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Texto de geomecánica para el curso de Mecánica de Suelos I
Programa de Ingeniería Civil de la U.N. sede Manizales. (pdf)
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Cap 01Origen, formación y constitución del Suelo. Las arcillas.
Cap 02
Relaciones de volumen y peso para Suelos.
http://www.bdigital.unal.edu.co/1864/3/cap2.pdf
Cap 03
Estructura del suelo y granulometría.
Cap 04
Plasticidad de los Suelos.
Cap 05
Clasificación e identificación de los Suelos.
http://www.bdigital.unal.edu.co/1864/6/cap5.pdf
Cap 06
Capilaridad. Propiedades hidráulicas de los suelos.
http://www.bdigital.unal.edu.co/1864/7/cap6.pdf
Cap 07
Redes de flujo.
Cap 08
La erosión del suelo y su relación con el agua.
http://www.bdigital.unal.edu.co/1864/9/cap8.pdf
Cap 09
Consolidación de suelos.
Cap 10
Esfuerzos en el Suelo.
Cap 11
Teoría del círculo de Mohr.
Cap 12
Esfuerzo cortante en suelos.
Cap 13Triaxial y envolvente de falla.
Cap 14
Compactación de suelos.
Cap 15
Exploración y muestreo de suelos.
Factores
Tabla de factores, equivalencias y unidades.
Bibliografía
Fuentes básicas, para laboratorio y complementarias.
http://www.bdigital.unal.edu.co/1864/17/contenido.pdf
ANEXO:
Geotecnia y medioambiente
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TACS: Temario de geotecnia, conceptos y palabras clave en suelos; Geomecánica;
Suelos, Mecánica de suelos, Ingeniería civil; Geotecnia, Textos universitarios;
Manizales, Colombia; Universidad Nacional de Colombia; Historia de la
geotecnia, Origen de los suelos; formación de los suelos. Físico química de Las
arcillas. Clases de arcillas; Suelos especiales; Los limos, Las arenas; Las
gravas. Relaciones de volumen y peso para Suelos; Gravedad específica, Peso
unitario; Relación de vacíos; Estructura del suelo; granulometría; Plasticidad
de los Suelos, Plasticidad y Consistencia de los Suelos; Índice plástico; Carta de Plasticidad; Clasificación de los Suelos; Identificación de los Suelos; Clasificación SUCS; Clasificación de la AASHTO; Capilaridad; Propiedades hidráulicas de los suelos; Ley de Darcy; Redes de flujo; Permeámetros; La erosión del suelo; la erosión y su relación con el agua; el agua en el suelo; Consolidación de suelos; Asentamientos; Esfuerzos en el Suelo; Esfuerzos geoestáticos y por sobrecargas. Esfuerzos efectivos; Presión de poros; Esfuerzos neutros; Teoría del círculo de Mohr; Teoría del Polo. Esfuerzo cortante en suelos; Ensayo de Corte. Triaxial; Envolvente de falla; Compactación de suelos; Trayectoria de esfuerzos; Línea Kf; Exploración y muestreo de suelos; Terraplenes, Cortes; Pavimentos; Cimentaciones; Presiones geoestáticas; Bulbos de presión. Medio ambiente y geotecnia. Referencias y fuentes bibliográficas. Factores y valores típicos de algunas variables útiles en geotecnia. Agrología Agronomía, Geografía, Ingeniería forestal, Ingeniería agrícola, Arquitectura, Construcción.
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Fuente:
Mecánica de los suelos. (2002)
Duque Escobar, Gonzalo and Escobar Potes, Carlos Enrique
Universidad Nacional De Colombia. Manizales.
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Manual de geología para ingenieros (2003) Rev 2014.
Duque-Escobar, Gonzalo. Universidad Nacional de Colombia, Manizales. |
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Presentación
Manual de Geología
Ciclo geológico
Materia y Energía
El sistema Solar
La Tierra sólida y fluida
Los minerales
Vulcanismo
Rocas ígneas
Intemperismo ó meteorización
Rocas sedimentarias
Tiempo geológico
Geología estructural
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Macizo rocoso
Rocas Metamórficas
Montañas y teorías orogénicas
Sismos
Movimientos masales
Aguas superficiales
Aguas subterráneas
Glaciares y desiertos
Geomorfología
Anexo 1
Túneles en roca blanda
Anexo 2
Mecánica de los suelos
Anexo 3
Gestión del riesgo
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Temario detallado por capítulo
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Gonzalo Duque-Escobar
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Bibliografía
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Manualgeo
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Anexos:
Anexo 1
Túnel Manizales: Estudio de prefactibilidad del Túnel Manizales, una conducción subterránea, de 1850 m de longitud, 2,1 m de diámetro y 150 m de techo máximo, localizado en el sector urbano de Manizales-Villamaría, útil para el trasvase de aguas residuales entre la microcuenca de la quebrada Olivares y la subcuenca del Río Chinchiná, como parte de una consultoría en el marco del proyecto de saneamiento básico del río Chinchiná. El estudio resulta de interés, porque se ocupa del diseño de un túnel transitando macizos de roca blanda, bajo una zona urbana, investiga y resuelve la geología, clasifica los macizos rocosos, estima la litología y estructuras probables entre los portales y a lo largo del corredor a partir de información secundaria y del levantamiento de los portales, y evalúa la etapa de prospección indirecta y directa por métodos geofísicos y perforaciones exploratorias complementarias, además de los costos del proyecto.
Anexo 2
Mecánica de los suelos: texto para la asignatura Mecánica de Suelos I del programa de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de Colombia sede Manizales, cuyo contenido desarrollado en 15 capítulos, es: Origen, formación y constitución del Suelo. Las arcillas. Relaciones de volumen y peso para Suelos. Estructura del suelo y granulometría. Plasticidad de los Suelos. Clasificación e identificación de los Suelos. Capilaridad. Propiedades hidráulicas de los suelos. Redes de flujo. La erosión del suelo y su relación con el agua. Consolidación de suelos. Esfuerzos en el Suelo. Teoría del círculo de Mohr. Esfuerzo cortante en suelos Triaxial y envolvente de falla Compactación de suelos. Exploración y muestreo de suelos. Además, se anexan dos apartes, con: Tabla de equivalencia y unidades. Fuentes básicas, para laboratorio y complementarias. Coautoría con C. Enrique Escobar P.
Anexo 3
Gestión del Riesgo: Temas asociados a la gestión integral del riesgo, caso Manizales, de interés para la ecorregión cafetera y Colombia. Contiene una descripción de los aspectos geofísicos de los Andes de Colombia y zonas de niveles de amenaza frente a sismos, erupciones volcánicas, inundaciones y eventos extremos por el calentamiento global, consecuencia de cambio climático; la problemática ambiental y la amenaza sísmica y volcánica en zonas andinas, aludiendo de paso a las fuentes sísmicas y volcanes del Eje Cafetero; la catástrofe causada por el sismo de 1999 en el Eje Cafeteo; anotaciones sobre riesgo, amenaza y vulnerabilidad, probabilidad de falla de obras civiles expuestas a la amenaza hidrogeológica asociada a eventos climáticos extremos; y anotaciones sobre las políticas públicas ambientales, la adaptación al cambio climático y el papel de los bosques en la cultura del agua, a la luz de las enseñanzas de Gustavo Wilches Chaux..
Anexo 4
La Luna: Datos generales de la Luna, sus movimientos, su importancia y sus características fundamentales como cuerpo celeste y satélite de la Tierra. Las mareas, los calendarios, la exploración, la estructura y la geología lunar. Como conceptos clave, éstos: Luna como satélite, Geología lunar, Las mareas, Eclipses de sol y de luna, Fases de la luna, Origen de la luna, Libraciones lunares, Movimientos de precesión y nutación, Cartografía lunar, El lado oculto de la Luna, Julio Garavito Armero y Tectónica lunar.
Anexo 5
Economía para el constructor: Fundamentos de economía para el sector de la construcción: conceptos básicos de economía general; la macroeconomía, el circuito económico y la teoría del equilibrio económico; la microeconomía, las clases de mercado y el óptimo de la producción. La Economía se ocupa del uso racional de los recursos, para que una cantidad de recursos aplicados produzca la máxima satisfacción, o para que una cantidad de satisfacción derive del mínimo uso de recursos posibles. La macroeconomía estudia el funcionamiento de toda la economía, donde no necesariamente el estudio del equilibrio general requiere un modelo macroeconómico. La microeconomía se ocupa del modo en que toman las decisiones los consumidores y las empresas, y de la forma en que interactúan en determinados mercados.---
Resumen
A continuación el contenido del anterior texto, dideñado para los cursos de Geología en los programas de Ingeniería, con información sobre la geología física de Colombia.
Capítulo 1 – Introducción a la geología– (1.1). Sobre la geología, pág.13; (1.2) Ciclo de las rocas, pág. 14; — RESUMEN: El ciclo de las rocas y la formación de los suelos. Clases de rocas y procesos geológicos que las involucran. /
Capítulo 2 – Materia y energía – (2.1) Introducción, pág. 26; (2.2) Constantes en la teoría física, pág. 30; (2.3) Macroestructuras, pág. 31; (2.4) Trabajo, pág. 33; (2.5) La energía, pág. 35; (2.6) Detección a distancia por radar, pág.38; —- RESUMEN: Relaciones entre la materia y la energía; escalas de las estructuras y de trabajo. El espectro, y uso de las imágenes de radar. Estados de la materia, fuerzas de la naturaleza, estructuras del universo, energía, espectro electromagnético, imágenes de radar. /
Capítulo 3 – El sistema solar, (3.1) el sistema solar, pág. 45; (3.2) Teorías acerca de la formación del sistema solar, pág.53; (3.3) Formación de la tierra, pág. 55; —- RESUMEN: El Sol, las lunas y los planetas. Cometas y meteoros. Leyes de Kepler. Velocidad de escape. Formación del sistema solar. La problemática ambiental. /
Capítulo 4 – La tierra sólida y fluida, (4.1) Atmosfera, pág. 57; (4.2) La tierra sólida, pág. 60; (4.3) Hidrosfera, pág. 66; (4.4) El clima mundial, pág. 68; (4.5) Los elementos del clima, pág. 71; — RESUMEN: El planeta Tierra, zona por zona. Las capas fluidas de la Tierra y el clima. Estructura de la Tierra: parte sólida, líquida y gaseosa del planeta. Zonas de la atmósfera, de la hidrósfera, y del interior del planeta. /
Capítulo 5 – Los minerales, (5.1) Definición, (5.2)Elementos clave, pág.74; (5.3) Cristalización, pág.76; (5.4) Enlaces, estructuras y aleaciones, pág.77; (5.5) Propiedades físicas de los minerales, pág.82; (5.6) Forma y sistemas cristalinos, pág.89; (5.7) Mineralogía química, pág. 91; (5.8) Participación e importancia de los minerales, pág. 96; (5.9) Geología económica del eje cafetero vulcanismo, pág. 99; — RESUMEN: Que es un mineral y cuáles son sus propiedades. Yacimientos de minerales en el Eje Cafetero. Definición, características y grupos minerales. Enlaces. Menas. /
Capítulo 6 – Vulcanismo, (6.1) Los ambientes de los procesos magmaticos, pág.103; (6.2) Partes de un volcán, pág.105; (6.3) Mecanismos eruptivos de los volcanes, pág. 111; (6.4) Productos y efectos de las erupciones, pág.118; (6.5) Manifestaciones volcánicas, pág.120; (6.6) Los volcanes colombianos, pág.121; — RESUMEN: Como son y cómo funcionan los volcanes. Los productos y las amenazas volcánicos. Los volcanes: zonas volcánicas y procesos magmaticos. Tipos de erupciones. Partes de un volcán y clases de edificios volcánicos. Los volcanes en Colombia. /
Capítulo 7 – Rocas ígneas, (7.1) Generalidades, (7.2) Aspectos fundamentales, pág. 125; (7.3) criterios de clasificación, pág. 130; (7.4) Paisaje ígneo, pág. 134; (7.5) Algunos términos y definiciones, pág. 140; 7.6 Ejemplos en Colombia, pág. 142; — RESUMEN: Las rocas magmaticos: su formación y las estructuras que forman. Cómo son y dónde se encuentran. Serie de cristalización de Bowen. Clases de rocas ígneas. Las rocas ígneas según Streckeisen. Yacimientos de rocas ígneas en Colombia. /
Capítulo 8 – Intemperismo o meteorización, (8.1) Procesos externos, pág. 146; (8.2) Factores del intemperismo físico o mecánico, pág. 149; (8.3) Factores del intemperismo químico, pág. 152; (8.4) Formas del intemperismo químico 154; 8.5 Fragmentos líticos, pág. 155; (8.6) Suelos, pág.160; (8.7) Zonas ricas del país, pág. 174; — RESUMEN: Como se alteran las rocas. De donde provienen los suelos y como se forman. Cuáles son las zonas más productivas del país. La alteración de las rocas. Factores y formas del intemperismo o meteorización. La formación de los suelos. Las clases climáticas de suelos. Los suelos en Colombia. /
Capítulo 9 – Rocas sedimentarias, (9.1) Generalidades, pág.176; (9.2) Diagénesis, pág.179; (9.3) Clasificación de rocas sedimentarias, pág. 183; (9.4) características de las rocas sedimentarias, pág. 184; (9.5) Descripción de las rocas sedimentarias, pág. 188; (9.6) Sedimentos orgánicos, pág. 194; (9.7) Fases de exploración geológica, pág. 196; (9.8) Ejemplos de sedimentitas en Colombia, pág. 197; — RESUMEN: Que son las rocas sedimentarias, como se forman y cuáles son sus características y propiedades. El carbón y el petróleo. Las sedimentitas en Colombia. Generalidades, diagénesis, clasificación de las rocas sedimentarias, características de las rocas sedimentarias, descripción de las rocas sedimentarias, sedimentos orgánicos, fases de exploración geológica, ejemplos de sedimentitas en Colombia. /
Capítulo 10 – Tiempo geológico, pág. 200; (10.1) Tiempo absoluto, pág. 201; (10.2) Tiempo relativo, pág. 208; (10.3) La columna geológica, pág. 213; (10.4) Formación del sector norte de los andes (Colombia), pág. 220; (10.5) Términos, pág. 222; — RESUMEN: La datación con el uranio y el carbono 14. La correlación estratigráfica para conocer los procesos geológicos. La formación de los andes colombianos. Tiempo absoluto y tiempo relativo. La columna geológica y la formación del sector norte de los andes (Colombia.) términos. /
Capítulo 11 – Geología estructural, (11.1) Conceptos básicos pág. 226; (11.2) Comportamiento de las rocas, pág. 229; (11.3) Deformaciones de la corteza terrestre, pág. 232; (11.4) Pliegues, pág. 234; (11.5) Fracturas, pág. 238; (11.6) Discordancias estratigráficas, pág. 242; (11.7) elementos de la geología estructural colombiana, pág.245; — RESUMEN: Como se deforman las rocas: las fallas geológicas y las arrugas en la corteza terrestre. Alteración de la estratigrafía por superposición de eventos. Las fallas geológicas notables de Colombia. La deformación elástica y plástica. Comportamiento de las rocas sometidas a esfuerzos. Las deformaciones en la corteza terrestre. Pliegues, Fracturas y Discordancias. /
Capítulo 12 – Macizo rocoso, pág. 251, (12.1) Calidad del macizo, pág. 252; (12.2) Discontinuidades en macizos rocosos, pág. 257; (12.3) Estabilidad del macizo, pág. 262; 12.4 Rasgos estructurales, pág. 268; — RESUMEN: Actitud de la fábrica estructural de un macizo y estudio de las discontinuidades estructurales que condicionan su estabilidad. La calidad de un macizo y la clase de discontinuidades. Medida del rumbo y buzamiento de las diaclasas y discontinuidades del macizo. Estabilidad del macizo rocoso. /
Capítulo 13 – Rocas metamórficas, pág. 277; (13.1) Agentes del metamorfismo, pág. 278; (13.2) Tipos de metamorfismo, pág. 280; (13.3) Minerales del metamorfismo, pág. 283; (13.4) Facies del metamorfismo, pág. 284; (13.5) Textura, pág. 286; (13.6) Tipos de rocas metamórficas, pág. 288; — RESUMEN: El metamorfismo o transformación de las rocas en profundidad, a causa de la presión, la temperatura y los fluidos geotérmicos. El mármol, la pizarra y los esquistos son, entre otras, esas rocas resultado de esos procesos. El metamorfismo y sus agentes. Tipos de metamorfismo. Minerales, facies y texturas del metamorfismo. Rocas metamórficas. /
Capítulo 14 – Montañas y teorías orogénicas, 14.1 tipos básicos de montañas 293 pág. 293; (14.2) Criterios de clasificación de las montañas, pág. 294; (14.3) Tipos de cordilleras o plegamientos, pág. 298; (14.4) Geodinámica, pág. 300; (14.5) Causas de las fuerzas endógenas de la orogenia, pág. 303; (14.6) Sucesión y clasificación de las orogénesis, pág. 306; (14.7) Estilos estructurales de los terrenos de Colombia, pág.309; — RESUMEN: Las montañas y su clasificación. Sus orígenes y ciclos evolutivos. Las formas de movimiento de la corteza de la Tierra y los terrenos geológicos de Colombia. Tipos básicos y criterios de clasificación de las montañas. Tipos de cordilleras o plegamientos y causas de las fuerzas endógenas de la orogenia. Sucesión y clasificación de las orogénesis y estilos estructurales de los terrenos de Colombia: Cajamarca, Payandé, Cauca-Romeral, Cañas gordas y Dagua, Atrato-San Juan-Tumaco y otros más. /
Capítulo 15 – Sismos, pág. 314; (15.1) Teoría del rebote elástico, pág. 315; (15.2) Dos lecciones: san Francisco y Kobe, pág. 316; (15.3) Parámetros de un sismo, pág. 317; (15.4) La sismología, pág. 318; (15.5) Riesgo sísmico, pág. 327; (15.6) Riesgo sísmico en Colombia y el eje cafetero, pág. 334; —RESUMEN: Los sismos: sus orígenes, parámetros, causas y consecuencias. Maremotos y terremotos: cómo y con qué se miden. Las escalas de intensidad y magnitud. La amenaza sísmica en Colombia y en el Eje Cafetero. Teoría del rebote elástico. Dos lecciones: san francisco y kobe. Parámetros de un sismo. La sismología. El riesgo sísmico. Fuentes sísmicas en el eje cafetero. /
Capítulo 16 – Movimientos masales 338, (16.1) Parámetros y procesos de inestabilidad, pág. 339, (16.2) Causas y factores de la inestabilidad, pág. 343, (16.3) Evaluación de la estabilidad, pág. 345, (16.4) Clasificación y descripción de los movimientos de masas, pág.349; — RESUMEN: De qué depende la susceptibilidad a los movimientos de de roca y suelo. Los deslizamientos: sus causas y consecuencias. Evaluación del riesgo. La situación de las laderas inestables en Colombia, parámetros y procesos de inestabilidad. Causas y factores de la inestabilidad. Evaluación de la estabilidad, clasificación y descripción de los movimientos en masa la situación en Colombia. Evaluación del riesgo. /
Capítulo 17 – Aguas superficiales, (17.1) El mar, pág. 364, (17.2) Atmosfera e hidrósfera, pág. 369, (17.3) Corrientes superficiales, pág. 375; (17.4) Dinámica fluvial, pág. 387, (17.5) Morfología y red de drenaje 394; (17.6) Principales ríos de Colombia, pág. 396; —- RESUMEN: Las corrientes oceánicas y el ciclo hidrológico. Capacidad, carga y competencia de una corriente. Los drenajes, lo grandes ríos y los principales ríos de Colombia. El mar. Atmosfera e hidrósfera. Corrientes superficiales. Dinámica fluvial. Morfología y red de drenaje. principales ríos de Colombia /
Capítulo 18 – Aguas subterráneas, pág. 399, (18.1) procedencia de las aguas subterráneas, pág. 401, (18.2) Dinámica de las aguas subterráneas, pág. 409, (18.3) factores del movimiento de aguas subterráneas, pág. 415; (18.4) Mantos, pág. 421; (18.5) Paisaje kárstico, pág. 428; — RESUMEN: Las Aguas juveniles y connatas, las aguas de infiltración y los acuíferos subterráneos. La porosidad primaria y secundaria de las rocas, y los mantos de agua bajo el suelo. Los pozos artesianos y los pozos productores de agua. Los ríos subterráneos en el mundo de las estalactitas. Procedencia de las aguas subterráneas. Dinámica de las aguas subterráneas. Factores del movimiento de aguas subterráneas. Mantos. Paisaje kárstico /
Capítulo 19 – Glaciares y desiertos, (19.1) Glaciares, pág.432; (19.2) Erosión glaciar 436, (19.3) Teoría de la glaciación múltiple, pág. 440, (19.4) el viento, pág. 444, (19.5) desiertos, pág. 449, (19.6) erosión en el desierto, pág. 452; (19.7) Desiertos en América, pág. 457; — RESUMEN: De la gran edad del hielo a los períodos de calentamiento de la Tierra. Cómo son los desiertos de hielo y cómo los desiertos cálidos. Los movimientos de los mantos de hielo dulce y de las dunas. El niño y la niña. Glaciares. Erosión glaciar y teoría de la glaciación múltiple. El viento, los desiertos y la erosión en el desierto. Desiertos en América. /
Capítulo 20 – Geomorfología, pág. 458, (20.1) La geomorfología como ciencia, pág. 458, (20.2) Claves de fotointerpretación, pág. 462, (20.3) Generalidades del área de Manizales y Chinchina, pág.472; — RESUMEN: El estudio del terreno y sus procesos geológicos con imágenes remotas. Como identificar el tipo de rocas y las zonas inestables a partir de fotografías aéreas. Geomorfología del área de Manizales. La geomorfología como ciencia y la geoforma. Claves de fotointerpretación. Generalidades del área de Manizales y Chinchina. /
Bibliografía, 480.
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