presentacion formacion de suelos

7/24/2019 Presentacion Formacion de Suelos

1/51

Departamento de Geologa

Universidad de Chile

Conceptos Geolgicos Bsicos

Sofa Rebolledo

DEFINICIN Y ALCANCESDE LA GEOLOGA

Geologa es la ciencia que estudia laTierra.

Las rocas que la constituyen, losprocesos que las formaron y los

cambios que ellas sufren para darorigen a los paisajes actuales, sonalgunas de las preocupaciones deun gelogo.


2/51

Como toda ciencia, la geologa tiene

algunas reas de inters msespecfico, dentro de las cuales se

pueden destacar:Geologa econmica, geologa

estructural, petrologa, geoqumica,

sedimentologa, estratigrafa,paleontologa, geocronologa,

vulcanologa, hidrogeologa, geologaaplicada a la ingeniera, geologa

ambiental.

EL TIEMPO EN GEOLOGA

El tiempo es un parmetro que debe sertomado en cuenta para la comprensinglobal de la geologa de un lugar.

La columna estratigrfica mundial divideal tiempo geolgico en periodos (Tabla2.1).


3/51

Usualmente se espera que las rocasms antiguas sean ms competentesy menos permeables. Sin embargo,

en lugares como nuestro pas,afectado por fuerte tectonismo, lasrocas antiguas pueden mostrar unfuerte deterioro fsico y mecnico.

Tabla 2.1.- El T iempo en GeologaPeriodo/sistema Era Edad,

m.a.Vida

Holoceno= Reciente(ltimos 10.000 aos)

Cuaternario

Homo sapiens

Pleistoceno 2 ma H.Habilis

Plioceno Roedores 5 ma primeroshominidos (Kenya

Mioceno Caballos

Oligoceno Terciario Primates

Eoceno

Paleoceno

Cretcico ltim. dinosaurios

Jursico Mesozoico Primeros mamferos

Trisico

Prmico

Carbonfero Primeros reptiles

Devnico Paleozoico Primeros rboles

Silrico Amonites

Ordovcico Primeros peces

Cmbrico Graptolites, trilobites

Precmbrico Gusanos, esponjas

(origen de la tierra) 4600

65

1.6-2

570

245

144

213

286

360

408

37

55

25

5


4/51

Tipos de materiales

geolgicos

Rocas y Suelos

Rocas

Material o substancia rocosa y macizorocoso

Material: Rocas gneas

Rocas sedimentarias

Rocas metamrficas Descripcin: Color, tamao degrano,estructura, meteorizacin,

nombre, resistencia y discontinuidades


5/51

ROCAS Las rocas se definen como agregados

slidos de minerales. Dependiendo desu origen, las rocas se dividen en tresgrandes grupos: rocas gneas, rocassedimentarias y rocas metamrficas.

Rocas gneas

Las rocas gneas se forman delenfriamiento de un material caliente

(roca fundida), rico en gases,denominado magma.

El magma se origina en las

profundidades de la corteza y seacumula en cmaras magmticas.


6/51

En algunos casos, el magma se abre

espacio y sale a la superficie generandouna erupcin volcnica.

Las rocas que se generan en esteevento son denominadas rocasvolcnicas o extrusivas y representanuno de los dos tipos principales derocas gneas.

Cuando el magma no consigue llegar ala superficie y se enfra y cristaliza en

cmaras magmticas subsuperficiales,las rocas que se generan se denominan

rocas intrusivas.


7/51

Las rocas plutnicas, como el granito yla diorita, se forman a partir de unmagma enterrado a gran profundidadbajo la corteza terrestre.

Las rocas se enfran muy despacio,permitiendo as el crecimiento de

grandes cristales de minerales puros.

Las rocas volcnicas, como el basalto yla riolita, se forman por enfriamiento ysolidificacin rpida del magma engrietas prximas a la superficie, o ensuperficie cuando el magma emerge atravs de los volcanes. El resultadoson rocas de grano fino o vidrio.


8/51

En determinados casos, existen rocasque se componen de cristales, grandes

y bien formados, en una masafundamental constituida por cristales degrano ms fino o vidrio. Esta textura se

denomina porfdica y las rocas quetienen esta textura se denominan

prfidos.

Las rocas gneas, compuestas casi ensu totalidad por un tipo de mineralesdenominados silicatos, suelenclasificarse segn su contenido deslice. Las principales categoras soncidas o bsicas, siendo el granito y lariolita ejemplos del primer grupo, y el

gabro y el basalto del segundo.


9/51

Dentro de las rocas gneas, las rocaspiroclsticas tienen particularimportancia en la geologa de Chile.

Estas son muy comunes y se asocian ala actividad volcnica de nuestro pas.

Las rocas piroclsticas estn formadaspor fragmentos de rocas y mineralesque son arrojados desde un volcn.

Tabla 4.1.- Clasificacin de rocas gneas para propsitos de ingeniera. (Modificadade Dennen y Moore, 1986).

Composicin Mineralgica

Mineralesprincipales Cuarzo-ortoclasa Plagioclasa Plagioclasapiroxenoolivino

Olivinopiroxeno

Mineralesaccesorios

Biotita-muscovitaanfbola

Anfbolabiotita

Magnetita

Pegmatticas(grano muy grueso,

>1cm)

Pegmatitas

Fanertica (granomedio, 0.25-2cm)

Granito Diorita Gabro Peridotita

Dunita

Porfirtica(cristales mayoresen una masa de

grano fino)

Prfidograntico,

Prfidocuarcfero

Prfidoandestico

Andesitaporfdica

Prfidobasltico

Prfido deolivino

Afantica (cristalesvisibles, de

pequeo tamao)

Riolita Andesita Basalto Basalto deolivino

Vtrea Obsidianapmez

(esponjosa,vesicular)

Escoria (vesicular)

Contenido deSlice

Acidas

sobre 65%

Intermedias

55-65%

Mficas oBsicas45-55%

Ultramficas

menos de45%

Color Claras Oscuras

T

exturayTamaodelgrano


10/51

Tabla 4.2.- Caractersticas geotcnicas de las rocas gneas.(Modificada de Mathewson,1981)

Caractersticas Descripcin

Rocas gneas intrusivasExtensin areal grandes reas, ocasionalmente cuerpos

menoresRocas principales granito-granodiorita-diorita-gabroColores caractersticos rosado- grises claros a muy oscurosTamao del grano mayor de 0,25 cm, visible a simple vistaResistencia alta a muy alta, mayor que 100MPaDeformacin usualmente elstico-plstica

Rocas gneas extrusivasExtensin areal muy variable, ocurren como flujos o

intrusiones superficialesRocas principales Riolita - andesita - basaltoColores caractersticos Rosado - grises claros a muy oscurosTamao del grano grano fino, frecuentemente no visible a

simple vista

Resistencia variable de muy alta a muy bajaDeformacin variable de plstico-elstica a elstica.

Las rocas piroclsticas ocurren encuerpos lenticulares o tabulares yreciben diferentes nombresdependiendo, bsicamente, del tamaode los clastos (Tabla 4.3.-).


11/51

Tabla 4.3 .- Rocas piroclsticasPartculas caractersticas Nombre

RocaBloques Fragmentos

angulosos mayoresde 64 mm

Brecha

Bombas Fragmentosredondeadosmayores de 64mm

Aglomerado

Lapilli (2-64mm)

Ceniza (


12/51

Las rocas sedimentarias no clsticaspueden ser qumicas u orgnicas.

Un ejemplo de rocas qumicas son lascalizas, formadas por precipitacin decarbonato de calcio;

las coquinas, formadas bsicamente apartir de la acumulacin de restos decaparazones de organismos marinos,son un ejemplo de rocas orgnicas.

La litificacin es el fenmeno por elcual un sedimento se convierte en rocay es inducido por la presin ytemperatura que afecta a lossedimentos cuando tienen unasobrecarga de varios cientos de metrosde sedimentos.

La litificacin consiste en tres procesos:


13/51

)compactacin, que se refiere a ladisminucin del volumen de los poros de unsedimento debido a la presin ejercida porlos sedimentos que lo sobreyacen. Para queexista esta disminucin de la porosidad,debe existir un arreglo del empaquetamientode los granos y prdida de agua. Ladisminucin del volumen del sedimentodebido a compactacin puede, en algunos

casos, llegar al 50%, como es el caso dealgunas arcillas.

)cementacin, que corresponde a ladepositacin de minerales como calcita,slice, xidos de fierro o arcillas en losporos o espacios que existen entre las

partculas que constituyen elsedimento. Este proceso es facilitado

por la circulacin de agua.


14/51

)recristalizacin que consiste en ladisolucin y cristalizacin, a

pequea escala, de alguno de losminerales ms inestables como el

cuarzo y la calcita y suredepositacin.

El resultado es similar a la

cementacin.

La mayora de las rocas sedimentariasse presentan en capas o estratosparalelos o discordantes.

Estos planos reflejan cambios en lavelocidad de sedimentacin o en lanaturaleza de la materia depositada.

Cuando los planos son discordantes,

estos reflejan eventos tectnicosmayores.


15/51

Tabla 4.4.- Principales rocas sedimentarias.(Modificada de Dennen y Moore, 1986).

Clsticas

Tamao de grano Nombre

Grueso (>2mm) ConglomeradoGrueso, fragmentos angulosos (>2mm) BrechaArena (0.063-2mm) AreniscaLimo a arcilla (


16/51

Rocas metamrficas

Las rocas que se formaron bajo ciertascondiciones de presin y/o temperatura

se pueden volver inestables si estascondiciones son alteradas de manera

drstica.

Si el tiempo es suficientemente largo,los minerales cambian a minerales que

son estables bajo las nuevascondiciones.

Este cambio o transformacin sedenomina metamorfismo y las rocas

resultantes son las rocasmetamrficas.


17/51

En general, la temperatura asociada ametamorfismo es mayor a 200C y laspresiones son altas.

Los lmites del estn sobre la presin ytemperatura asociada a litificacin perobajo el punto de fusin de las rocas.

El efecto principal del metamorfismo esque la fbrica original de la roca se

reemplaza por una nueva.

Por ejemplo, en rocas monominerales,como la arenisca cuarcfera y la caliza,el metamorfismo da origen a una rocacon textura de mosaico definida por el

desarrollo de granos gruesos,uniformes, con bordes irregulares.


18/51

Sin embargo, muchas rocas

metamrficas desarrollan unaestructura planar, penetrativa,

denominada foliacin.

Debido a esta foliacin o anisotropa, lamayora de las propiedades de la roca

son altamente dependientes de laorientacin.

En algunos casos, la foliacincorresponde a un clivaje, definido como

planos de particin preferenciales deuna roca; en otros, a una esquistosidaddefinida por el crecimiento de minerales

tabulares, orientados en planossubparalelos.


19/51

Tabla 4.7.- Rocas metamrficas foliadas. (Modificada de Birkeland y Larson, 1989).

Nombre Grado

Metamor-fismo

Textura Tamao

Grano

Minerales

Principa-les

Cl ivaje Fol iacin

Pizarra bajo clsticaamicrocristalina

muy f ino arci lla-cuarzo,mica-cuarzoclorita

perfecto muypenetrativa

Filita bajo microcristalina

fino mica-cuarzo-clorita

buena penetrativa

Esquisto alto cristalina fino amedio,

medio agrueso

mica-clorita-hornblenda-granate

errt ica media,segrega-cinmineralesclaros yoscuros

Gneiss alto cristalina medio agrueso

feldespato-cuarzo-biotita ymuscovita-hornblen-da ygranate

sinfoliacin

gruesa, enbandas demineralesclaros yoscuros

Tabla 4.8.- Caractersticas geotcnicas de algunas rocas metamrficas.(Modificada de Mathewson1981).

Caractersticas Descripcin

Metamorfismo de Bajo grado

Extensin regional usualmente grandes reas, excepto enmetamorfismo de contacto

Rocas principales cuarcita - pizarra - mrmol

Tamao grano o cris tales usualmente visible-muy fino-variable

Resistencia alta a muy alta-media a alta-media

Deformacin plstica-elstica-plst. a elstica-plst.

Metamorfismo de alto grado

Extensin regional reas extensas

Rocas principales esquisto - gneiss

Tamao grano o cristales medio a grueso - grueso

Resistencia muy baja a muy alta- media a muy alta

Deformacin plstica a elstica, elstica-plstica

Anisotropa anistropa, puede ser anistropa


20/51

Estructuras En ambientes tectnicos como por

ejemplo, zonas de colisin de placas,zonas de cizalle y sectores donde seha emplazado un intrusivo, la cortezaterrestre es sometida a esfuerzos. Enestos ambientes cualquier material, a

una determinada temperatura y tasa dedeformacin, puede plegarse ofracturarse.

Las fracturas son superficies a lo largode las cuales una roca ha perdidocohesin.

La mayora de estas estructuras, entrelas que destacan diaclasas y fallas, sonposteriores a la formacin de la roca.

Algunas fracturas son primarias, y se

desarrollan junto con la roca. Ejemplosde fracturas primarias son las diaclasascolumnares, producidas al enfriarse uncuerpo gneo.


21/51

Los pliegues son estructuras en formade onda que se producen por ladeformacin de un material en estadodctil.

En la naturaleza, los pliegues puedentener longitudes de onda desde 1 cm omenores, hasta algunos kilmetros.

Suelos

Geolgicamente, depsitos recientes,cuaternarios, corresponden a suelos.En Santiago por ejemplo, la mayorparte del suelo de fundacin sondepsitos de los ros y esteros

principales.


22/51

Si una muestra de suelo es examinada,se ver que est constituida por

partculas de diferente tamao. Laspartculas mayores (>2mm) son

principalmente fragmentos de rocas.Las medias (0.1-2 mm) son usualmentepartculas minerales, en muchos casos

cuarzo. El fino, limo y arcillas, sondifciles de describir visualmente en

terreno, pero caracterizadas porplasticidad, dilatancia, etc.

Tipos de suelos

Residuales: aquellos formados en ellugar por meteorizacin directa de la

roca.

En lugares fros y en zonas climticas

templadas los suelos son usualmentedelgadas capas debido a meteorizacinlenta. En regiones clidas es inverso.


23/51

Transportados: han sido depositadosen su ubicacin presente por alguno de

los agentes-agua-viento-lluvia.Depsitos aluviales, morrenas, dunas,

etc. Rocas no endurecidas: usualmente

referidas como suelo. Arcilla Oxford,algunas formaciones de arenas

antiguas.

DEPOSITOSCUATERNARIOS

Los depsitos del Cuaternario sonbastante amplios y son importantes

como medios de fundacin.


24/51

Algunos son subareos, por ejemplo,los fragmentos que cubren las

pendientes rocosas, otros son acuticoscomo las arenas y gravas fluviales y las

arenas de playa.

Otros pueden ser volcnicos como losformados de ceniza y muchos han sidodepositados por la accin de glaciares.

Los depsitos originados en elCuaternario, frecuentemente son

diferentes de las rocas ms duras yslidas a las que cubren.


25/51

Denudacin La accin conjunta de la meteorizacin

y erosin se denomina denudacin y esla responsable de modelar el paisaje.

Detrito corresponde a una partcula deroca o a un fragmento monomineral

que proviene de la intemperizacin de

una roca. Un conjunto de detritos sedenomina depsito sedimentario o

sedimento.

Tipos de depsitos

Depsitos aluviales Depsitos coluviales

Morrenas Depsitos elicos (dunas, loess)

Materiales volcnicos

Depsitos de remocin en masa


26/51

Depsitos aluviales Sedimento aluvial es el trmino general

dado a los depsitos dejados por el ro;incluyen material fino como limo y

arcilla y material grueso como arena ygrava. El sedimento transportado es

abandonado al disminuir la velocidad de

una corriente.

Los depsitos fluviales se presentan encuatro formas bsicas:

(i) aquellos en el cauce normal del ro,

(ii) aquellos que se esparcen sobre laplanicie en cualquier lado del ro

durante los perodos de inundacin,


27/51

(iii) aquellos depsitos en el piso delestuario y que estn interestratificadoscon sedimentos acarreados al estuariopor el mar, y

(iv) los correspondientes a deltas.

El depsito aluvial es, en general, muyporoso y compresible, sobre todo si esrico en arcilla, y es permeable si estcompuesto principalmente de limo,

arena o grava.

La mecnica del ro, da origen avariaciones laterales y verticalesimportantes de los sedimentos.


28/51

Depsito coluvial

Corresponde a material acumulado porprocesos gravitacionales formando

taludes y conos de derrubios al pie deescarpes.

Su composicin es idntica al materialoriginario.

El tamao de los fragmentos serelaciona a la estructura de la roca

parental.

Depsitos glaciares

Toda la carga transportada por el hieloes aludida genricamente comoderrubios glaciares.

La sedimentacin se produce alfundirse el hielo, variar las tensiones de

confinamiento o cesar el empuje.


29/51

Los sedimentos derivados del hielo

glaciar forman acumulaciones de bajaconsistencia (sueltas), que reciben elnombre genrico de tills.

Si estn litificados se denominan tillitas. El material es, en general, polimctico,

no litificado, mal seleccionado, confragmentos de tamao variable entreunos pocos mm a grandes bloques.

Morrenas

Las morrenas son acumulaciones de till,de todo tipo y procedencia, con granheterogeneidad fisonmica, aunque

predomina una geometra caracterizada

por suaves colinas que culminan en unacresta aguda.


30/51

Propiedades Fsicas de losDepsitos

Propiedades de los depsitospueden ser previstos del

conocimiento geolgico o delambiente de depositacin :

Depsitos glaciales: depositadospor glaciares o agua de ellos.

Importantes en el Plioceno. Mezclade variados tamaos desde arcillaa grandes bloques. Los asociados

al derretimiento, mejorseleccionados. Distribucin

escalonada o multimodal.Permeabilidad variable segn el

contenido de arcilla.


31/51

Depsitos elicos: Arena fina y tamao limo, son

muy permeables y erosionables. Dunas y loess.En zonas costeras y en desiertos (actuales).

Depsitos aluviales: Asociados a ros, limos agravas y buenos para la agricultura. Variaciones

locales. Permeabilidad variable.

Depsitos de pantanos: ricos en materiaorgnica, baja resistencia, altamente

compresibles y a veces saturados. Baja

permeabilidad.

Porosidad Hay cuatro tipos principales de

espacios vacos, o poros, en una rocay/o sedimento:

(i) espacios entre granos minerales, (ii) fracturas,

(iii) cavidades por disolucin y/o (iv) vesculas.


32/51

En depsitos de arenas y gravas, los

poros pueden llegar a constituir entre el12 a 45% del volumen total.

Si el sedimento es mal seleccionado, esdecir, tiene varios tamaos, o si haycementacin, la porosidad llega adisminuir de manera importante.

En rocas como los granitos, la nicaposibilidad de espacios vacoscorresponde a fracturas.

En rocas carbonatadas, las cavidadespueden dar origen a una porosidad alta.

En rocas volcnicas, las vesculaspueden dar origen a una permeabilidad,

en general, de poca importancia.


33/51

Permeabilidad

Rocas de alta permeabilidad sonconglomerados, areniscas, basaltos y

ciertas calizas.

Meteorizacin

Las rocas se forman, en general, bajo lasuperficie de la tierra, en condicionesde presin y temperatura diferentes alas que predominan en superficie.


34/51

La accin del agua, glaciares, viento yoleaje, permite que estas rocas afloren

y queden expuestas al ataque de laatmsfera y de agentes orgnicos.

Cuando estn expuestas, las rocas sontransformadas por el procesodenominado meteorizacin.

La meteorizacin fsica se refiere alproceso de ruptura de la roca. Losagentes principales de este tipo de

meteorizacin son organismos, cicloscongelamiento y fusin del agua,

cambios de temperatura, etc.


35/51

Una vez que la roca est fracturada,agentes qumicos disueltos en el aguapueden penetrar a la roca y destruir las

estructuras de los minerales en unproceso denominado meteorizacin

qumica.

Los principales agentes son dixido decarbono, proveniente de la atmsfera ydel suelo, y cidos orgnicos disueltos

por el agua infiltrada.


36/51

Si estos cidos disuelven minerales

que constituyen el cemento de algunasrocas sedimentarias y/o el relleno dealgunas discontinuidades selladas, la

roca se debilita o se disgrega.

Los minerales ms fcilmente alterablesson la calcita, dolomita y yeso.

Con el tiempo, los cidos disueltos en elagua pueden alterar a arcilla los

cristales de feldespatos, piroxenos yanfbolas.

El resultado de la descomposicin serun material constituido por granosresiduales de cuarzo, estable a la

meteorizacin, en una matriz de arcillao limo.


37/51

Los efectos y la profundidad de la rocaafectada por la meteorizacin son

dependientes del tipo de roca, del climay del tiempo.

Las reacciones qumicas son muchoms rpidas en climas tropicales y

hmedos que en climas ridos o fros.

Por ejemplo, en los polos y en losdesiertos, actan principalmente los

procesos mecnicos de lameteorizacin fsica, los cuales llevan,

lentamente, a la ruptura de la masarocosa.


38/51

En los trpicos los procesos mecnicostrabajan rpidamente y en conjunto con

la meteorizacin qumica, de maneraque rocas frescas, recin expuestas,

pueden ser alteradas en un corto plazo.

La Tabla 4.9 muestra una clasificacinde rocas meteorizadas.

Tabla 4.9.- Clasificacin de Rocas Meteorizadas. (Modificado de Waltham,1994).

Grado Descripcin Litologa Fundaciones

VI Suelo residual Algn contenidoorgnico, no sepreserva estructuraoriginal, todos losminerales estndescompuestos,excepto el cuarzo

Inadecuado sinanlisis de suelo

V Completamentemeteorizada

Suelo, an sereconoce estructuraoriginal

Necesita anlisis desuelo

IV Intensamentemeteorizada

Parcialmentetransformada a suelo,predomina suelosobre roca

Variable y pococonfiable comomedio de fundacinsi no se cuenta conanlisis

III Moderadamentemeteorizada

Parcialmentetransformada a suelo,

predomina rocasobre suelo

Buena para lamayora de

estructuras pequeas

II Ligeramentemeteorizada

Roca fracturada,ptinas de alteracin,feldespatosparcialmentealterados

Buena excepto paragrandes presas

I Roca fresca Roca limpia Buena para cualquierestructura


39/51

Tomado de apuntes W.GRIEM & S.GRIEM-KLEE.

Universidad de Atacama

Tomado de apuntes W.GRIEM & S.GRIEM-KLEE.

Universidad de Atacama


40/51

Resistencia del material

rocoso. La resistencia de una muestra de roca

intacta depende de la resistencia de losminerales que la componen y de lamanera en que ellos estn unidos -yasea por cristalizacin o cementacin. Laresistencia de una roca sedimentaria

depende de manera importante delcemento y del arreglo de las partculas.

Tabla 4.12 .- Descripcin y estimacin de la resistencia en terreno. (Modificado deWaltham,1994).

Descripcin roca UCS(Mpa) Caractersticas

Roca muy resistente >200 Rebote del martillo

Roca resistente 100-200 Se rompe con un golpefirme de martillo

Roca moderadamenteresistente

50-100 Se marca con el martillo

Roca moderadamenteblanda

10-50 No se rompe con lamano

Roca blanda 1.5-10 Se rompe con unelemento punzante

Roca muy blanda 0.6-1.5 Se rompe con la mano

Suelo muy firme 0.3-0.6 Se marca con la ua


41/51

Tabla 4.11 .- Parmetros asociados a la resistencia de las rocas. (Modificado deWaltham,1994).

Roca DensidadSeca

PorosidadUCS

mediaUCS

saturada

Mdulo

de

Elastici-

dad

Resisten-

cia a la

traccin

Resistencia

al cizalle*1ngulo

de

friccint/m3 % MPa MPa GPa MPa MPa

Granito

Basalto

2.7

2.9

1

2

200

250

75

90

15

15

35

40

55

50

Grauwaca

Arenisca (Cb)*

Arenisca (Tr)**

2.6

2.2

1.9

3

12

25

180

70

20

160

50

10

60

30

4

15

5

1

30

15

4

45

45

40

Caliza (Cb)*

Caliza (Jr)***

2.6

2.3

3

15

100

25

90

15

60

15

10

2

30

5

35

35

Limolita (Cb)

Lutita (Cb)

2.3

2.3

10

15

40

20

20

5

10

2

1

0.5

30

25

Carbn

Yeso

Sal

1.4

2.2

2.1

10

5

5

30

25

12

10

20

5

2

1 30

Mrmol

Gneiss

Esquisto

Pizarra

2.6

2.7

2.7

2.7

1

1

3

1

100

150

60

90

60

45

20

30

10

10

2

10

32

30

35

30

25

25

*Cb=carbonfera **Tr=trisica ***Jr=jursica

*1Resistencia al cizalle directo, no confinado.

La Tabla 4.10 muestra que una mismaroca, afectada por distintos grados de

meteorizacin, puede presentarvariaciones importantes en sus

propiedades.


42/51

Tabla 4.10.- Variacin de las propiedades de algunas rocas asociada a diferentesgrados de meteorizacin. (Modificado de Waltham,1994).

Grado de Meteorizacin I II III IV V

Granito: Resistencia a la compresin noconfinada(Mpa)

250 150 5-100 2-15

Arenisca Trisica: Resistencia a lacompresin noconfinada (Mpa)

30 15 5 2


43/51

Rocas Sedimentarias

Permeabilidad Determinar la morfologa de los cuerpos

que varan su espesor de manerarpida.

Grado de cementacin con el fin deestimar la permeabilidad de la roca.

Problemas durante la etapa de

exploracin debido a su alta durezaortoqz)

Rocas Igneas

Contactos complejos, en generaldiscordantes, difciles de predecir.

Diaclasas que provienen del enfriamiento ydescarga del material que la cubra y que

generan permeabilidad.

Meteorizacin juega un papel muyimportante en las propiedades.


44/51

En rocas volcnicas,diferentes tipos demateriales presentes y zonas de altapermeabilidad.

Las lavas con diaclasamiento columnarson una de las rocas de mayorpermeabilidad.

La superficie superior de la lava puedeestar fracturada y ser porosa. Lasuperficie inferior puede haber oxidadoo alterado la roca que subyace. Laporcin central puede estar fracturadade manera columnar con fracturas.

Rocas Metamrficas Grado de meteorizacin.

Problemticas por esquistosidad.

Diferencia gran variedad de tipos dificultanagruparlas en rocas con problemas

similares.

Cuarcita es muy dura, problemas paraperforacin.

Determinar la orientacin de la foliacin en laexploracin.

Muy comn la existencia de diaclasasproducto de la relajacin de esfuerzos.


45/51

V. Exploracin Geolgica

Introduccin

Las caractersticas geolgicas de lossitios donde se pretende desarrollar un

proyecto son muy variadas y por lotanto se requiere de un estudio que

asegure que las condiciones geolgicas

cumplen con las exigencias delproyecto en particular.


46/51

Filosofa de la exploracin

Con el suficiente tiempo y dinero, esposible determinar casi todos los

detalles geolgicos de casi cualquierlugar.

La exploracin se orienta a determinarlos rasgos geolgicos relevantes de laroca en el lugar mismo del proyecto.

Es importante un reconocimientogeolgico a nivel ms regional.

Exploracin o InvestigacinGeolgica de Sitio

Definicin y Objetivos

Se define una investigacin de sitio comouna investigacin del lugar donde se va a

desarrollar un proyecto en particular. Los objetivos de una investigacin de sitio

varan con el tamao y naturaleza delproyecto propuesto.


47/51

Usualmente, incluye uno o ms de lossiguientes objetivos:

a) Determinar si el lugar es o no apropiado parael proyecto propuesto.

b) Determinar las condiciones del lugar y laspropiedades de suelos y rocas.

Por otra parte la planificacin de la investigacin, en elcaso de proyectos de geotecnia debe estar dirigida a

mejorar los datos referentes a :

a) Tipo y ubicacin de los distintos materiales

b) La profundidad a la que se encuentra elbasamento rocoso

c) Caractersticas del fracturamiento

d) Propiedades de resistencia y variacionesestructurales de los materiales, as como la

existencia de cavidades naturales o artificiales


48/51

Costo de la investigacin

La extensin y costo de la investigacinde sitio vara enormementedependiendo de la naturaleza delproyecto y de la complejidad local.

Tabla 1.- Costos Tpicos paraInvestigacin del Sitio

Proyecto % del Costo Total

Edificios 0.05 0.2

Caminos 0.2 1.5

Represas 1 - 3


49/51

El principio de cualquier investigacinde sitio es continuar hasta que lascondiciones del lugar son conocidas ysuficientemente comprendidas.

Este principio debe ser aplicado sin importarel costo. Si se duplica el presupuesto para lainvestigacin de sitio sta no supera, engeneral, el 1% del costo total del proyecto.Sin embargo, si debido a una inadecuadainvestigacin de sitio, se encuentrancondiciones imprevistas adversas, el costode un proyecto puede ser incrementado enhasta un 10%.

Etapas de una investigacin desitio

Una investigacin de sitio se divide entres etapas: etapa inicial, etapa principaly etapa de revisin.

Las etapas sealadas estn en orden

de costo ascendente de manera queconstituyen en el tiempo una secuenciacosto-efectiva.


50/51

Etapa Inicial

Esta etapa incluye :

Estudio crtico, en gabinete, de losantecedentes disponibles.

Visita al lugar y reconocimiento visual.

Informe preliminar y plan de trabajo deterreno.

Etapa principal Trabajo de terreno

i) mapeo geolgico si es necesario,

ii) reconocimiento geofsico si esapropiado,

iii) excavacin y estudio de calicatas,zanjas y sondajes,

iv) ensayos de laboratorio,principalmente de suelos.

Informe final


51/51

Etapa de revisin

Monitoreo duranteexcavacin y construccin.

Bibliografa Fookes, P.G. 1997. Geology for Engineers: the

Geological Model, Prediction and Performance.

Quarterly Journal of Engineering Geology,30.293-

424.

Goodman, R. 1993. Engineering Geology. Rock in

Engineering Construction. John Wiley & Sons,

Inc. 412p.

Blyth, F.G.H. Y M.H. de Freitas. 1989. Geologa

para ingenieros Compaa Editorial Continental

presentacion formacion de suelos

Documents