible construir sobre

• Los egipcios ya conocían los problemas de suelos y aún así

• Los romanos se vieron envueltos en la construcción de

• El Foro, el Coliseo y otras construcciones del medioevo,

• Los chinos utilizaron los suelos hace mucho tiempo, su más

• Actualmente ha desaparecido casi la mitad de los 6.400 km

• En la primera mitad del siglo XX, la Gran Muralla sufrió

• En América se construyeron grandes montículos de tierra así

• Sus constructores fueron, Indígenas americanos en los

• Hay obras de muros de contención de aguas así como otras

• Virtualmente todos los ingenieros civiles, medio

• Todas las obras de ingeniería civil descansan, de una u otra

• La estabilidad y comportamiento funcional y estético estarán

 La conducta del material de asiento situado dentro de las

 El suelo utilizado para conformar los rellenos.

• La Ingeniería de las Fundaciones, es la especialidad de

• El estudio de la mecánica de suelos es de una considerable

• Un estudio de Mecánica de Suelos, y la serie de

• Si se sobrepasan los límites de la capacidad resistente del

• En consecuencia, las condiciones del suelo como elemento

• El estudio de la Mecánica de Suelos es de una considerable

• Se han estado empleando cada vez más los vocablos

• A la vista de los tres materiales sólidos naturales que ocupan

• La Mecánica de Suelos, motivo de nuestro estudio:

 Trata sobre un material heterogéneo.

• La tierra, uno de los elementos más abundantes en la

• Charles Augustín de Coulomb (1736-1806)

• Tomás Telford (1757-1834)

• Jean Victor Poncelet (1788-1867)

• Henry Philibert Gaspard Darcy (1803-1858)

• George Gabriel Stokes (1819-1903)

• William John Macquorn Rankine (1820-1872)

• Karl Culmann (1821-1881)

• Otto Mohr (1835-1918)

• Joseph Boussinesq (1842-1929)

Publicó en 1846 su trabajo "Recherches Expérimentales sur les

El físico francés H. Darcy autor, en 1856, de una ley básica para

Enunció una ley que rige el descenso de una esfera en un líquido,

Entre los principales contribuyentes modernos tenemos a:

• Karl Terzaghi (1883-1963)

Catedrático en Viena, de 1929 a 1938, comenzó a trabajar a partir

Como representante de Terzaghi durante la fase inicial de

Es oportuno señalar que la Sociedad Internacional de Mecánica

Hasta el presente se han celebrado en las ciudades y años

• Noveno Tokio, Japón (1977).

De igual modo tienen lugar eventos regionales dentro de los

Dos de las obras de construcción de carácter monumental en el

• La llamada Torre inclinada de Pisa fue comenzada por

• Con una altura de cuarenta y cinco (45) metros y un peso

• Fundada sobre capas alternadas de arena y arcilla, su

• Una estructura parecida construida en Venecia, de 100 m de

• Una nueva torre, existente, fue erigida en el lugar de la

• El costo final de la obra fue de 380 millones de dólares,

• Se excavaron 315 millones de metros cúbicos de material, en