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ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DE LA RESISTENCIA AL CORTANTE DE SITIOS

GEOTÉCNICOS CRÍTICOS EN EL MUNICIPIO DE PEREIRA

Auxiliar de investigación

VANESSA PEÑA OSORIO

UNIVERSIDAD LIBRE SECCIONAL PEREIRA

FACULTAD DE INGENIERÍAS

INGENIERÍA CIVIL

PEREIRA, RISARALDA

2019

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ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DE LA RESISTENCIA AL CORTANTE DE SITIOS

GEOTÉCNICOS CRÍTICOS EN EL MUNICIPIO DE PEREIRA

Auxiliar de investigación

VANESSA PEÑA OSORIO

Investigar principal

Ingeniero Alejandro Álzate Buitrago

UNIVERSIDAD LIBRE SECCIONAL PEREIRA

FACULTAD DE INGENIERÍAS

INGENIERÍA CIVIL

PEREIRA, RISARALDA

2019

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DEDICATORIA

Dedico todo mi esfuerzo, luchas, victorias y también fracasos a: mis padres que

sembraron en mi todo lo que soy como persona y ser humano y sobre todo el ser una

profesional, fueron mi ejemplo a seguir, con su empeño y sacrificio para apoyarme

diariamente, moral y económicamente. A mi abuelo que cuando estuvo en vida me enseño

buenos principios y el verdadero valor de todas las cosas, hoy desde el cielo solo puedo

decir que ha dejado un buen legado al enseñarme lo mejor que sabia y tenía. A mi tía y a

mi abuela que han sabido estar en los momentos que las he necesitado, dándome todo su

amor. A mi prima que es mi pequeño motor para seguir adelante y ser esa persona de

bien que ella tanto admira, seguir siendo su ejemplo para seguir. También no menos

importante a los maestros que en su entendimiento y sabiduría compartieron sus

conocimientos para que finalmente llegará este día, y a todos aquellos que en alguna de

las etapas de mi carrera hicieron parte de mi impulso y ayudaron a mantenerlo.

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AGRADECIMIENTOS

Principalmente darle las gracias a Dios quien me dio la fuerza y la sabiduría para seguir

adelante y poder cumplir todas mis metas.

Agradecerle a cada una de esas personas que hicieron parte de alguna manera en esta

etapa y meta cumplida.

Así como también agradecerles a mis compañeros de semillero, que fueron una gran

ayuda para poder realizar este trabajo de grado.

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TABLA DE CONTENIDO

LISTA DE TABLAS ................................................................................................................................... 6

1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................ 10

2. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA Y FORMULACIÓN DE LA PREGUNTA DE

INVESTIGACIÓN .................................................................................................................................... 11

3. JUSTIFICACIÓN ............................................................................................................................. 13

4. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN ....................................................................................... 14

4.1. OBJETIVO GENERAL ........................................................................................................... 14

4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................................................. 14

5. MARCO REFERENCIAL ............................................................................................................... 15

5.1. MARCO TEÓRICO ................................................................................................................. 15

5.2. MARCO DE ANTECEDENTES ............................................................................................. 18

5.3. MARCO LEGAL (NORMATIVO) ......................................................................................... 19

5.4. MARCO CONCEPTUAL ........................................................................................................ 19

6.1. ENFOQUE DE INVESTIGACIÓN Y TIPO DE ESTUDIO ................................................ 22

6.2. MATRIZ DE DISEÑO METODOLÓGICO .......................................................................... 22

6.3. FASES Y RESULTADOS ........................................................................................................ 23

7. RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN ................................................................................... 24

7.1. PROPIEDADES FÍSICAS, QUÍMICAS, MECÁNICAS Y BIOLÓGICAS DE LOS

SUELOS ................................................................................................................................................. 24

7.2. RESISTENCIA AL CORTANTE Y ESTABILIDAD DE TALUDES ................................. 66

8. CONCLUSIONES ............................................................................................................................. 79

9. RECOMENDACIONES ................................................................................................................... 80

10. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................................ 81

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LISTA DE TABLAS

Tabla 1: Fase 1 de investigación.

Tabla 2: Fase 2 de investigación.

Tabla 3: Resultados prueba de laboratorio de granulometría de la muestra #1.

Tabla 4: Valores de coeficientes de uniformidad (Cu) y coeficientes de curvatura (Cu). Muestra #1

Tabla 5: Prueba de laboratorio límite líquido (LL). Muestra #1.

Tabla 6: Prueba de laboratorio límite plástico (LP). Muestra #1.

Tabla 7: Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad (IP). Muestra #1.

Tabla 8: Prueba de laboratorio contenido de humedad. Muestra #1.

Tabla 9: Prueba de laboratorio gravedad específica. Muestra #1.



Tabla 12: Prueba de laboratorio límite líquido (LL). Muestra #2


Tabla 14: Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad (IP). Muestra #2

Tabla 15: Prueba de laboratorio contenido de humedad. Muestra #2

Tabla 16: Prueba de laboratorio gravedad específica. Muestra #2

Tabla 17: Resultados prueba de laboratorio de granulometría de la muestra #3



Tabla 20: Prueba de laboratorio límite plástico (LP). Muestra #3





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Tabla 27: Prueba de laboratorio límite plástico (LP). Muestra #4











Tabla 38: Resultados generales muestras alteradas Talud A (Superior).

Tabla 39: Resultados prueba de laboratorio de granulometría de la muestra #1I.

Tabla 40: Valores de coeficientes de uniformidad (Cu) y coeficientes de curvatura (Cu). Muestra #1I

Tabla 41: Prueba de laboratorio límite líquido (LL). Muestra #1I.

Tabla 42: Prueba de laboratorio límite plástico (LP). Muestra #1I.

Tabla 43: Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad (IP). Muestra #1I.

Tabla 44: Prueba de laboratorio contenido de humedad. Muestra #1I.

Tabla 45: Prueba de laboratorio gravedad específica. Muestra #1I.



Tabla 48: Prueba de laboratorio límite líquido (LL). Muestra #2I


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Tabla 50: Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad (IP). Muestra #2I

Tabla 51: Prueba de laboratorio contenido de humedad. Muestra #2I

Tabla 52: Prueba de laboratorio gravedad específica. Muestra #2I

Tabla 53: Resultados prueba de laboratorio de granulometría de la muestra #3I



Tabla 56: Prueba de laboratorio límite plástico (LP). Muestra #3I







Tabla 63: Prueba de laboratorio límite plástico (LP). Muestra #4I











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Tabla 74: Resultados generales muestras alteradas Talud B (Inferior)

Tabla 75: Prueba de laboratorio corte directo. Muestra #1





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1. INTRODUCCIÓN

En el presente trabajo se realiza con el fin de entregar resultados sobre las propiedades física,

químicas, biológicas y mecánicas, así como, la resistencia a cortante de un sitio geotécnico crítico

de la ciudad de Pereira, con el fin principal de evitar los futuros deslizamientos que se puedan

presentar.

Para alcanzar estos objetivos y análisis se tuvo en cuenta las normas de Invias, para la realización

de cada uno de los ensayos de laboratorio (granulometría, límite líquido, límite plástico, contenido

de humedad, gravedad específica y corte directo), con sus respectivos cálculos.

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2. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA Y FORMULACIÓN DE LA PREGUNTA DE

INVESTIGACIÓN

Acorde con el Plan de Ordenamiento Territorial del municipio de Pereira (POT, 2016) las

vertientes de los ríos Otún, Consota y las quebradas La Dulcera, La Arenosa, El Tigre, San José y

El Oso entre otras, presentan laderas con factores de amenaza, asociados a: altas pendientes,

afloramiento del nivel freático, longitud prolongada de las vertientes, socavación de cauces e

intervención antrópica inadecuada, que pueden generar procesos de remoción en masa de

magnitudes importantes y que potencialmente pueden afectar la infraestructura urbana. En virtud

de los procesos de ocupación urbana de la ciudad y las características geomorfológicas, de

formaciones superficiales y antecedentes históricos de ocurrencia de deslizamientos, todas las

laderas localizadas en el perímetro urbano y de expansión urbana de la ciudad y de pendientes

superiores al 60% se consideran áreas potencialmente inestables. En razón a las anteriores

consideraciones, la Dirección de Gestión del Riesgo del municipio de Pereira (DIGER) ha

identificado una serie de puntos geotécnicos críticos que, por su localización e infraestructura

amenazada, demandan diagnósticos detallados que permitan predecir su comportamiento

mecánico ante la ocurrencia de factores desencadenantes, además de la implementación y

ejecución de acciones concretas tendientes a evaluar su comportamiento y evolución en el tiempo.

Algunos estudios advierten que el acelerado proceso de urbanización de algunas zonas del

territorio municipal ha impulsado el desarrollo urbano en zonas de ladera con evidentes problemas

de estabilidad, desconociendo las restricciones ambientales del territorio. Es claro entonces que

las limitaciones propias de la ocupación de zonas de ladera, en virtud de sus altas pendientes,

materiales geológicos aflorantes, tipos de cobertura vegetal, régimen de precipitaciones y

propiedades mecánicas de los suelos, debe acompañarse de estudios diagnósticos y metodologías

apropiadas que propendan por un mejor y mayor conocimiento de la estabilidad de los terrenos.

El proyecto investigativo, mediante la aplicación de métodos determinísticos, pretende mejorar el

conocimiento de los factores generadores de riesgo en zonas de ladera de ocho (8) sitios críticos

del territorio municipal, a través de la evaluación de sus propiedades físicas, químicas, biológicas

y mecánicas de los suelos, de la resistencia al cortante y estabilidad de los terrenos.

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En virtud de los planteamientos anteriormente descritos se formula la siguiente pregunta de

investigación:

¿Cómo inciden las propiedades físicas, químicas y biológicas en la resistencia al cortante y

estabilidad de suelos de ladera en el municipio de Pereira?

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3. JUSTIFICACIÓN

Las generalidades de las soluciones ingenieriles referidas a la problemática de estabilidad de

laderas están enfocadas a la construcción de pantallas ancladas, muros de contención, obras

hidráulicas, anclajes, entre otras. Tales medidas de mitigación y/o corrección de efectos negativos

han estado asociadas a la manifestación concreta de eventos inestables, tales como deslizamientos

rotacionales, planares, traslacionales y flujos (escombros, detritos, lodo). En general, se espera y

acude a la implementación de medidas correctivas y se hace caso omiso de todas aquellas

intervenciones previas que, en algunos casos, inhiben la ocurrencia de procesos de remoción en

masa y en otros garantizan parcialmente la estabilidad de los terrenos. Claro está que la

implementación de dichas medidas preventivas sugiere y demanda conocimiento concreto y

detallado de aquellos elementos generadores de amenaza, como es el caso particular de los ocho

(8) sitios geotécnicos críticos definidos por la DIGER Pereira. Evaluar el comportamiento

mecánico de los suelos de ladera en dichos sitios críticos, conocer la tipología y características de

la vegetación dominante, su resistencia al cortante y la estabilidad de los terrenos permite no sólo

predecir el comportamiento mecánico de dichos terrenos ante la presencia de agentes detonantes

como las lluvias y los sismos. Tales procedimientos cobran especial importancia en zonas en donde

la topografía, la climatología, las propiedades físico-mecánicas de los materiales y los procesos de

uso y ocupación del territorio, son proclives a la ocurrencia de procesos de remoción en masa, pero

que de igual forma requieren el conocimiento de aquellos factores generadores de riesgo que

potencialmente pueden comprometer la estabilidad de terrenos y la seguridad de pobladores e

infraestructura. El proyecto es novedoso en virtud de que en el territorio municipal no se ha

probado en tiempo real el monitoreo de zonas potencialmente inestables, además de no contar, de

acuerdo con el diagnóstico geotécnico de sitios críticos, con alternativas de mitigación diferentes

a las obras propuestas por la ingeniería tradicional. Adicionalmente, el proyecto permitirá

fortalecer el conocimiento de los factores generadores de riesgo del territorio municipal y la

construcción/formulación del plan de mitigación del riesgo geotécnico, como insumos para el Plan

Municipal de Gestión del Riesgo de Desastres.

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4. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN

4.1. OBJETIVO GENERAL

Evaluar la resistencia al cortante, estabilidad y herramientas de mayor eficiencia para el monitoreo

y seguimiento de sitios geotécnicos críticos del municipio de Pereira, como insumo para la gestión

del riesgo de desastres a nivel municipal.

4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Evaluar las propiedades físicas, químicas, mecánicas y biológicas de los suelos de ocho (8)

sitios críticos del municipio de Pereira.

• Determinar la resistencia al cortante y estabilidad de taludes en ocho (8) sitios geotécnicos

críticos del municipio de Pereira.

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5. MARCO REFERENCIAL

5.1. MARCO TEÓRICO

El proyecto investigativo responde al Objetivo 11 de los OBJETIVOS DEL MILENIO, en virtud

de sus objetivos, alcances y resultados esperados. Es de aclarar que según los ODS más de la

mitad de la población mundial vive en zonas urbanas. Se prevé que esa cifra se incrementará en el

2050 y se predice que, de no transformar la forma de desarrollo urbano de los asentamientos

humanos modernos, las poblaciones e infraestructura asociada estarían cada día más expuestos a

las amenazas naturales. Es necesario redefinir el modelo de ocupación de los centros urbanos, si

se pretende alcanzar el tan anhelado desarrollo sostenible.

Al hacer referencia a los deslizamientos o procesos de remoción en masa, se destaca la definición

que hace Santacana (2001), cuando dice que son “aquellas roturas de las laderas que tienen lugar

a lo largo de una o más superficies discretas y continuas mediante mecanismos de cizalla”. De

igual forma, Yalcin (2008) define la susceptibilidad frente a la ocurrencia de procesos de remoción

en masa como "la propensión del terreno a producir fallas en las pendientes”. Es incuestionable

que la amenaza por fenómenos de remoción en masa en Colombia y extensivamente en aquellas

regiones localizadas en la cordillera de los Andes, es una de las grandes preocupaciones de las

entidades responsables del tema de la prevención y gestión del riesgo de desastres.

5.1.1. Procesos degradativos de los suelos en zonas de ladera

Según las autoridades nacionales y locales, en la zona andina colombiana se presentan dos

problemas degradativos principales: la erosión superficial (producto de la escorrentía superficial)

y los movimientos masales y/o procesos de remoción en masa, los cuales ocurren por la

conjugación de múltiples factores, pero que en las zonas de ladera colombianas, y específicamente

las del municipio de Pereira, se concentran en aquellas áreas en donde el protagonismos humano

ha desbordado las limitaciones propias de los territorios.

Suárez (1998), clasifica los procesos gravitaciones en una amplia gama de tipos y los define a

partir de su magnitud, mecanismos de activación y la tipología de materiales involucrados.

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Adicionalmente, establece que desde la perspectiva del riesgo la inestabilidad de laderas debe

monitorearse y evaluarse haciendo uso de todo tipo de herramientas, conducentes todas ellas a la

predicción confiable de la ocurrencia del fenómeno.

5.1.2. La erosión y factores que intervienen en su proceso.

Según Londoño (2015), la susceptibilidad de los suelos a la erosión está influenciada por las

propiedades físicas, hidrológicas, químicas, mineralógicas y biológicas del suelo y por las

interacciones entre éstas (Lal, 1990). El mismo autor cita a Wischmeier y Smith (1965); Lal (1981,

1988); Römkens et al., (1997); Rivera (1999) que sostienen que las propiedades del suelo que

influyen en la erodabilidad son aquellas que afectan la tasa de infiltración, permeabilidad y

capacidad de almacenamiento de agua y aquellas que ofrecen resistencia a la dispersión, salpique,

abrasión y fuerzas de transporte por agua lluvia y/o de escorrentía. Es importante reconocer que,

tal como lo afirma Lal (1994) que los factores que determinan la erosión son: la infiltración, la

escorrentía, el arranque y transporte por el impacto de la lluvia y los flujos superficial y

concentrado.

5.1.3. Factores que intervienen en el proceso de erosión.

Acorde con Suárez de Castro y Rodríguez (1962), la erosión de los suelos como fenómeno físico,

es un proceso multicondicionado, en el que intervienen diversos factores que coadyuvan y

propician la pérdida de suelos y la ocurrencia de procesos de remoción en masa. Entre los más

destacados, se tiene:

5.1.3.1. Factor lluvia:

Las lluvias ejercen su acción erosiva sobre el suelo mediante el impacto de las gotas sobre la

superficie del terreno y mediante la infiltración, que consecuentemente y dependiendo del grado

de saturación de los suelos ejerce un efecto de sobrepresión en los mismos. Otro aspecto

importante de considerar en el factor lluvias son la intensidad, duración y frecuencia de estas.

5.1.3.2. Factor suelo:

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Londoño (2015) sugiere y plantea que la susceptibilidad del suelo a la acción del agua depende de

propiedades como: presencia de horizonte orgánico; textura; desarrollo, grado y estabilidad de la

estructura; uniformidad física de los horizontes y profundidad; la densidad aparente y la

permeabilidad. Menciona que dichas propiedades dependen a su vez de la pedogénesis del material

de origen (Gómez, 1979).

5.1.4. Resistencia a la penetración y al cortante tangencial.

La densidad aparente, la resistencia a la penetración y el esfuerzo crítico cortante, son propiedades

importantes con relación a la erosión de suelos. El número de partículas de suelo por unidad de

volumen determina los puntos de contacto donde las fuerzas aplicadas serán disipadas. Los

parámetros de fuerza son de importancia particular en la erosión por el flujo de agua. La densidad

aparente, determina la porosidad total y de ahí la mayor o menor aceptación de la lluvia. Los suelos

compactados, caracterizados por densidad aparente alta, están más propensos a la erosión en

presencia de agua, que los no compactados (Lal, 1990).

Según Suárez (1998), la determinación clara de los parámetros de resistencia del suelo y la

medición de su resistencia al cortante, son elementos fundamentales para determinar la estabilidad

de los terrenos. Sugiere el autor que la adecuada toma de muestras, el tamaño de estas y el método

de ensayo son factores fundamentales para la validez y confiabilidad de los resultados de

laboratorio.

5.1.5. Factores que influyen en la estabilidad de laderas

González de Vallejo, Ferrer, Ortuño & Oteo (2002) plantean que la estabilidad de taludes está

determinada por factores geométricos, geológicos, hidrogeológicos, y geotécnicos, los que en

conjunto propician la condición de rotura a lo largo de una o varias superficies de falla. Plantean

los mimos autores que cuando “se precisa controlar el comportamiento de un talud frente a la

estabilidad, se recurre a la instrumentación o auscultación del talud y su entorno” (González de

Vallejo et al, 2002, p.480). Tales acciones contemplan los movimientos superficiales, los

movimientos en el interior del terreno, los movimientos de apertura de grietas y entre bloques y

las presiones intersticiales y sus variaciones. Para tales fines se utilizan métodos clásicos como

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los controles topográficos y mecánicos, aunque en la actualidad se utilizan métodos un poco más

sofisticados, precisos y de mayor validez y confianza como son la telemetría de campo y la

instalación de dispositivos electrónicos que miden variables de interés en la predicción del

comportamiento mecánico de taludes potencialmente inestables.

5.2. MARCO DE ANTECEDENTES

Para el caso particular del municipio de Pereira, se hace necesario aclarar que pese a los esfuerzos

realizados en el tiempo por parte de las autoridades competentes (DIGER, CARDER), en cuanto

al diagnóstico y conocimiento de los factores generadores de riesgo, dichos resultados han

permitido definir las zonas de riesgo del municipio y aquellas áreas que, por sus pendientes,

geología, climatología local, usos del suelo e intervenciones antrópicas, se consideran de amenaza

geotécnica alta. Adicionalmente, a través de los estudios/fases de inventarios en vivienda en zonas

de riesgo (Consulta en DIGER, 2018), los consultores adelantaron estudios de estabilidad de

taludes en aquellos sitios que, por sus condiciones de ocupación urbana o signos de inestabilidad,

requerían evaluaciones geotécnicas detalladas. Como insumo final, en el actual POT del municipio

de Pereira (POT, 2016) se encuentran localizadas las zonas de amenaza (alta, media, baja) por

procesos de remoción en masa y se encuentran identificadas las zonas de riesgo geotécnico y/o por

deslizamientos en el territorio municipal. A pesar de dichos esfuerzos técnicos, el municipio no

cuenta con un sistema de monitoreo y control de dinámica geotécnica de sitios identificados como

de amenaza alta. La única aproximación en tal sentido se dio después de la ocurrencia del sismo

de 1999, cuando la ONG responsable del proceso de reconstrucción del municipio de Pereira, la

Fundación Vida y Futuro, adelantó un piloto de monitoreo y seguimiento de actividad geotécnica

en laderas. Dicha aproximación se dio mediante la aplicación de controles topográficos y

piezométricos, pero finalmente el modelo se abandonó y no fue retomado, desconociendo sus

resultados y posibles aplicaciones.

En el caso de Londoño, Vega & Maya (2013) desarrollaron un sistema de monitoreo remoto de

procesos de remoción en masa, mediante el uso de sensores tipo geófono, termocupla, pluviómetro,

higrómetro e inclinómetro, con captura de datos en campo a través de una tarjeta digitalizadora,

cuyos datos eran procesados mediante un sistema informático.

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En todos los casos reportados se observan los esfuerzos que se adelantan en materia de monitoreo

y control de procesos de remoción en masa, en aquellas zonas donde la amenaza por remoción en

masa es cotidiana y permanente. El trabajo investigativo propuesto cobra pertinencia y significado

a la luz de la topografía y condiciones geológicas del municipio de Pereira, además de las

condiciones de amenaza por deslizamientos identificadas en el territorio municipal.

5.3. MARCO LEGAL (NORMATIVO)

I.N.V E -123- 07 (análisis granulométrico de suelos por tamizado), elaborado por el instituto

nacional de vías (invias), esta norma busca y permite realizar la determinación cuantitativa de

cómo están distribuidos los tamaños de partículas de un suelo en específico.

I.N.V- 125- 07 (determinación del límite liquido de los suelos) elaborado por el instituto nacional

de vías (invias), esta norma permite hallar el contenido de humedad presente en un suelo expresado

en porcentaje y delimita la transición entre el estado líquido del suelo y el estado plástico.

I.N.V – 126- 07 (limite plástico e índice de plasticidad de los suelos) elaborado por el instituto

nacional de vías (invias), esta norma permite por medio de un ensayo determinar el límite plástico

que es el contenido más bajo de agua que puede tener un suelo y el índice de plasticidad es

solamente la diferencia que existe entre el limite líquido y el plástico del suelo.

I.N.V -127-07 (determinación de los factores de contracción de los suelos) elaborado por el

instituto nacional de vías (invias), dicha norma permite hallar el contenido de humedad que hay

en una masa de suelo.

I.N.V 128-07 (determinación de la gravedad especifica de los suelos y de la llenante mineral)

elaborado por el instituto nacional de vías (invias), esta norma permite hallar la gravedad especifica

de una muestra de suelo.

5.4. MARCO CONCEPTUAL

Columna estratigráfica: Es la representación de las unidades de roca, depósitos o suelos en

forma de columna, en donde además se da información estratigráfica como la composición de los

materiales, su textura, estructuras, color, espesor, etc.

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Erosión: Es el deterioro progresivo de un terreno por el desprendimiento y arrastre del suelo,

como resultado del movimiento del viento y del agua.

Factor de seguridad: Relación entre las fuerzas que ayudan a la estabilidad del terreno y las que

producen su inestabilidad.

Falla activa: Es una falla que ha tenido desplazamientos en la superficie del terreno durante el

holoceno, por lo tanto, existe amenaza para las estructuras que se construyan encima de esta.

Falla geológica: Fractura en el basamento rocoso en la cual se han producido desplazamientos a

lado y lado de la fractura.

Inestabilidad: Proceso en el cual los materiales geológicos como suelo o roca presentan baja

capacidad de resistencia a esfuerzos externos e incluso a su peso propio.

Permeabilidad: Factor que mide la resistencia de los materiales al libre flujo del agua.

Relleno: Proceso de instalación y conformación de un depósito de terraplén de tierra, grava u otro

material, el cual debe cumplir con ciertas condiciones mínimas de compactación

Remoción en masa: Son todos los procesos en los cuales ocurre movimiento ya sea lento o rápido,

de masas de materiales geológicos como rocas y suelos en áreas inestables del terreno, que se

convierten en agentes que pueden causar daño.

Suelo residual: Es el material resultante de la meteorización de la roca sin que haya a lugar ningún

mecanismo de transporte.

Superficie de falla de un talud: Zona dentro del talud que delimita la superficie probable de

rotura o deslizamiento.

Talud: Es una superficie inclinada del terreno. Las pendientes con ángulo superior a 30 grados

con la horizontal y de altura total acumulada superior a tres metros se consideran como talud.

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6. DISEÑO METODOLÓGICO

El proyecto investigativo es de carácter exploratorio-descriptivo, en virtud del objeto de estudio y

las variables a considerar en la estimación de la resistencia al cortante y estabilidad de los suelos.

La selección de los ocho (8) sitios geotécnicos críticos localizados en el territorio municipal

correspondió a la necesidad de mejorar y fortalecer el diagnóstico de amenazas y factores

generadores de riesgo del municipio de Pereira, en cabeza de la DIGER, y a la vulnerabilidad de

la infraestructura, pobladores y bienes que potencialmente pueden ser afectados en caso de

ocurrencia de procesos de remoción en masa en cualquiera de los sitios críticos objeto de estudio.

La evaluación y análisis de la resistencia al cortante y estabilidad de los terrenos, contempla las

siguientes actividades:

Caracterización geométrica y descripción de sitios objeto de estudio

Levantamiento de perfiles de análisis

Geolocalización de sitios objeto de estudio

Levantamiento de columnas estratigráficas tipo

Exploración geotécnica y toma de muestras alteradas e inalteradas

Descripción y caracterización de elementos expuestos

Ensayos de laboratorio para la determinación de:

Clasificación granulométrica de suelos

Contenidos de humedad natural

Pesos unitarios

Límites de Atterberg

Resistencia al cortante

Determinación de factores de seguridad

Posición/profundidad del nivel freático

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Presión de poros/presión intersticia

6.1. ENFOQUE DE INVESTIGACIÓN Y TIPO DE ESTUDIO

La investigación que se está realizando tiene un enfoque de tipo cuantitativo ya que se están

recolectando muestras de suelo en el sitio geotécnico critico elegido para este estudio, para

posteriormente analizarlos y evaluarlos; los resultados obtenidos se pueden cuantificar y con esto

se puede deducir el fenómeno a estudiar y que está pasando en realidad en este lugar.

Se dice que esta investigación tiene este tipo de enfoque he debido a que se va a evaluar la

resistencia al cortante, las propiedades físicas químicas y biológicas de este lugar y para poder

hacer eso es necesario la recolección y excavación en varios puntos estratégicos de este talud a

estudiar , un ejemplo es para determinar la resistencia al corte se toma una muestra inalterada y

con la máquina de corte directo se termina su capacidad y esto es una variable numérica algo que

se mide.

6.2. MATRIZ DE DISEÑO METODOLÓGICO

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6.3. FASES Y RESULTADOS

La investigación se realizará en dos fases, correspondientes al logro de los objetivos específicos

planteados:

Tabla 1: Fase 1 de investigación

Fuente: Propia

Tabla 2: Fase 2 de investigación

Fuente: Propia

Fase 1

OBJETIVO

Evaluar las propiedades físicas, químicas, mecánicas y biológicas de los suelos de ocho

(8) sitios críticos del municipio de Pereira.

ACTIVIDADES

Actividad 1. Identificación del talud a estudiar.

Actividad 2. Obtención muestras de suelo del talud a estudiar.

Actividad 4. En laboratorio se realiza la caracterización de las muestras de suelo tomados

en campo.

Actividad 5. Realizar ensayos de laboratorio correspondientes.

Actividad 6. Análisis de resultados.

Fase 1

OBJETIVO

Determinar la resistencia al cortante y estabilidad de taludes en ocho (8) sitios geotécnicos

críticos del municipio de Pereira.

ACTIVIDADES

Actividad 1. Obtención muestras de suelo del talud a estudiar.

Actividad 2. En laboratorio se realiza la caracterización de las muestras de suelo tomados

en campo.

Actividad 3. Realizar ensayos de laboratorio correspondientes con sus debidos cálculos.

Actividad 4. Análisis de resultados.

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7. RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN

7.1. PROPIEDADES FÍSICAS, QUÍMICAS, MECÁNICAS Y BIOLÓGICAS DE LOS

SUELOS

El talud objeto de estudio se encuentra ubicado en el conjunto residencial Puerto Madero II,

Belmonte, en la parte norte del municipio de Pereira, sector de Risaralda. Sus coordenadas son:

4°48'39"N 75°45'31"W

Figura 1: Localización del conjunto residencial

Fuente: Google maps

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Figura 2: Localización del talud

Fuente; Google Earth.

7.1.1. Caracterización e identificación del talud

De acuerdo con las imágenes que se mostrarán a continuación, se puede evidenciar que el talud

que tuvo una intervención, es decir que fue construido directamente por el hombre, se puede

determinar que presenta un sistema de manejos de aguas (canales abiertos), así como también

cuenta con la instalación de diferentes drenes horizontales, está conformado por una capa vegetal,

y cierto número de plantas sembradas en él.

Se puede observar también que dicho talud no presenta ningún tipo de erosión o desprendimiento

a pesar de sus pendientes tan inclinadas, con un ángulo aproximadamente de 70° de inclinación y

una altura aproximada de 40m.

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7.1.2. Obtención y caracterización de las muestras.

Como se puede observar en la Figura, el talud se encuentra conformado por dos partes diferentes:

Talud A (Superior) y Talud B (Inferior). A cada de una de estas se le sacaron cierto número de

muestras para posteriormente realizar la caracterización y los ensayos correspondientes de estas.

A continuación, se describen las principales características de cada una de las muestras:

7.1.2.1. Talud A (Superior): Muestras alteradas.

7.1.2.1.1. Muestra #1

Se extrae de una profundidad de 1m, se identifica como un lleno antrópico, es decir, conformado

por la mano del ser humano, con un color ocre amarillo (pictórico) cuenta con una presencia muy

baja de agua.

7.1.2.1.2. Muestra #2

Se extrae de una profundidad de 2m, se identifica como un lleno antrópico, con un color ocre

amarillo (pictórico), cuenta con una presencia muy baja de agua.

7.1.2.1.3. Muestra #3



7.1.2.1.4. Muestra #4


amarillo (específico), cuenta con una presencia muy baja de agua.

7.1.2.1.5. Muestra #5



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7.1.2.1.6. Muestra #6



7.1.2.1.7. Muestra #7


amarillo (específico), cuenta con una presencia moderada de agua.

7.1.2.1.8. Muestra #8

Se extrae de una profundidad de 8m, se identifica como un lleno antrópico, con un color marrón

café, cuenta con una presencia abundante de agua, es decir, que se llega al nivel freático del talud.

7.1.2.1.9. Muestra #9


café, cuenta con una presencia abundante de agua.

7.1.2.1.10. Muestra #10

Se extrae de una profundidad de 10m, se identifica como un terreno natural, con un color ocre

pardo oscuro, cuenta con una presencia abundante de agua.

7.1.2.1.11. Muestra #11

Se extrae de una profundidad de 11m, se identifica como un terreno natural, con un color ocre


28

7.1.2.1.12. Muestra #12

Se extrae de una profundidad de 12m, se identifica como un terreno natural con presencia de

materia orgánica, con un color ocre pardo oscuro, cuenta con una presencia abundante de agua.

7.1.2.1.13. Muestra #13



7.1.2.2. Talud A (Superior): Muestras inalteradas.

7.1.2.2.1. Muestra #1:

Se extrae de una profundidad de 1.5m, se identifica como un lleno antrópico, es decir, conformado


baja de agua.

7.1.2.2.2. Muestra #2:



7.1.2.2.3. Muestra #3:

Se extrae de una profundidad de 4.5m, se identifica como un lleno antrópico, con un color ocre


7.1.2.2.4. Muestra #4:



29

7.1.2.2.5. Muestra #5:


amarillo (específico), cuenta con una presencia abundante de agua.

7.1.2.2.6. Muestra #6:


café, cuenta con una presencia abundante de agua, es decir, que se llega al nivel freático del talud.

7.1.2.2.7. Muestra #7:

Se extrae de una profundidad de 10.5m, se identifica como un terreno natural, con un color ocre

pardo oscuro, cuenta con una presencia abundante de agua, es decir, que se llega al nivel freático

del talud.

7.1.2.2.8. Muestra #8:



7.1.2.3. Talud B (Inferior): Muestras alteradas:

7.1.2.3.1. Muestra #1:

Se extrae de una profundidad de 1m, se identifica como un lleno antrópico, es decir, conformado


baja de agua.

7.1.2.3.2. Muestra #2



30

7.1.2.3.3. Muestra #3



7.1.2.3.4. Muestra #4



7.1.2.3.5. Muestra #5


amarillo (específico), cuenta con una presencia moderada de agua.

7.1.2.3.6. Muestra #6

Se extrae de una profundidad de 6m, se identifica como un lleno antrópico, con un color ocre pardo

oscuro cuenta con una presencia moderada de agua.

7.1.2.3.7. Muestra #7


oscuro, cuenta con una presencia abundante de agua.

7.1.2.3.8. Muestra #8


material orgánico, con un color ocre pardo oscuro, cuenta con una presencia abundante de agua,

es decir, que se llega al nivel freático del talud.

31

7.1.2.3.9. Muestra #9


material orgánico, con un color ocre pardo oscuro, cuenta con una presencia abundante de agua.

7.1.2.3.10. Muestra #10



7.1.2.4. Talud B (Inferior): Muestras inalteradas.

7.1.2.4.1. Muestra #1:

Se extrae de una profundidad de 1.5m, se identifica como un lleno antrópico, es decir, conformado


baja de agua.

7.1.2.4.2. Muestra #2:



7.1.2.4.3. Muestra #3:



7.1.2.4.4. Muestra #4:


oscuro cuenta con una presencia moderada de agua.

32

7.1.2.4.5. Muestra #5:



7.1.2.4.6. Muestra #6:



Figura 3: Obtención de muestras de suelo del talud a estudiar

Fuente: Propia

Material fotográfico

33

Figura 4: Muestras alteradas

Fuente: Propia.


34

Figura 5: Muestras inalteradas.

Fuente: Propia.


35

7.1.3. Pruebas de laboratorio.

Se realizaron diferentes pruebas o ensayos laboratorio como lo fueron: granulometría, contenido

de humedad, gravedad específica, limite líquido (LL), limite plástico (LP), para las muestras de

la parte inferior y posterior del talud a estudiar.

7.1.3.1. Talud A (Superior)

Como primer paso, se mostrarán algunos de los datos obtenidos en las pruebas de laboratorios de

granulometría, límite líquido, límite plástico, gravedad específica y contenido de humedad de

cada una de las muestras del talud A (superior).


Fuente: Propia.

Gráfica 1: Curva granulométrica muestra #1

Fuente: Propia.

GRANULOMETRÍA MUESTRA #1.

TAMIZ # TAMAÑO TAMIZ PESO RETENIDO (gr) % RETENIDO % RET ACUMULADO % PASA

10 2 135.2 26% 26% 74

20 1.2 99.7 19% 45% 55

40 0.4 30.3 6% 51% 49

60 0.25 46.8 9% 60% 40

200 0.08 166.8 32% 92% 8

Fondo - 44.2 8% 100% 0

TOTAL - 523 100% - -

-

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

0.010.1110

Granulometria muestra #1

36

Los resultados después de realizarle la granulometría a la primera muestra (Tabla 3 y gráfica 1),

se puede determinar que el suelo objeto de estudio posee características de suelo grueso debido a

que más del 50% queda retenido antes del tamiz N° 200 y debido a que el 100% de la muestra

pasa el tamiz #4, podemos concluir que el suelo es una arena. Además de esto se puedo observar

que el suelo tiene un 8% de finos.


Fuente: Propia

La tabla 4, muestra los resultados del coeficiente de uniformidad y de coeficiente de curvatura,

según el libro fundamentos de ingeniería de cimentaciones estos deben cumplir con la siguiente

condición Cu > 6 y 1 < Cc > 3 para que el suelo sea considerada bien graduado. Debido a esto al

analizar los resultados de la tabla 4, se pude evidenciar o concluir que es un suelo mal gradado, ya

que el coeficiente de curvatura no cumple las condiciones al ser inferior a 1.


Fuente: Propia

Como se muestra en la tabla 5 podemos evidenciar que la muestra #1 tiene un límite líquido igual

a 46.44

Tamaño que pasa de material %

D10 0.09

D30 0.2

D60 1.5

Cu 16.7

Cc 0.30

Limite líquido (LL) Muestra #1

N° de golpes Tara Peso húmedo (g) Peso seco (g) Peso Agua (g) %W LL

24 35.4 13.2 9 4.2 46.6666667 46.44

37


Fuente: Propia

Como se muestra en la tabla 5 podemos evidenciar que la muestra #1 tiene un límite plástico igual

a 43.243

Tabla 7: Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad (IP). Muestra #1.

Fuente: Propia

Con los datos de la tabla 7, se llega a la conclusión que el porcentaje de finos presentes en el suelo

es un limo de baja plasticidad ya que el índice de plasticidad (Ip) se encuentra por debajo de la

línea A en la figura 1.5 (Grafica de plasticidad) del libro fundamento de ingeniería de

cimentaciones.


Fuente: Propia

Límite plástico (LP) Muestra #2

Tara Peso húmedo (g) Peso seco (g) Peso Agua (g) LP

35.4 5 3.7 2 43.243

Limite líquido (LL) 46.44

Limite plástico (LP) 43.24

Índice de plasticidad (IP) 3.19

CONTENIDO DE HUMEDAD

PESO TARA 116.3

PESO HUMEDO (g) 834

PESO SECO (g) 523

PESO AGUA (g) 311

%W 76.47

38

-

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

0.010.1110


Fuente: Propia.


Fuente: Propia


Fuente: Propia.

Peso picno+agua+suelo 420.5

Peso picno+agua 320.5

Peso tara 115.9

Peso seco 95.7

K 1.00

Gs 0.489



10 2 111.8 25% 25% 75.00

20 1.2 93.6 21% 46% 54.00

40 0.4 67.4 15% 61% 39.00

60 0.25 39.7 9% 70% 30.00

200 0.08 98.1 22% 92% 8.00

Fondo - 31.4 7% 100% -

TOTAL - 442 100% - -

Granulometría muestra #2

39

Los resultados después de realizarle la granulometría a la muestra (Tabla 10 y gráfica 2), se

puede determinar que el suelo objeto de estudio posee características de suelo grueso debido a





Fuente: Propia




analizar los resultados de la tabla 11, se pude evidenciar o concluir que es un suelo mal gradado,

ya que el coeficiente de curvatura no cumple las condiciones al ser inferior a 1.




30 35.4 15.0 9.7 5.3 54.6391753 55.86 Fuente: Propia


a 55.86.


D10 0.09

D30 0.25

D60 1.25

Cu 13.9

Cc 0.56

40


Fuente: Propia.

Como se muestra en la tabla 13 podemos evidenciar que la muestra #2 tiene un límite plástico

igual a 30


Fuente: Propia

Con los datos de la tabla 14, se llega a la conclusión que el porcentaje de finos presentes en el

suelo es una arcilla de alta plasticidad ya que el índice de plasticidad (Ip) se encuentra por encima

de la línea A en la figura 1.5 (Grafica de plasticidad) del libro fundamento de ingeniería de

cimentaciones.


Fuente: Propia


Tara H (g) S (g) Peso Agua (g) %W

34.6 8 6 2 30.000





PESO TARA 114.6

PESO HUMEDO (g) 660.3

PESO SECO (g) 444

PESO AGUA (g) 216.3

%W 65.66

41


Fuente: Propia.


Fuente: Propia


Fuente: Propia





Peso tara 56.7

Peso seco 154.9

K 1.00

Gs 0.607

GRANULOMETRÍA MUESTRA #3


10 2 111.7 28% 28% 72.00

20 1.2 86.7 22% 50% 50.00

40 0.4 56.3 14% 64% 36.00

60 0.25 30.5 8% 72% 28.00

200 0.08 79.3 20% 92% 8.00

Fondo - 29.2 7% 100% -

TOTAL - 393.7 100% - -

-

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

0.010.1110


42




Tabla 18: Valores de coeficientes de uniformidad (Cu) y coeficientes de curvatura (Cu). Muestra #3.

Fuente: Propia.





ya que el coeficiente de curvatura no cumple las condiciones al ser inferior a 1.


Fuente: Propia.


a 56.32.


D10 0.09

D30 0.27

D60 1.2

Cu 13.3

Cc 0.68



28 35.4 11.2 7.2 4.0 55.5555556 56.32

43


Fuente: Propia.


igual a 25.

Tabla 21: Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad. Muestra #3.

Fuente: Propia


suelo es una arcilla de alta plasticidad ya que el índice de plasticidad (Ip) se encuentra por encima


cimentaciones.


Fuente: Propia



36 7 5.6 1 25.000





PESO TARA 120.6


PESO SECO (g) 395.4

PESO AGUA (g) 199.7

%W 72.67

44


Fuente: Propia.


Fuente: Propia

Gráfica 4: Curva granulométrica muestra #4.

Fuente: Propia.



Peso tara 57.1

Peso seco 93.8

K 1.00

Gs 0.484



10 2 172.4 47% 47% 53.00

20 1.2 81 22% 70% 30.00

40 0.4 42.4 12% 81% 19.00

60 0.25 19.5 5% 87% 13.00

200 0.08 42.2 12% 98% 2.00

Fondo - 8.7 2% 100% -

TOTAL - 366.2 100% - -

-

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

0.010.1110


45







Fuente: Propia.





ya que el coeficiente de curvatura y el coeficiente no uniformidad no cumplen.


Fuente: Propia


a 76.67


D10 0.25

D30 1.15

D60 1.7

Cu 6.8

Cc 3.11

Limite liquido (LL) Muestra #4


30 35.4 14.0 8 6.0 75 76.67

46


Fuente: Propia


igual a 66.667


Fuente: Propia


suelo es un limo de alta plasticidad ya que el índice de plasticidad (Ip) se encuentra por encima de

la línea A en la figura 1.5 (Grafica de plasticidad) del libro fundamento de ingeniería de

cimentaciones.


Fuente: Propia.



30.9 7 4.2 3 66.667





PESO TARA 119.3


PESO SECO (g) 364.4

PESO AGUA (g) 223.9

%W 91.35

47


Fuente: Propia


Fuente: Propia.

Gráfica 5: Curva granulométrica muestra #5.

Fuente: Propia



Peso tara 129.9

Peso seco 51.6

K 1.00

Gs 0.340



10 2 135.4 40% 40% 60.00

20 1.2 72.6 21% 61% 39.00

40 0.4 38.5 11% 72% 28.00

60 0.25 20.7 6% 78% 22.00

200 0.08 59.5 17% 96% 4.00

Fondo - 14.8 4% 100% -

TOTAL - 341.5 100% - -

-

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

0.010.1110


48







Fuente: Propia




analizar los resultados de la tabla 32, se pude evidenciar o concluir que es un suelo bien gradado,

ya que el coeficiente de curvatura y el coeficiente de uniformidad se encuentran dentro de los

rangos.


Fuente: Propia.


a 63


D10 0.1

D30 0.7

D60 1.7

Cu 17.0

Cc 2.88



30 35.4 13.9 8.6 5.3 61.627907 63.00

49


Fuente: Propia


igual a 52.174.


Fuente: Propia




cimentaciones.


Fuente: Propia



46.3 7 4.6 2 52.174





PESO TARA 113.3


PESO SECO (g) 340.5

PESO AGUA (g) 197.6

%W 86.97

50


Fuente: Propia

Tabla 38: Resultados generales muestras alteradas Talud A (Superior)

Fuente: Propia



Peso tara 121.2

Peso seco 73.6

K 1.00

Gs 0.424

Muestra Granulometría Cu Cc Límite líquido

Límite plástico

Índice de plasticidad

Contenido de humedad

Gravedad específica

#1 Arena 16.7 0.3 46.44 43.24 3.19 76.47 0.489

#2 Arena 13.9 0.6 55.86 30.00 25.86 65.66 0.607

#3 Arena 13.3 0.7 56.32 25.00 31.32 72.67 0.484

#4 Arena 6.8 3.1 76.67 66.67 10.01 91.35 0.340

#5 Arena 17.0 2.9 63.00 52.17 10.83 86.97 0.424

#6 Arena 12.0 3.7 82.89 54.35 28.54 86.19 0.397

#7 Arena 18.2 2.9 74.34 52.17 22.17 74.81 0.507

#8 Arena 20.0 0.6 53.96 26.98 26.97 94.29 0.456

#9 Arena 20.0 0.4 57.72 35.85 21.87 92.09 0.493

#10 Arena 16.4 0.5 71.49 43.75 27.74 97.93 0.487

#11 Arena 20.0 4.0 70.41 50.98 19.43 79.71 0.501

#12 Arena 20.0 0.6 52.50 48.98 3.52 84.56 0.499

#13 Arena 12.0 4.9 62.03 52.38 9.64 75.12 0.446

51

7.1.3.2.Talud B (Inferior)

Se mostrarán algunos de los datos obtenidos en las pruebas de laboratorios de granulometría,

límite líquido, límite plástico, gravedad específica y contenido de humedad de cada una de las

muestras del talud B (inferior).


Fuente: Propia

Gráfica 14: Curva granulométrica muestra #1I.

Fuente: Propia.



10 2 0.5 0% 0% 100.00

20 1.2 3.1 2% 2% 98.00

40 0.4 20.6 12% 15% 85.00

60 0.25 40.9 25% 39% 61.00

200 0.08 84 50% 90% 10.00

Fondo - 17.6 11% 100% -

TOTAL - 166.7 100% - -

-

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

0.010.1110

Granulometria muestra#1

52

Los resultados después de realizarle la granulometría a la primera muestra (Tabla 39 y gráfica

14), se puede determinar que el suelo objeto de estudio posee características de suelo grueso

debido a que más del 50% queda retenido antes del tamiz N° 200 y debido a que el 100% de la

muestra pasa el tamiz #4, podemos concluir que el suelo es una arena. Además de esto se puedo

observar que el suelo tiene un 10% de finos.


Fuente: Propia





ya que el coeficiente de curvatura y el coeficiente de uniformidad no se encuentran dentro del

rango establecido.


Fuente: Propia.


a 71.43.


D10 0.09

D30 0.12

D60 0.25

Cu 2.8

Cc 0.64



25 35.4 10.8 6.3 4.5 71.42857143 71.43

53


Fuente: Propia.


igual a 50.943.

Tabla 43: Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad. Muestra #1I.

Fuente: Propia




cimentaciones.


Fuente: Propia


Tara Peso húmedo (g) Peso seco (g) Peso Agua (g) %W

41.01 8 5.3 2.70 50.943





PESO HUMEDO (g) 216

PESO SECO (g) 166.4

PESO AGUA (g) 49.6

54


Fuente: Propia.


Fuente: Propia


Fuente: Propia.



Peso tara 101.8

Peso seco 99

K 1.00

Gs 0.497



10 2 6.1 12% 12% 88.00

20 1.2 38.6 15% 27% 73.00

40 0.4 50.7 22% 49% 51.00

60 0.25 74.5 41% 90% 10.00

200 0.08 136.9 10% 100% -

Fondo - 34.5 0% 100% -

TOTAL - 341.3 100% - -

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.010.1110


55







Fuente: Propia.






rango establecido.


Fuente: Propia


a 49.57


D10 0.2

D30 0.3

D60 0.7

Cu 3.5

Cc 0.64



26 35.4 11.2 7.5 3.7 49.33333333 49.57

56


Fuente: Propia


igual a 48.936


Fuente: Propia.


suelo es un limo de baja plasticidad ya que el índice de plasticidad (Ip) se encuentra por encima


cimentaciones.


Fuente: Propia.



38 7 4.7 2.30 48.936





PESO HUMEDO (g) 511

PESO SECO (g) 333.7

PESO AGUA (g) 177.3

57


Fuente: Propia.


Fuente: Propia


Fuente: Propia.



Peso tara 120.3

Peso seco 97.9

K 1.00

Gs 0.494



4 4.75 0.1 0% 0% 100.00

10 2 11.7 4% 4% 96.00

20 1.2 39.6 12% 16% 84.00

40 0.4 25.8 8% 24% 76.00

60 0.25 105.4 33% 56% 44.00

200 0.08 130.5 40% 97% 3.00

Fondo - 10.8 3% 100% -

TOTAL - 323.9 100% - -

0

20

40

60

80

100

120

0.010.1110


58







Fuente: Propia






rango establecido.


Fuente: Propia


a 76.31


D10 0.09

D30 0.15

D60 0.35

Cu 3.9

Cc 0.71



32 35.4 14.9 8.56 6.3 74.06542056 76.31

59


Fuente: Propia


igual a 38.889


Fuente: Propia




cimentaciones.


Fuente: Propia



39.4 7.5 5.4 2.10 38.889






PESO SECO (g) 323.8

PESO AGUA (g) 168.8

60


Fuente: Propia.


Fuente: Propia


Fuente: Propia.



Peso tara 62.6

Peso seco 94.6

K 1.00

Gs 0.486



4 4.75 20.9 6% 6% 94.00

10 2 59.2 17% 23% 77.00

20 1.2 68 19% 42% 58.00

40 0.4 27.5 8% 50% 50.00

60 0.25 42.8 12% 62% 38.00

200 0.08 123.3 35% 98% 2.00

Fondo - 8.2 2% 100% -

TOTAL - 349.9 100% - -

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.010.1110


61







Fuente: Propia





ya que el coeficiente de curvatura no se encuentra dentro del rango establecido.


Fuente: Propia


a 58.73



D10 0.1

D30 0.17

D60 1.5

Cu 15.0

Cc 0.19



18 35.4 11.6 7.2 4.4 61.11111111 58.73



38.2 7.3 5 2.30 46.000

62

Fuente: Propia


igual a 46


Fuente: Propia




cimentaciones.


Fuente: Propia


Fuente: Propia






PESO SECO (g) 349.9

PESO AGUA (g) 207



Peso tara 63.7

Peso seco 120

K 1.00

Gs 0.545

63


Fuente: Propia.


Fuente: Propia








4 4.75 35.9 12% 12% 88.00

10 2 89.5 30% 42% 58.00

20 1.2 41.4 14% 56% 44.00

40 0.4 26.8 9% 65% 35.00

60 0.25 25.1 8% 73% 27.00

200 0.08 61.8 21% 94% 6.00

Fondo - 20 7% 100% -

TOTAL - 300.5 100% - -

0

20

40

60

80

100

0.010.1110


64


Fuente: Propia




analizar los resultados de la tabla 68, se pude evidenciar o concluir que es un suelo bien gradado,

ya que el coeficiente de curvatura y coeficiente de uniformidad se encuentran dentro del rango

establecido.


Fuente: Propia


a 75.25


Fuente: Propia.


igual a 44.643.


D10 0.09

D30 0.5

D60 1.8

Cu 20.0

Cc 1.54



34 35.4 13.8 8 5.8 72.5 75.25



41.4 8.1 5.6 2.50 44.643

65


Fuente: Propia




cimentaciones.


Fuente: Propia


Fuente: Propia






PESO SECO (g) 299.3

PESO AGUA (g) 193.6



Peso tara 115.7

Peso seco 84.3

K 1.00

Gs 0.457

66

Tabla 74: Resultados generales muestras alteradas Talud B (Inferior)

Fuente: Propia

7.2. RESISTENCIA AL CORTANTE Y ESTABILIDAD DE TALUDES

Se le realizo los ensayos directo a las muestras inalteradas del talud B (Inferior), adjunto se

mostrarán los resultados de cada una de ellas.


Fuente: Propia

Muestra Granulometría Cu Cc Límite líquido

Límite plástico

Índice de plasticidad

Contenido de humedad

Gravedad específica

#1 Arena 2.8 0.6 71.43 50.94 20.49 77.02 0.497

#2 Arena 3.5 0.6 49.57 48.94 0.63 80.01 0.494

#3 Arena 3.9 0.7 76.31 38.89 37.42 86.12 0.486

#4 Arena 15.0 0.2 58.73 46.00 12.73 94.26 0.545

#5 Arena 20.0 1.5 75.25 44.64 30.61 81.76 0.457

#6 Arena 9.6 1.8 62.62 51.11 11.50 87.42 0.502

#7 Arena 12.5 2.0 69.35 53.33 16.02 89.97 0.498

#8 Arena 11.7 1.5 43.75 40.00 3.75 93.89 0.502

#9 Arena 18.0 2.7 35.59 35.59 46.76 76.23 0.514

#10 Arena 1.7 0.8 54.08 48.08 6.00 76.50 0.456

MUESTRA #1

Peso molde

(gr)

Peso muestra

(gr)

Carga aplicada

(Kg) Diámetro

(mm) Altura (mm)

Mayor carga (KN)

Cohesión (KPa)

Fricción (°)

Esfuerzo cortante

Esfuerzo normal

96.1 79.6 10 49.8 27.3 0.117 19.62 45.84

60.067 50.364

96.1 78.2 20 47.9 26 0.181 100.443 100.728

67

Gráfica 24: Curva esfuerzo vs deformación muestra #1. (10Kg)

Fuente: Propia

Gráfica 25: Curva esfuerzo vs deformación muestra #1 (20Kg)

Fuente: Propia

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0%

Esf

uerz

o co

rtan

te (

kNm

2 )

Deformación unitaria e %

Esfuerzo cortante vs Deformación unitaria

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0%

Esf

uerz

o co

rtan

te (

kNm

2 )



68

Gráfica 26: Curva esfuerzo de falla muestra #1.

Fuente: Propia


Fuente: Propia

MUESTRA #2

Peso molde

(gr)

Peso muestra

(gr)

Carga aplicada

(Kg) Diámetro

(mm) Altura (mm)

Mayor carga (KN)

Cohesión (KPa)

Fricción (°)

Esfuerzo cortante

Esfuerzo normal

96.1 78.5 10 48.3 25.6 0.134

54.9 27.48

73.134 53.541

96.1 77.3 20 48.4 26.1 0.216 117.401 107.082

96.1 77 30 48 25.7 0.281 155.287 216.849

y = 0.8017x + 19.692

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120

kPa

(kN

m2

)

kPa (kNm2 )

Esfuerzos de falla 370

Lineal (Series1) Lineal (Series1)

69


Fuente: Propia


Fuente: Propia

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

140.00

0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0%

Esf

uerz

o co

rtan

te (

kNm

2 )



0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

0.0% 2.0% 4.0% 6.0% 8.0% 10.0% 12.0% 14.0% 16.0% 18.0%

Esf

uerz

o co

rtan

te (

kNm

2 )



70


Fuente: Propia

Gráfica 30: Curva esfuerzo de falla muestra #2

Fuente: Propia.

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

140.00

160.00

180.00

0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0% 30.0%

Esf

uerz

o co

rtan

te (

kNm

2 )



y = 0.4796x + 54.927

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 50 100 150 200 250

kPa

(kN

m2

)

kPa (kNm2 )


Lineal (Linea de falla) Lineal (Linea de falla)

71


Fuente: Propia


Fuente: Propia.

MUESTRA #3

Peso molde

(gr)

Peso muestra

(gr)

Carga aplicada

(Kg) Diámetro

(mm) Altura (mm)

Mayor carga (KN)

Cohesión (KPa)

Fricción (°)

Esfuerzo cortante

Esfuerzo normal

96.1 77.2 10 48.5 25.1 0.129

25.2 45.84

69.826 53.100

96.1 76.8 20 48.7 25.7 0.199 106.833 106.200

96.1 79 30 48.2 26.7 0.286 156.741 161.290

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0%

Esf

uerz

o co

rtan

te (

kNm

2 )



72


Fuente: Propia


Fuente: Propia

-20.00

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0%

Esf

uerz

o co

rtan

te (

kNm

2 )



0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

140.00

160.00

180.00

0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0%

Esf

uerz

o co

rtan

te (

kNm

2 )



73


Fuente: Propia


Fuente: Propia

y = 0.804x + 25.215

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

kPa

(kN

m2

)

kPa (kNm2 )



MUESTRA #4

Peso molde

(gr)

Peso muestra

(gr)

Carga aplicada

(Kg) Diámetro

(mm) Altura (mm)

Mayor carga (KN)

Cohesión (KPa)

Fricción (°)

Esfuerzo cortante

Esfuerzo normal

96.1 69.7 10 46.8 23.7 0.082

5.50 37.23

47.669 57.028

96.1 76 20 47.8 25.7 0.129 71.886 114.056

96.1 76.8 30 47 25.9 0.269 155.048 226.174

74


Fuente: Propia.


Fuente: Propia

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0%

Esf

uerz

o co

rtan

te (

kNm

2 )



0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0% 30.0%

Esf

uerz

o co

rtan

te (

kNm

2 )



75


Fuente: Propia


Fuente: Propia

y = 0.6497x + 5.5024

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 50 100 150 200 250

kPa

(kN

m2

)

kPa (kNm2 )



0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

140.00

160.00

180.00

0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0%

Esf

uerz

o co

rtan

te (

kNm

2 )



76


Fuente: Propia.


Fuente: Propia

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0% 30.0%

Esf

uerz

o co

rtan

te (

kNm

2 )



MUESTRA #3

Peso molde (gr)

Peso muestra

(gr)

Carga aplicada (Kg)

Diámetro (mm)

Altura (mm)

Mayor carga (KN)

Cohesión (KPa)

Fricción (°)

Esfuerzo cortante

Esfuerzo normal

96.1 78.4 10 47.5 25.1 0.111

36.51 27.04

62.639 55.359

96.1 82.3 20 48.5 25.5 0.164 88.771 110.719

96.1 81 30 47.9 25.9 0.251 139.288 217.755

77


Fuente: propia


Fuente: Propia

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

100.00

0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0% 30.0%

Esf

uerz

o co

rtan

te (

kNm

2 )



0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

140.00

160.00

0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0% 30.0%

Esf

uerz

o co

rtan

te (

kNm

2 )



78


Fuente: Propia

y = 0.472x + 36.512

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 50 100 150 200 250

kPa

(kN

m2

)

kPa (kNm2 )



79

8. CONCLUSIONES

Se identifico al momento de la extracción de muestras del sitio de estudio que el color ocre pardo

oscuro predominada en la mayoría de estas, aunque no solo estaba este color también se

identificaron colores grisáceos y tonos café.

Con base en los resultados obtenidos del ensayo de granulometría a estas muestras se logró

identificar que la mayoría de estos suelos son arenas finas con presencia de limos y arcillas, pero

ya en menor cantidad, esto se pudo determinar ya que el 50% quedo retenido en los tamices

anteriores al #200 y el 100% de la muestra pasa por el tamiz No 4.

Al ser una arena fina se pudo identificar que hay presencia de minerales como feldespatos y cuarzo.

En base a la identificación de colores también se pudo identificar que este perfil está conformado

por un lleno antrópico hasta los 10 metros de profundidad, ya que a esta distancia se encontró

material de color oscuro y esto quiere decir que hay presencia de materia orgánica.

Como se muestra en los resultados podemos observar cuales son las mayores cargas que pueden

soportar cada una de las muestras inalteradas del talud B (Inferior), excepto la muestra #5 debido

a que por motivos de humedad no se logró su obtención.

Las muestras en donde se tenia un alto porcentaje de limos y arcillas se puede notar que su

cohesión es alta a diferencia de las otras donde el porcentaje de limos es inferior

Debido a que el talud B (inferior) es identificado como una arena su resistencia a las cargas son

muy bajas.

80

9. RECOMENDACIONES

Después de los resultados obtenidos en esta investigación y teniendo en cuenta todos los ensayos

que se realizaron a todas las muestras se recomienda tener más cuidado al momento de

conformar taludes ya que uno de los resultados obtenidos fue que una gran parte de suelo es

lleno antrópico y si no tuvo una buena compactación representa una gran amenaza para las

viviendas y las personas que están ubicadas en este sector.

Otra recomendación es darle un mejor manejo a este talud por parte de los encargados de esta

zona ya que presenta un deterioro notable en su sendero peatonal y tampoco tiene algo que

proteja a las personas que por allí transitan.

Se recomienda hacerle un mayor seguimiento por parte de la entidad encargada que es la

dirección de riesgo y atención de desastres del municipio de Pereira (DIGER), ya que este talud

alguna vez represento o representa amenaza, una razón para decir eso es la gran cantidad de agua

que está allí presente y que a pesar de que se tiene un manejo de agua como lo son los canales

abierto y los drenes horizontales sigue habiendo presencia esta.

81

10. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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