Profesorado

Manuel Pablo García Villanueva

Objetivos

Establecer los fundamentos necesarios en mecánica de suelos y rocas para
entender el comportamiento de los terrenos frente a solicitaciones
externas.

Programa

Tema 1: Granulometría de suelos. 4H.

1.1 Clasificación de las partículas por su tamaño.
1.2 Tamizado y sedimentación.
1.3 Índice de dispersión.
1.4 Estudio de las curvas granulométricas. Parámetros característicos.
1.5 Formas de las partículas.
1.6 Equivalente de arena.



Tema 2: Propiedades elementales. 2H.

2.1 Fases de un suelo.
2.2 Índice de poros y porosidad.
2.3 Peso específico de las partículas de suelo.
2.4 Humedad y Grado de saturación.
2.5 Peso específico del suelo. Determinaciones “in situ” y en laboratorio
2.6 Índice de densidad.



Tema 3: Estados de consistencia. Identificación y Clasificación. 4H.

3.1 Estados de consistencia de un suelo.
3.2 Minerales arcillosos.
3.3 Límites de Atterberg. Índice de plasticidad y fluidez.
3.4 Gráfico de plasticidad de Casagrande. Clasificación Unificada y AASHTO.
3.5 Actividad de las arcillas.
3.6 Susceptibilidad. Tixotropía.



Tema 4: Estado tensional de un suelo. Permeabilidad del suelo y la roca
matriz
en el laboratorio. 6H.

4.1 Conceptos fundamentales: Presión intersticial, total, y efectiva.
4.2 Ley de Terzaghi. Peso específico sumergido.
4.3 Representación de los estados tensionales: Círculo de Mohr.
4.4 Movimiento de un fluido a  través de un suelo. Ley de Darcy.
4.5 Medida de la permeabilidad en suelos: Permeámetros. Sifonamiento.
4.6 Presión capilar en el suelo. Succión. PF.
4.7 Permeabilidad de la roca matriz.

Tema 5: Compresibilidad de suelos. 7H.

5.1 Compresibilidad de los suelos arcillosos. El edómetro.
5.2 El ensayo edométrico. Consolidación. Curva edométrica.
5.3 Suelos preconsolidados. Curva de compresión en el terreno. Arcillas
normalmente consolidadas y sobreconsolidadas. Presión de preconsolidación.
5.4 Formulación matemática del ensayo de edométrico. Índices de compresión
e
hinchamiento. Módulo edométrico. Determinación de la presión de
preconsolidación.
5.5 Teoría de la consolidación de Terzaghi-Fröhlich: Símil mecánico.
Curvas
isocronas. Ecuación de las isocronas. Coeficiente de consolidación. Factor
de
tiempo y grado de consolidación. Capas con dos superficies drenantes.
Superposición de consolidaciones.
5.6 Consolidación real: Consolidación primaria y secundaria. Ajustes de
Casagrande y Taylor.
5.7 Arcillas expansivas. Ensayo Lambe.
5.8 Compresibilidad de los materiales granulares.
5.9 Suelos cuasisaturados y suelos húmedos.
5.10 Compresibilidad e hinchamiento de suelos parcialmente saturados.



Tema 6: Compactación de suelos. 4H.

6.1 Compactación de suelos.
6.2 Fundamento del fenómeno de la compactación.
6.3 Estructura de los suelos compactados. Colapso.
6.4 Factores que influyen en la deformabilidad de un suelo compactado.



Tema 7: Resistencia y deformación de suelos. 9H.

7.1 Origen de la resistencia de los suelos. Criterio de rotura Mohr-
Coulomb.
7.2 Representación del estado tensional: Circulos de Mohr y diagramas p-q.
7.3 Ensayos de resistencia. Compresión simple, corte directo y compresión
triaxial. Concepto de rotura.
7.4 Ensayos de corte directo y criterios de rotura:
7.4.1 Ensayo con consolidación previa y rotura con drenaje.
7.4.2 Ensayo con consolidación previa y rotura sin drenaje.
7.4.3 Ensayo sin consolidación previa y rotura sin drenaje.
7.5 Ensayo triaxial.
7.5.1 Ensayo con consolidación previa y rotura con drenaje.
7.5.2 Ensayo con consolidación previa y rotura sin drenaje.
7.5.3 Ensayo sin consolidación previa y rotura sin drenaje
7.6 Clasificación de los suelos según los parámetros  y  .
7.7 Criterios de rotura. Criterios en diagramas p-q.

7.8 Aspectos deformacionales.
7.8.1 Resistencia de pico y resistencia residual. Suelos flojos y suelos
densos.
7.8.2 Modelo elástico. Respuesta hiperbólica.
7.9 Coeficientes de presión intersticial.
7.10 Resistencia de suelos parcialmente saturados.
7.10.1 Presión efectiva en suelos parcialmente saturados.
7.10.2 Coeficientes de presión intersticial.
7.10.3 Ensayos.


Tema 8: Redes de filtración. 3H.

8.1 Aspectos Geotécnicos del movimiento del agua en el suelo.
8.2 La ecuación de Laplace en la filtración
8.2.1 Red de filtración plana.
8.2.2 Fundamentos de la solución analítica.
8.3 Propiedades de las redes de corriente
8.4 Cálculo del caudal.
8.5 Empleo de modelos.
8.6 Dibujo de la red por tanteos.
8.7 Zonas de diversa permeabilidad.
8.8 La superficie libre. Puntos singulares. Influencia de la capilaridad.
8.9 Situación aproximada de la línea de saturación.



Tema 9: Modelos teóricos en la mecánica del suelo. 4H.

9.1 Introducción: Ecuaciones constitutivas. Modelo teóricos.
9.2 Semiespacio elástico (Boussinesq). Constantes elásticas:   y  ; corto
y
largo plazo.
9.2.1 Cálculo de tensiones y deformaciones (Asientos en el suelo elástico)
9.2.1.1 Carga puntual en superficie.
9.2.1.2 Cargas repartidas.
9.2.1.3 Carga circular. Bulbo de presiones.
9.2.1.4 Carga rectangular. Método de Newmark.
9.2.1.5 Suelos anisótropos en profundidad. Método  de
Steinbrenner.
Capas rígidas.
9.2.1.6 Cargas rígidas.
9.2.1.7 Cargas semirígidas. Método del coeficiente de balasto


9.3 Sólido plástico
9.3.1 Estado tensional en rotura. Líneas de rotura.
9.3.2 Rotura rápida. Condición de rotura de Prandtl.
9.3.3 Rotura lenta. Condición de rotura.
9.3.4 Estado Rankine. Aplicaciones.

Tema 10: Concepto de coeficiente de seguridad. 1H.

10.1. Coeficiente de seguridad frente a la carga.
10.2 Coeficiente de seguridad frente a la resistencia.
10.3 Ejemplo: Rotura sin drenaje.
10.4 Curva de equilibrio estricto.



Tema 11: El macizo rocoso. Conceptos básicos de mecánica de rocas. 5H.

11.1. Introducción.
11.2 Tensiones y deformaciones en las rocas.
11.2.1 Fuerzas y tensiones.
11.2.2 Resistencia y rotura.
11.3 Resistencia y deformabilidad de la matriz rocosa.
11.3.1 Resistencia y parámetros resistentes.
11.3.2 Criterios de rotura.
11.3.3 Deformabilidad.
11.4 Resistencia y deformabilidad de los macizos rocosos.
11.4.1 Resistencia.
11.4.2 Deformabilidad.
11.4.3 Permeabilidad y presión de agua.
11.4.4 Presión de agua.
11.5 Las tensiones naturales


Tema 12: Estabilidad de taludes. 5H.

12.1 Morfología de taludes inestables: Desprendimientos y corrimientos o
deslizamientos.
12.2 Causas de inestabilidad de taludes.
12.3 Estabilidad a corto y a largo plazo.
12.4 Estudio de la inestabilidad.
12.4.1 Líneas de deslizamiento y coeficiente de seguridad. Línea de
deslizamiento más probable.
12.4.2 Cálculo de tensiones en línea de rotura.
12.4.2.1 Deslizamientos paralelos al talud.
12.4.2.2 Taludes verticales. Rotura plana.
12.4.2.3 Deslizamientos circulares: Método del círculo de deslizamiento.
Presencia de una capa rígida (ábacos de Taylor). Otros métodos.
12.4.3 Efecto de la presencia de agua: Presiones intersticiales
hidrostáticas.
12.5 Estabilidad del macizo rocoso.




Tema 13: Carga de hundimiento. Cimentaciones superficiales. 5H.

13.1 Expresión general (según la plasticidad) de la carga de hundimiento.
Otras
expresiones de la carga de hundimiento.
13.2 Factores de influencia de la carga de hundimiento.
13.2.1 Peso del terreno.
13.2.2 Zapata finita. Coeficiente de forma.
13.2.3 Presencia de una capa rígida.
13.2.4 Profundidad del nivel freático.
13.2.5 Resistencia del terreno por encima del plano de cimentación.
13.2.6 Excentricidad de la carga.
13.2.7 Inclinación de la carga.
13.3 Cimentaciones superficiales. Comprobaciones.
13.3.1 Carga de hundimiento. Coeficiente de seguridad.
13.3.2 Asientos admisibles.
13.3.3 Cálculo de asientos. Edómetro y modelo elástico.
13.3.4 Cimentación superficial y cimentación semiprofunda.



Tema 14: Empuje de tierras. Estructuras de contención. 7H.


14.1 Introducción: Funcionalidad, tipología.
14.2 Cálculo de empujes en estructuras rígidas..
14.2.1 Conceptos.
14.2.2 Teoría de Coulomb. Empuje activo y pasivo.
14.2.3 Teoría de Rankine. Empuje activo y pasivo.
14.2.4 Cálculos de estabilidad.
14.3 Cálculo de empujes y estabilidad de estructuras flexibles.
1.3.1 Límites de carga sobre codales
14.3.2 Empujes en pantallas en voladizo.
1.3.3 Tablestacas en material granular.
14.3.4 Tablestacas en arcilla. Estabilidad a corto y largo plazo.

Tema 15: Cimentaciones profundas. Pilotes. 5H.


15.1 Cimentaciones profundas (indirectas). Tipos.
15.2 Historia de los pilotajes.
15.3 Condiciones de utilización.
15.4 Tipos fundamentales.
15.4.1 Pilotes de desplazamiento.
15.4.2 Pilotes de extracción.
15.5 Condiciones exigibles al pilote aislado.
15.5.1 Tope estructural.
15.5.2 Cálculo Geotécnico.
15.5.3 Comprobación de asientos.
15.6 Grupo de pilotes.
15.6.1 Carga de Hundimiento
15.6.2 Asientos.
15.6.3 Distribución de cargas dentro del grupo.
15.7 Interacciones Pilote-Terreno.
15.7.1 Externas: Horizontales estáticas y dinámicas.
15.7.2 Internas: Rozamiento negativo, empujes laterales e
inestabilidad
estructural.
15.8 Control de la ejecución

Tema 16: Introducción a otros temas Geotécnicos de interés. 4H.

16.1 Mejora del terreno
16.1.1 Inyecciones.
16.1.2 Jet-Grouting.
16.1.3 Drenajes.
16.1.4 Compactación dinámica.
16.1.5 Consolidaciones.
16.1.6 Congelación.
16.1.7 Electroosmosis.
16.2 Túneles y obras subterráneas.
16.2.1 Historia y evolución.
16.2.2 Sistemas constructivos.
16.2.3 Instalaciones y servicios auxiliares.
16.2.4 Aspectos medioambientales.
16.3 Anclajes.
16.3.1 Sistemas y materiales.
16.3.2 Métodos de cálculo
16.4 Patología Geotécnica.
16.4.1 Introducción.
16.4.2 Diagnosis.
16.4.3 Patologías.

Metodología

TEORIA
Clases teóricas apoyas en medios audiovisuales y resolución de problemas
propuestos.

PRACTICAS
Exposición de los fundamentos teóricos en relación a los equipos y
materiales
a
utilizar.
Desarrollo de los ensayos siguiendo la norma al objeto, así como análisis
de
conclusiones.

Criterios y Sistemas de Evaluación

Superar con un mínimo de cinco puntos una prueba objetiva teórico-
práctica,
con
una valoración de 30% en teoría y 70% en práctica.

Obligatoriedad de realizar al menos el 80% de las prácticas de laboratorio.

Recursos Bibliográficos

Geotecnia y Cimientos Tomos I y II. Jose A. Jiménez Sálas.

Curso Aplicado de Cimentaciones. Jose M. Rodríguez Ortiz.

Ingeniería Geológica. Luis I. Gónzalez de Vallejo.

Apuntes de Geotecnia. Miguel A. Caparrós Espinosa.