Fundamentos de Ingeniería Geotécnica

Fundamentos de Ingeniería Geotécnica

Fundamentos de Ingeniería Geotécnica – Braja M. Das – 4ta Edición

Este libro, Fundamentos de Ingeniería Geotécnica – 4ta Edición; escrito por Braja M. Das, desarrollado en 19 capítulos, 658 páginas.

Fundamentos de Ingeniería Geotécnica – 4ta Edición

Para propósitos de ingeniería, el suelo se define como el agregado no cementado de granos minerales y materia orgánica descompuesta (partículas sólidas) con líquido y gas en los espacios vacíos entre las partículas sólidas. El suelo se utiliza como material de construcción en diversos proyectos de ingeniería civil y con cimientos estructurales. Por lo tanto, los ingenieros civiles deben estudiar las propiedades del suelo, tales como el origen, la distribución de tamaño de grano, la capacidad de drenar el agua, compresión, resistencia al corte y la capacidad de soporte de carga.

La mecánica de suelos es la aplicación de la ciencia física que se ocupa del estudio de las propiedades físicas del suelo y el comportamiento de las masas de suelos sometidos a diferentes tipos de fuerzas. La ingeniería de suelos es la aplicación de los principios de la mecánica de suelos a problemas prácticos. La ingeniería geotécnica es la rama de la ingeniería civil que enfoca su estudio en las propiedades mecánicas e hidráulicas de suelos y rocas, tanto en superficie como en el subsuelo, incluyendo la aplicación de los principios de la mecánica de suelos y mecánica de rocas en el diseño de los cimientos, estructuras de contención y las estructuras de tierra.

Contenido

1 Ingeniería geotécnica: desde el principio 

1.1 Introducción 
1.2 La ingeniería geotécnica antes del siglo XVIII 
1.3 Periodo Preclásico de la mecánica de suelos (1700-1776) 
1.4 Mecánica de suelos Clásica-Fase I (1776-1856) 
1.5 Mecánica de suelos Clásica-Fase II (1856-1910) 
1.6 Mecánica de suelos moderna (1910-1927) 
1.7 La ingeniería geotécnica después de 1927 
1.8 Fin de una era 

2 Origen de los depósitos del suelo, tamaño de grano y forma 

2.1 Introducción 
2.2 Ciclo de las rocas y origen del suelo 
2.3 Depósitos de suelo en general 
2.4 Suelos residuales 
2.5 Depósitos transportados por gravedad 
2.6 Depósitos aluviales
2.7 Depósitos lacustres 
2.8 Depósitos glaciares 
2.9 Depósitos de suelo eólicos 
2.10 Suelo orgánico 
2.11 Tamaño de partícula de suelo
2.12 Minerales de arcilla 
2.13 Gravedad específi ca (Ge) 
2.14 Análisis mecánico de suelo 
2.15 Tamaño efectivo, coefi ciente de uniformidad y coefi ciente de gradación 
2.16 Forma de la partícula 
2.17 Resumen 
Problemas 46
Referencias 48

3 Relaciones peso-volumen y plasticidad 

3.1 Introducción
3.2 Relaciones peso-volumen
3.3 Relaciones entre peso unitario, relación de vacíos, contenido de humedad y gravedad específica
3.4 Relaciones entre peso unitario, porosidad y contenido de humedad 
3.5 Densidad relativa 
3.6 Consistencia del suelo 
3.7 Actividad 
3.8 Índice de liquidez 
3.9 Carta de plasticidad 
3.10 Resumen 
Problemas 
Referencias

4 Clasificación de suelos

4.1 Introducción 
4.2 Sistema de clasificación AASHTO 
4.3 Sistema unifi cado de clasifi cación de suelo
4.4 Resumen 
Problemas
Referencias 

5 Compactación de suelos 

5.1 Introducción 
5.2 Principios generales de compactación 
5.3 Prueba Proctor estándar 
5.4 Factores que afectan la compactación 
5.5 Prueba Proctor modifi cada
5.6 Relaciones empíricas 
5.7 Compactación en campo 
5.8 Especifi caciones para la compactación en campo 
5.9 Determinación del peso unitario de campo después de la compactación 
5.10 Efecto de la compactación en las propiedades cohesivas del suelo 
5.11 Resumen 
Problemas 
Referencias 

6 Conductividad hidráulica 

6.1 Introducción 
6.2 Ecuación de Bernoulli
6.3 Ley de Darcy 
6.4 Conductividad hidráulica 
6.5 Determinación de la conductividad hidráulica en laboratorio 
6.6 Relaciones empíricas para la conductividad hidráulica
6.7 Conductividad hidráulica equivalente en suelos estratifi cados 
6.8 Pruebas de permeabilidad en campo por bombeo de pozos 
6.9 Resumen 
Problemas 
Referencias 

7 Filtración

7.1 Introducción
7.2 Ecuación de continuidad de Laplace 
7.3 Redes de flujo 
7.4 Cálculo de la filtración a partir de una red de flujo
7.5 Redes de flujo en un suelo anisotrópico
7.6 Resumen 
Problemas 

8 Esfuerzos en una masa de suelo 

8.1 Introducción 
Concepto de esfuerzo efectivo
8.2 Esfuerzos en suelos saturados sin filtración
8.3 Esfuerzos en suelos saturados con filtración 
8.4 Fuerza de fi ltración
8.5 Oscilaciones en suelos debidas al flujo en torno a pilotes
Aumento vertical del esfuerzo debido a distintos tipos de carga 
8.6 Esfuerzo causado por una carga puntual 
8.7 Esfuerzo vertical causado por una carga lineal
8.8 Esfuerzo vertical bajo un área circular uniformemente cargada
8.9 Esfuerzo vertical causado por un área rectangular cargada 
8.10 Resumen 
Problemas
Referencias

9 Consolidación

9.1 Introducción 
9.2 Principios de consolidación
9.3 Prueba de consolidación de laboratorio unidimensional 
9.4 Índice de vacíos-puntos de presión
9.5 Arcillas normalmente consolidadas y sobreconsolidadas 
9.6 Efecto de las perturbaciones en la relación índice de vacíos-presión
9.7 Cálculo de asentamiento a partir de una consolidación primaria en una dimensión 
9.8 Índice de compresión (Cc) e índice de abultamiento (Cs) 
9.9 Asentamiento a partir de la consolidación secundaria 
9.10 Tasa de consolidación 
9.11 Coefi ciente de consolidación 
9.12 Cálculo de la consolidación primaria de un asentamiento bajo una cimentación 
9.13 Modifi cación Skempton-Bjerrum para asentamientos de consolidación 
9.14 Resumen 
Problemas 
Referencias 

10 Resistencia cortante del suelo 

10.1 Introducción 
10.2 Criterio de falla de Mohr-Coulomb
10.3 Inclinación del plano de falla causado por cortante 
Determinación en laboratorio de los parámetros de resistencia cortante
10.4 Prueba de corte directo 
10.5 Prueba triaxial de corte 
10.6 Prueba consolidada-drenada 
10.7 Prueba consolidada-no drenada 
10.8 Prueba no consolidada-no drenada
10.9 Prueba de compresión no confi nada en arcilla saturada 
10.10 Sensitividad y tixotropía de las arcillas 
10.11 Anisotropía en el esfuerzo cortante no drenado 
10.12 Resumen
Problemas 
Referencias 

También le puede interesar:

«Mecánica de Rocas: Fundamentos e Ingeniería de Taludes»

11 Mejoramiento del suelo 

11.1 Introducción 
Estabilización química 
11.2 Estabilización con cal 
11.3 Estabilización con cemento 
11.4 Estabilización con ceniza volante 
Estabilización mecánica 
11.5 Vibroflotación 
11.6 Compactación dinámica 
11.7 Blasting 
11.8 Pre-compresión
11.9 Drenes de arena
11.10 Resumen 
Problemas
Referencias 

12 Exploración del subsuelo 

12.1 Introducción 
12.2 Programa de exploración del subsuelo 
12.3 Perforaciones exploratorias en campo 
12.4 Procedimientos para muestrear el suelo 
12.5 Muestreo con tubo muestreador de media caña 
12.6 Muestreo con tubo de pared delgada 
12.7 Observación de los niveles de agua 
12.8 Prueba de corte con veleta 
12.9 Prueba de penetración de cono 
12.10 Prueba del presurímetro (PMT)
12.11 Prueba del dilatómetro 
12.12 Extracción de núcleos de roca 
12.13 Preparación de los registros de perforación 
12.14 Exploración geofísica 
12.15 Informe de la exploración del suelo 
12.16 Resumen 
Problemas
Referencias

13 Estabilidad de taludes 

13.1 Introducción 
13.2 Factor de seguridad 
13.3 Estabilidad de taludes infi nitos
13.4 Taludes fi nitos 
13.5 Análisis de un talud fi nito con una superficie cilíndrica de falla general 
13.6 Procedimiento de masa del análisis de estabilidad (superficie circular de falla cilíndrica)
13.7 Método de las dovelas o rebanadas 
13.8 Método de dovelas simplificado de Bishop 
13.9 Análisis de taludes simples con fi ltración estacionaria
13.10 Procedimiento de masa de estabilidad de taludes arcillosos con fuerzas sísmicas
13.11 Resumen 
Problemas
Referencias 

14 Presión lateral de tierra 

14.1 Introducción 
14.2 Presión de tierra en reposo
14.3 Teoría de Rankine de las presiones activa y pasiva de la tierra 
14.4 Diagramas para la distribución de la presión lateral de tierra en función de los muros de contención
14.5 Presión activa Rankine con relleno granular inclinado 
14.6 Teoría de Coulomb de la presión de tierra sobre muros de contención con fricción 
14.7 Presión pasiva suponiendo una superfi cie curva de falla en suelos 
14.8 Resumen 
Problemas 
Referencias

15 Muros de contención y cortes apuntalados 

15.1 Introducción 
Muros de contención
15.2 Muros de contención en general 
15.3 Dosificación de los muros de contención 
15.4 Aplicación de las teorías de presión lateral de tierra al diseño
15.5 Comprobación de vuelco 
15.6 Comprobación de deslizamiento a lo largo de la base
15.7 Comprobación de la falla de capacidad de carga
Muros de contención de tierra mecánicamente estabilizados 
15.8 Tierra mecánicamente estabilizada
15.9 Consideraciones generales de diseño 
15.10 Muros de contención reforzados con varilla 
15.11 Procedimiento de diseño paso a paso utilizando tiras metálicas de refuerzo 
15.12 Muros de contención con refuerzo geotextil
15.13 Muros de contención reforzados con geomalla 
Cortes apuntalados 
15.14 Cortes apuntalados en general 
15.15 Presión lateral de tierra sobre cortes apuntalados 
15.16 Parámetros del suelo para cortes en suelos estratifi cados 
15.17 Diseño de varios componentes de un corte apuntalado 
15.18 Levantamiento del fondo de un corte en arcilla
15.19 Flexibilidad lateral de los pilotes y asentamiento del terreno 
15.20 Resumen 
Problemas 
Referencias 

16 Cimentaciones poco profundas: capacidad de carga 

16.1 Introducción 
16.2 Capacidad última de carga de cimentaciones poco profundas: conceptos generales 
16.3 Teoría de Terzaghi de la capacidad última de carga 
16.4 Modifi cación de la ecuación de capacidad de carga de Terzaghi 
16.5 Modifi cación de las ecuaciones de capacidad de carga para el nivel freático 
16.6 El factor de seguridad 
16.7 Cimentaciones cargadas excéntricamente 
16.8 Método del factor de reducción de la excentricidad de carga sobre cimentaciones continuas en un suelo granular 
16.9 Cimentaciones con excentricidad bidireccional 
16.10 Losas de cimentación: tipos comunes 
16.11 Capacidad de carga de una malla de cimentación 
16.12 Cimentaciones compensadas 
16.13 Resumen 
Problemas 
Referencias 

17 Asentamiento de cimentaciones poco profundas 

17.1 Introducción 
17.2 Asentamiento elástico de cimentaciones en suelo de arcilla saturada (ms 0.5)
17.3 Asentamiento elástico basado en la teoría de la elasticidad
17.4 Rango de parámetros de los materiales para el cálculo del asentamiento elástico 
17.5 Asentamiento de suelo arenoso: uso del factor de infl uencia de la deformación unitaria 
17.6 Carga admisible para zapatas continuas en arena considerando el asentamiento 
17.7 Presión de carga admisible de una losa de cimentación en arena 
17.8 Resumen 
Problemas 
Referencias 

18 Pilotes de cimentación

18.1 Introducción 
18.2 Necesidad de los pilotes de cimentación 
18.3 Tipos de pilotes y sus características estructurales 
18.4 Estimación de la longitud de un pilote 
18.5 Instalación de pilotes 
18.6 Mecanismo de transferencia de carga 
18.7 Ecuaciones para la estimación de la capacidad del pilote 
18.8 Método de Meyerhof para el cálculo de qp 
18.9 Resistencia a la fricción, Qs 
18.10 Capacidad admisible del pilote 
18.11 Capacidad de carga de la punta de un pilote apoyado sobre roca 
18.12 Asentamiento elástico de pilotes 
18.13 Pruebas de carga de pilote
18.14 Fórmulas para la colocación de pilotes 
18.15 Fricción superfi cial negativa 
18.16 Pilotes agrupados: efi ciencia 
18.17 Asentamiento elástico de un grupo de pilotes 
18.18 Asentamiento de consolidación de un grupo de pilotes 
18.19 Resumen 
Problemas 
Referencias 

19 Pozos perforados 

19.1 Introducción 
19.2 Tipos de pozos perforados
19.3 Procedimientos de construcción 
19.4 Estimación de la capacidad de soporte de carga 
19.5 Pozos perforados en arena: carga última neta 
19.6 Pozos perforados en arcilla: carga última neta 
19.7 Asentamiento de pozos perforados 
19.8 Capacidad de soporte de carga basada en el asentamiento
19.9 Resumen 
Problemas 
Referencias

Apéndice: Geosintéticos 
Respuestas a problemas seleccionados 

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