GEOLOGÍA Y GEOTECNIA

viñeta Creación

    En la actualidad, al modificarse el plan de estudios en 1996 y reducirse la duración de la carrera de Ingeniería Civil a cinco años, se fusionaron, para dictarse en un semestre, parte de los programas de las asignaturas anuales "Geología para Ingenieros" y "Mecánica de Suelos y Fundaciones". Participan docentes de ambas asignaturas denominándose la nueva materia "Geología y Geotecnia" con una duración semestral.

    La asignatura nace con el primer plan de Ingeniería Civil y Agrimensura que se dicta al crearse la Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales aplicadas a la Industria de la Universidad Nacional del Litoral con sede en Rosario, en el año 1920. Fue su primer profesor uno de los fundadores de la Facultad, el profesor Doctor Alfredo Castellanos que la denominó "Mineralogía, Petrografía y Geología". Correspondía al tercer año de la carrera de Ingeniería Civil y al segundo año de Agrimensura. Posteriormente, en 1923 se denominó "Geología y Mineralogía".

    Siendo el Doctor Alfredo Castellanos un destacado investigador, consideró a través de las experiencias que la dinámica del relieve era sumamente importante para el ingeniero civil, por lo cual la asignatura y su programa se modificaron en 1934 con la denominación de "Fisiografía, Mineralogía y Petrografía". En 1953 se hace cargo de la asignatura la discípula del Doctor Castellanos, la Doctora Pierina Pasotti, y con el cambio de plan la materia se denomina "Mineralogía y Geología".

    Posteriormente al reformarse los planes de estudio en 1960, la asignatura para la carrera de ingeniero civil pasa a denominarse "Geología para Ingenieros (a)" con una duración semestral. Además se dictaba "Geología para Ingenieros (b)" para la carrera de Ingeniería Mecánica en su orientación Metalurgia y había otra materia entre el grupo de las optativas denominada "Geología Aplicada". En 1968 la Doctora Pasotti pasó a ser Doctora Emérita y se hizo cargo de la asignatura uno de sus ayudantes, el Ingeniero Eliseo Popolizio. En 1971, al abandonar este investigador la ciudad de Rosario, para continuar su carrera en la Universidad Nacional del Noreste, de Resistencia (Chaco), se hizo cargo de la asignatura otro ayudante de la Doctora Pasotti, el Ingeniero Carlos A. Canoba.

    En 1975 con otro cambio de plan de estudios la asignatura volvió al régimen anual. En 1984 se llamó a concurso en la asignatura y ocupó el cargo otro ayudante de la Doctora Pasotti, el profesor Agrimensor Francisco Lattuca, quien continúa en el cargo.

    Los docentes que participan del dictado de Geología son a la vez miembros del Instituto de Fisiografía y Geología en el que realizan tareas de investigación y extensión.

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Objetivos de la Cátedra

    Que el alumno adquiera relaciones básicas entre el conocimiento geológico-geotécnico y la inserción de la obra de ingeniería. Se estudiarán los conceptos fundamentales para definir las propiedades y el comportamiento de los distintos suelos y rocas, así como los métodos de laboratorio y de campo necesarios para su determinación.

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Prospectiva de la Cátedra

    En relación a la prospección académica y su correlato en cuanto a la capacitación básica profesional, la Cátedra a través del Departamento y conjuntamente con el Departamento de Construcciones, han presentado a las autoridades de la Facultad la propuesta de dictar en forma separada los contenidos de Geología por un lado y de Geotecnia por el otro con total autonomía, pero manteniendo las correlatividades correspondientes.

    Atendiendo a la creciente interrelación entre los procesos geológicos de llanura con el diseño de la obra de Ingeniería Civil, se instrumenta a partir del período lectivo del año 2000 un mayor énfasis en la enseñanza de la temática inherentes a los mecanismos naturales de degradación y agradación del medio físico.

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Organización actual de la Cátedra

    Con la estructuración actual de integración de los sectores de Geología por un lado y Geotecnia por el otro debido a la modificación del Plan de estudios precitado, la Cátedra se organiza en función de la correlación de contenidos entre ambos. En un primer segmento del semestre se dicta Geología y en el posterior segmento Geotecnia, lo cual lleva al funcionamiento de equipos docentes de distintos sectores.

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Asistencia Técnica

    Todas las tareas desarrolladas mediante convenios con Instituciones oficiales y/o entidades privadas, se canalizan a través del Departamento de Ciencias Geológicas.

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Programa analítico de la asignatura

Plan de estudios: 1996
Carrera: Ingeniería Civil

Departamentos:

- Ciencias Geológicas: Geología (Esc. de Agrimensura)

 

- Construcciones Civiles: Geotecnia (Esc. de Ing. Civil)


Presupuesto horario semanal promedio:

Teoría: 3
Práctica: 2
Laboratorio: 1
Total asignado: 6
Dedicación del alumno fuera de clase: 6
Presupuesto total: 12
Semanas útiles: 16
Horas totales asignadas: 96
Horas totales presupuestas: 192

Ubicación en la Carrera y características generales:
   
Corresponde al sexto semestre, y es la única materia que analiza la formación de las rocas, los suelos, y estudia su comportamiento con vistas a su uso en la interacción suelo-estructura. Este estudio de la mecánica del suelo apunta a dar las bases para el proyecto y dimensionamiento de fundaciones de estructuras. El uso del suelo como material de construcción será encarado en materias viales.

Materias relacionadas:

Previas: (C-3.18.1) Mecánica de los Fluidos
Simultáneas recomendadas: (C-3.22.2) Recursos Hídricos I, (C-3.25.2) Planeamiento y Urbanismo y (C-3.26.2) Proyecto I.
Posteriores: (C-4.28.1) Transporte I, (C-4.31.1) Proyecto II, (C-4.32.2) Recursos Hídricos II y (C-4.35.2) Fundaciones

Contenido temático:

1. INTRODUCCIÓN/GEODINÁMICA INTERNA (12 horas)
1.1. Geología: concepto – relaciones con Geotecnia – aplicaciones en Ingeniería Civil – Ejemplificación.
1.2. Ciclo de los fenómenos geológicos – Procesos geodinámicos internos: magmatismo, metamorfismo y diastrofismo - Relaciones básicas con Ingeniería Civil.
1.3. Minerales petrogénicos – Clasificación – Propiedades físicas – Arcillas: tipos, estructuras.
1.4. Rocas de aplicación – Clasificación – Estructuras – Propiedades – Aplicaciones en las obras de Ingeniería Civil.

2. GEOTECTÓNICA / GEOMECÁNICA (12 horas)
2.1. Geotectónica – Estructuras de los macizos rocosos – Discontinuidades geológicas – Diaclasas – Fallas y pliegues – Caracterización – Representación – Influencia en la localización y mantenimiento de las obras de Ingeniería.
2.2. Geomecánica – Comportamiento mecánico de los minerales petrogénicos – Resistencia de las rocas a las deformaciones – Propiedades elásticas – Clasificación ingenieril de las rocas – Aplicaciones en la Ingeniería Civil.

3. GEODINÁMICA EXTERNA (12 horas)
3.1. Influencia climática en los macizos rocosos – Criterios básicos para la utilización de los datos climáticos
3.2. Procesos de meteorización: físicos, químicos, bióticos y antrópicos – Incidencia en las rocas – Relaciones con las obras de Ingeniería.
3.3. Suelos – Distinción entre suelo y roca – Génesis de los suelos – Perfil generalizado – Reconocimiento – Tipos – Características – Conceptuación edáfica – Suelos arcillosos: propiedades coloidales, fracción arcillosa, componentes no-arcillosos, adsorción, intercambio iónico – Características de suelos especiales – Aplicaciones en Obras de Ingeniería Civil.
3.4. Erosión – Caracterización general como sistema gradacional de los macizos rocosos – Procesos areales y concentrados – Concepto de biorresistasia – Relaciones entre las obras de Ingeniería Civil y los sistemas erosivos.
3.5. Remoción en masa – Conceptuación de los movimientos colectivos gravitacionales – Conexiones con las obras de Ingeniería Civil

4. PROPIEDADES FÍSICAS E ÍNDICE DEL SUELO (6 hs)
4.1 Definiciones básicas y relaciones masa-volumen.
4.1.1 Estados del suelo como material.
4.1.2 Determinaciones en laboratorio y cálculos de gabinete.
4.2 Suelos cohesivos y granulares.
4.3 Identificación de cálculo.
4.4 Forma y tamaño de las partículas. Análisis granulométrico.
4.5 Límites de consistencia (Atterberg).
4.6 Indices de consistencia del suelo.
4.7 Sistemas de clasificación del suelo.
4.8 Principio de presiones neutras y efectivas (presiones intergranulares).

5. HIDRÁULICA DE SUELOS: PERMEABILIDAD, FILTRACIÓN (15 hs)
5.1 Movimiento del agua en el suelo
5.2 Permeabilidad
5.2.1 Coeficientes de permeabilidad. Su determinación en laboratorio y en campo. Limitaciones y consideraciones. Factores de influencia.
5.3 Gradiente hidráulico de presión.
5.4 Capilaridad.
5.5 Filtración.
5.5.1 Teoría de filtración en dos dimensiones.
5.5.2 Redes de flujo o escurrimiento.
5.5.2.1 Condiciones de borde.
5.5.2.2 Trazado.
5.5.2.3 Cálculo del caudal de escurrimiento.
5.5.2.4 Determinación de las presiones del agua dentro de una masa de suelo.
5.5.2.5 Condición crítica. Gradiente hidráulico crítico. Soluciones.
5.5.3 Redes en medios no homogéneos.
5.5.4 Redes en presas de tierra. Línea de saturación. Caudal de escurrimiento. Fuerza de filtración. Condición crítica. Filtros de protección.
5.5.5 Flujo radial.
5.5.6 Tubificación, manifestaciones. Su control.
5.5.7 Abatimiento del nivel freático en excavaciones.

6. ESFUERZOS EN UNA MASA DE SUELO (6 hs)
6.1 Esfuerzos y deformaciones generales en un punto.
6.2 Conceptos de la teoría de elasticidad usados en problemas de la mecánica de suelos.
6.3 Propagación y distribución de presiones en el suelo.
6.3.1 Teoría de Boussinesq.
6.3.2 Teoría de Westergaard.
6.4 Deformaciones del suelo y asentamientos.
6.4.1 Interacción suelo-estructura. Presiones de contacto.

7. TEORÍA DE LA CONSOLIDACIÓN (15 hs)
7.1 Proceso de consolidación y compresibilidad del suelo.
7.2 Consolidación unidimensional.
7.3 Analogía mecánica de Terzaghi.
7.4 Teoría de la consolidación
7.4.1 Cálculo de la velocidad de consolidación.
7.4.2 Coeficientes de consolidación.
7.4.3 Distintas condiciones de drenaje. Curvas isócronas.
7.4.4 Consolidación inicial, primaria y secundaria.
7.4.5 Aceleración de la consolidación.
7.5 Ensayo de consolidación.
7.5.1 Graficación de sus resultados.
7.5.2 Curvas de consolidación (tiempo-asentamiento).
7.5.3 Formas de representación gráfica. Métodos de Taylor y Casagrande.
7.6 Cálculo del asentamiento por consolidación.
7.6.1 Curvas de compresibilidad.
7.6.2 Coeficiente de compresibilidad, módulo de cambio de volumen, índice de compresión.
7.6.3 Carga de preconsolidación. Estratos normalmente consolidados y preconsolidados.
7.7 Consolidación tridimensional.

8. RESISTENCIA AL CORTE DE LOS SUELOS (12 hs)
8.1 Introducción a los estados de esfuerzos y deformaciones planos.
8.1.1 Solución gráfica de Morh.
8.2 Cohesión y fricción.
8.2.1 Angulo y coeficiente de fricción.
8.2.2 Suelos coherentes e incoherentes.
8.2.3 Ecuación de Coulomb.
8.2.4 Relación de vacíos crítica. Licuación de las arenas.
8.3 Teorías de falla.
8.3.1 Teoría de Morh-Coulomb. Círculo y envolvente de Morh
8.3.2 Teoría de los distintos tipos de ensayos: rápido, rápido-consolidado, lento. Compresión simple. Suelos saturados, normalmente consolidados y preconsolidados. Selección del tipo de ensayo adecuado.
8.4 Ensayo de corte directo.
8.5 Ensayo de compresión simple.
8.6 Ensayo de compresión triaxial.
8.7 Ensayo in situ.

9. ESTABILIDAD DE TALUDES (6 hs)
9.1 Distintos tipos de falla. Análisis simplificados. Uso de gráficos.
9.2 Suelos granulares y cohesivos, homogéneos y no homogéneos.
9.3 Altura crítica. Efectos de las tensiones en la superficie.
9.4 Método sueco. Círculo de fricción. Método de Bishop. Morgenstern y Price. Jambu.
9.5 Efecto de las fuerza de filtración.
9.6 Protección de taludes.
9.7 Descripción del proceso de falla y soluciones para distintas situaciones.
9.8 Métodos computacionales.

Trabajos prácticos:

1 Reconocimiento expeditivo de minerales petrogénicos.
2 Reconocimiento expeditivo de rocas de aplicación.
3

Geometría geológica: solución de problemas y trazado de perfiles geológicos y estratigráficos.

4 Uso de documentos cartográficos y fotografías aéreas.
5 Propiedades Indice.
6 Aplicación de los sistemas de clasificación de suelos.
7

Cálculo de presiones totales, neutras y efectivas. Trazados de diagramas.

8 Cálculo del coeficiente de permeabilidad, en laboratorio o in situ.
9 Trazado de redes de filtración. Cálculo de caudal, presiones del agua dentro de la masa de suelo y condiciones de estabilidad.
10

Presas de tierra.

11 Distribución de presiones en una masa de suelo.
12 Determinación de asentamientos por consolidación. Cálculo de tiempos de consolidación.
13 Determinación de los parámetros de corte de un suelo. Cálculo de las tensiones de corte.
14

Estabilidad de taludes.

Trabajos Prácticos de Laboratorio:

1 Identificación tactovisual de Suelos.
2 Determinación de la Gravedad específica y pesos específicos en laboratorio de los suelos.
3 Determinación de la granulometría de un suelo fino por medio del tamizado por vía húmeda.
4

Determinación de los Límites de Atterberg de un suelo fino.

5 Determinación del coeficiente de permeabilidad mediante permeámetros.
6 Ensayo de Consolidación unidimensional.
7 Ensayo Triaxial Escalonado Rápido.
8 Ensayo de corte directo.

 
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Horario de dictado

HORAS LUNES MARTES MIERCOLES JUEVES VIERNES SABADO
07:30
08:30
GEOLOGIA
2º cuatri-
mestre
         
08:35
09:35
         
09:40
10:40
         
10:45
11:45
           
11:50
12:50
           
12:55
13:55
GEOLOGIA
(repetido-
res)
1º cuatri-
mestre
         
14:00
15:00
         
15:05
16:05
         
16:10
17:10
           
17:15
18:15
           
18:20
19:20
           
19:25
20:25
           
20:30
21:30
           
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Horarios de consulta

Teoría: Jueves 15:00 (Lic. Fraga)
Práctica: Miércoles 11:00 (Ing. Polare)

 
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Cuerpo Docente

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