suelos residuales

SUELOS RESIDUALES
JAIME SUAREZ DIAZ
Bucaramanga - Colombia
SUELO RESIDUAL
SUELO DERIVADO DE LA METEORIZACION O DESCOMPOSICION
DE LA ROCA IN SITU
NO HA SIDO TRANSPORTADO DE SU LOCALIZACION ORIGINAL
SUELO TROPICAL = SUELO RESIDUAL
EN LOS SUELOS RESIDUALES EL CONCEPTO DE
GRANO O TAMAÑO DE PARTICULA NO ES APLICABLE
CONSISTEN EN AGREGADOS O BLOQUES DE MINERAL
METEORIZADO QUE SE ROMPEN Y SE VUELVEN MAS FINOS AL
MANIPULARSE
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LO QUE PARECE UNA GRAVA ARENOSA PUEDE
CONVERTIRSE EN UN LIMO FINO AL EXCAVAR – MEZCLAR Y
COMPACTAR
LAS PROPIEDADES SON CONTROLADAS POR LA MICRO
Y MACRO FABRICA O ESTRUCTURA
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LAS JUNTAS Y DETALLES ESTRUCTURALES DE LA ROCA
SON HEREDADOS POR EL SUELO
ES DIFICIL IDENTIFICAR
CUANDO ES ROCA Y
CUANDO ES SUELO
RESIDUAL
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ALGUNOS AUTORES LAS
LLAMAN ROCAS BLANDAS
ZONAS TROPICALES
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LOS SUELOS RESIDUALES SE LES ENCUENTRA EN
GRANDES ESPESORES EN LAS ZONAS TROPICALES
HUMEDAD AMBIENTAL ALTA
GEOLOGIA COMPLEJA
TOPOGRAFIA ESCARPADA
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HIDROLOGIA COMPLEJA
LA APLICABILIDAD DE LAS TEORIAS DE MECANICA
DE SUELOS DESARROLLADAS PARA SUELOS NO
RESIDUALES ES DISCUTIBLE
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ES DIFICIL INVOLUCRAR EL PARAMETRO ESTRUCTURA
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LA METEORIZACION ES EXTENSA, PROFUNDA Y NO UNIFORME
DEBIDO A LA ALTA CONCENTRACION DE HIERRO Y COLORACION
ROJA, ALGUNOS AUTORES LOS DENOMINAN
“SUELOS ROJOS TROPICALES”
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EN
LOS
ALGUNOS
ORIGEN
TROPICOS
SUELOS
ALUVIAL
METEORIZAN
RESIDUALES
SE
SE
COMO
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COMPORTAN
Y
DE
LOS SUELOS RESIDUALES SE LES ENCUENTRA ASOCIADOS CON
COLUVIONES
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EL RESULTADO ES UN PERFIL COMPUESTO
SUELO RESIDUAL
SAPROLITO
ROCA
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COLUVION
PERFIL GENERAL TIPICO
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SEG
ÚN BRAND (1985) NO PUEDEN CONSIDERARSE AISLADOS
SEGÚN
AISLADOS
DEL PERFIL DE METEORIZACION
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PUEDEN SER MAS IMPORTANTES LAS CARACTERISTICAS
DEL PERFIL QUE LAS PROPIEDADES DEL MATERIAL EN SI
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SON MUY HETEROGENEOS Y DIFICILES DE MUESTREAR Y
ENSAYAR
COMUNMENTE SE LES ENCUENTRA EN ESTADO HUMEDO – NO
SATURADO
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ES MUY DIFICIL EVALUAR SU RESISTENCIA AL CORTE
POSEEN ZONAS DE ALTA PERMEABILIDAD
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SON MUY SUSCEPTIBLES A CAMBIOS
CAMBIOS RAPIDOS
RAPIDOS DE
HUMEDAD Y SATURACION
CARACTERIZACION INTEGRAL
PERFIL
MICROESTRUCTURA
MACROESTRUCTURA
MINERALOGIA
PROPIEDADES MECANICAS
PERMEABILIDAD
CLASIFICACION
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METEORIZACION
NOS EQUIVOCAMOS AL
SUPONER EL SUELO
RESIDUAL COMO
HOMOGENEO E ISOTROPICO
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CON DEMASIADA FRECUENCIA
ESTRUCTURA
MICROESTRUCTURA
MUY IMPORTANTES
Y
SON
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LA
EL SISTEMA DE FALLA DEPENDE FUNDAMENTALMENTE DEL PERFIL
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PROCESO DE METEORIZACION
FELDESPATOS
Y
MINERALES
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DESCOMPOSICION DE
FEERROMAGNESIANOS
LOS FELDESPATOS SE METEORIZAN A CAOLINITA
OXIDOS DE HIERRO Y OXIDOS DE ALUMINIO
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LA MICA Y EL CUARZO PERMANECEN
LOS MATERIALES VOLCANICOS METEORIZAN A
ALOYSITAS
OXIDOS DE HIERRO
OXIDOS DE ALUMINIO
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MONTMORILLONITAS
A MEDIDA QUE EL PROCESO DE METEORIZACION
AVANZA SE DISMINUYE EL CONTENIDO DE CAOLINITA
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EN ROCAS CRISTALINAS PREDOMINA LA CAOLINITA,
LOS OXIDOS DE HIERRO Y DE ALUMINIO
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ETAPAS DEL PROCESO
DE METEORIZACION
SE
ABREN
DISCONTINUIDADES
DESINTEGRA LA ROCA
LAS
Y
SE
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1. DESINTEGRACION
AUMENTA LA RELACION DE VACIOS
AUMENTA LA PERMEABILIDAD
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LAS PART
ÍCULAS SE PARTEN
PARTÍCULAS
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DISMINUYE LA COHESION
2. DESCOMPOSICION
SE INCREMENTA CONTENIDO DE ARCILLA
DISMINUYE LA FRICCION
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PROCESOS QUIMICOS Y BIOLOGICOS
3. OXIDACION Y RECEMENTACION
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AL AUMENTAR LOS CONTENIDOS DE OXIDOS DE
HIERRO Y ALUMINIO PUEDE AUMENTARSE LA
COHESION
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EN LAS ROCAS SEDIMENTARIAS PREDOMINAN
LOS PROCESOS FISICOS
PREDOMINAN
PROCESOS QUIMICOS
LOS
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EN LAS ROCAS IGNEAS
LA METEORIZACION GENERALMENTE AVANZA
HACIA ABAJO Y A TRAVES DE LAS JUNTAS
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QUEDAN BLOQUES INTERNOS
INTERNOS DE
DE MATERIAL NO
DESCOMPUESTO
(METEORIZACION ESFERICA)
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EN OCASIONES LA METEORIZACION DEJA BLOQUES ESFERICOS
ES FUNDAMENTAL EN UN SUELO RESIDUAL
IDENTIFICAR LOS MINERALES DE ARCILLA
MICROSCOPIO ELECTRONICO
(UTILIZAR AL MENOS DOS METODOS)
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DIFRACCION RAYOS X
ANALISIS TERMOGRAVIMETRICOS
EFECTOS DEL CLIMA EN LA METEORIZACION
1. TEMPERATURA
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LAS REACCIONES QUIMICAS SE DUPLICAN AL
AUMENTARSE 10oo C LA TEMPERATURA
2. LA HUMEDAD AMBIENTAL
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LA OXIDACION REQUIERE DE LA PRESENCIA
DE AGUA Y OXIGENO
3. LAS LLUVIAS
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LOS PROMEDIOS ALTOS DE LLUVIAS INDUCEN
PERFILES MUY PROFUNDOS DE METEORIZACION
PROMEDIO DE LLUVIA ANUAL 3.000 A 4.500 MM
PROFUNDIDAD DE METEORIZACION HASTA 100 MT.
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EJEMPLO: VIA ALTAMIRA-FLORENCIA
EJEMPLO: VIA ALTAMIRA-FLORENCIA
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EJEMPLO: VIA ALTAMIRA-FLORENCIA
ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ
EJEMPLO: VIA ALTAMIRA-FLORENCIA
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METEORIZACION EN
ZONAS HUMEDAS PUEDEN
ALCANZAR VARIOS
CIENTOS DE METROS
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LOS PERFILES DE
PREDOMINA LA METEORIZACION
DE TIPO MECANICO
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EN CLIMAS SECOS O ARIDOS
LA VEGETACION
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LA
VEGETACION
DENSA
FACILITA
LA
INFILTRACION Y AYUDA A FORMAR PERFILES
PROFUNDOS DE METEORIZACION
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EN Á
REAS SIN VEGETACION
ÁREAS
VEGETACION ORIGINAL
ORIGINAL LOS
LOS
PERFILES DE METEORIZACION SON POCO
PROFUNDOS
ESPACIAMIENTO DE
DISCONTINUIDADES AFECTA EL
PROCESO DE METEORIZACION
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LA FRECUENCIA Y
ETAPAS EN LA FORMACION DE TORRES DE GRANITO
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LA TOPOGRAFIA
PUEDE
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AL
DISMINUIR
LA
PENDIENTE
AUMENTAR LA METEORIZACION
GRADO DE METEORIZACION
HERRAMIENTAS: PUNTILLA
CUCHILLO
LAS MANOS
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ENSAYO DE ARENOSIDAD
MEDICI
ÓN DEL GRADO DE DESCOMPOSICI
ÓN
MEDICIÓN
DESCOMPOSICIÓN
FELDESPATOS
MEDIANTE
EL
ENSAYO
ARENOSIDAD
Grado de
Descomposición
Términos de
arenosidad
DE
DE
Modo de reconocimiento
Fresco
Duro
No puede ser cortado por un cuchillo, ni
gravado por una puntilla.
Moderado
Arenoso
Puede ser cortado por un cuchillo o
gravado por una puntilla.
Alto
Deleznable
Puede ser desmoronado a fragmentos de
limo con las manos.
Completo
Blando
Puede ser moldeado fácilmente con las
manos.
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ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR O DE CONO
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ENSAYO DE PENETRACION MANUAL
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ENSAYO CON MARTILLO DE SCHMIDTH (ESCLEROMETRO)
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ESTE ENSAYO ES UTIL EN ROCAS NO MUY METEORIZADAS
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INDICE
MICROPETROGRAFICO
% MATERIALES ALTERADOS
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IMP = % MATERIALES INALTERADOS
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LAS MANOS SON UNA HERRAMIENTA DE ENSAYO
MUY UTIL
MICROESTRUCTURA
RESIDUALES
DE
SUELOS
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ORGANIZACI
ÓN O ARREGLO
ORGANIZACIÓN
FISICO DE LOS GRANOS O
PARTICULAS
LOS
TEXTURA
FABRICA
ESTRUCTURA
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1. JUNTAS Y DIACLASAS
ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ
ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ
GENERALMENTE
SE
ENCUENTRAN
MAS
ABIERTAS EN SUPERFICIE QUE A PROFUNDIDAD
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EL AGUA EN LAS JUNTAS PRODUCE METEORIZACION DE
LAS PAREDES (ZONAS DE DEBILIDAD)
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LA RESISTENCIA EN LAS DIACLASAS ES MUCHO MENOR
QUE EN EL SUELO INTACTO
FOLIACIONES
PARALELAS
LAS ROCAS
DE
SE
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SON SUPERFICIES GENERALMENTE
BAJA COHESION POR LAS CUALES
PUEDEN PARTIR
LAS DIACLASAS PERO SON
MENOS
PUEDEN
SEPARADAS
Y
INDUCIR
DESMORONAMIENTO
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SU EFECTO ES SIMILAR A
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SON TIPICAS DE LAS ROCAS METAMORFICAS:
NEISES, ESQUISTOS , PIZARRAS, ETC.
3. ESTRATIFICACION
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GENERAN SUPERFICIES DE DEBILIDAD
POR CAMBIO DE MATERIAL
4. LAS FALLAS
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LAS FALLAS INDUCEN ZONAS O LINEAS DE DEBILIDAD
EN LOS MACIZOS DE ROCA O DE SUELO RESIDUAL
5. LAS INTRUSIONES
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A VECES LOS DESLIZAMIENTOS SON GENERADOS POR LA
PRESENCIA DE INTRUSIONES DE MATERIALES MAS
PERMEABLES
RESISTENCIA AL CORTANTE
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LA
DIFICULTAD
DE
OBTENER
MUESTRAS
REPRESENTATIVAS INTACTAS NO PERMITE DETERMINAR
CONFIABLEMENTE EL VALOR DE LA RESISTENCIA.
EL CASO MAS DELICADO
DE ANALISIS ES EL DE LOS
SAPROLITOS
DIFICIL
EVALUAR
LA
RESISTENCIA DE LAS JUNTAS
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SON MUY HETEROGENEOS Y ES
COHESION
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LA COHESION NO ES CONTINUA A LO LARGO DE UNA
DISCONTINUIDAD
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LA CEMENTACION CON OXIDOS DE HIERRO
PUEDE GENERAR COHESION
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LA HUMEDAD PUEDE PRODUCIR UNA COHESION APARENTE.
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ESTA COHESION DESAPARECE AL SATURARSE EL SUELO
VARIACION DE COHESION Y EL ANGULO DE FRICCION
EN UNA DISCONTINUIDAD
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ANGULO DE FRICCION
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EL
ANGULO
DE
FRICCION
DISMINUYE CON EL AVANCE DE LA
METEORIZACION
DE 38
38ºº BAJA A 10
10ºº
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LA FRICCION ES MENOR A LO LARGO DE LAS
DISCONTINUIDADES.
ENVOLVENTE REAL DE FALLA PARA SUELOS RESIDUALES
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FACTORES QUE AFECTAN EL
COMPORTAMIENTO
ESFUERZO
-DEFORMACION
ESFUERZO-DEFORMACION
LAS PARTICULAS TIENEN UNA
GRAN
VARIABILIDAD
DE
RESISTENCIAS
RESISTENCIAS
AL APLASTAMIENTO,
LA TRITURACION Y
EL DESMORONAMIENTO
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1. RESISTENCIA DE LOS
GRUPOS O PARTICULAS
2. UNION Y CEMENTACION
ENTRE PARTICULAS
HIDROXIDOS
CARBONATOS
MATERIA ORGANICA
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OXIDOS
3. ESTADO DE ALTERACION O REMOLDEO
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EL SUELO RESIDUAL ES MUY SENSITIVO.
SENSITIVIDAD
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EL USO DE EXPLOSIVOS PUEDE DIMINUIR LA RESISTENCIA
AL CORTANTE EN TODA LA LADERA Y POSTERIORMENTE
FACILITAR LA OCURRENCIA DE DESLIZAMIENTOS.
ANISOTROPIA
DIRECCION, DE LA TEXTURA Y DE
LAS DISCONTINUIDADES
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LA RESISTENCIA DEPENDE DE LA
LA HUMEDAD
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EN LOS SUELOS RESIDUALES LA RESISTENCIA AL
CORTANTE
DEPENDE
DE
LA
HUMEDAD.
AL SECARSE O SATURARSE EL TALUD SE PUEDE
PRESENTAR LA FALLA
FACTOR PERMEABILIDAD
LA
PERMEABILIDAD
PUEDE
PROFUNDIZARSE EN EL PERFIL
AUMENTAR
AL
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DEPENDE PRINCIPALMENTE DE LA ESTRUCTURA
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LA MAXIMA PERMEABILIDAD PUEDE OCURRIR EN EL
SAPROLITO.
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O EN LOS MANTOS DE SUELOS MENOS ARCILLOSOS.
SIN EMBARGO, EXISTE MUY POCA INFORMACION SOBRE
LA PERMEABILIDAD DE LOS SUELOS RESIDUALES.
ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ
LA MAYORIA DE LOS PROBLEMAS DE ESTABILIDAD
ESTAN RELACIONADOS CON LA INFILTRACION DE AGUA
DEBIDAS A LA PERMEABILIDAD.
ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ
BRAND INDICO QUE EN LOS SUELOS RESIDUALES EXISTEN
ZONAS DE ALTA
RANSMISIBILIDAD A TRAVES DE LAS
ALTA T
TRANSMISIBILIDAD
DISCONTINUIDADES, POR LO TANTO LAS PRESIONES DE
PORO PUEDEN REACCIONAR MUY RAPIDAMENTE A LAS
LLUVIAS FUERTES
ASCENSO RAPIDO DEL NIVEL DE AGUA EN UNA SOLA
LLUVIA EN GRANITOS DESCOMPUESTOS
ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ
ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ
HONG KONG
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HONG KONG
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HONG KONG
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HONG KONG
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HONG KONG
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HONG KONG
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HONG KONG
RELACION DE VACIOS
A MAYORES LLUVIAS, MAYOR RELACION DE VACIOS
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LA RELACION DE VACIOS DEPENDE DEL REGIMEN DE LLUVIAS
RELACION ENTRE LA RELACION DE VACIOS Y LA
PRECIPITACION EN UN GRANITO METEORIZADO
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SUPERFICIES PREFERENCIALES DE FALLA A
DESLIZAMIENTO
JUNTAS, FRACTURAS, FOLIACIONES, PLANOS DE
ESTRATIFICACION, DIQUES, ORIENTACIONES DE
MINERALES, ETC.
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1. DISCONTINUIDADES
ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ
LAS DISCONTINUIDADES ACTUAN COMO SUPERFICIES DE
DEBILIDAD DONDE LA RESISTENCIA ES MENOR.
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LA MAYORIA DE LAS SUPERFICIES DE FALLA EN
SUELOS
RESIDUALES
COINCIDEN
CON
LAS
DISCONTINUIDADES.
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EL AGUA Y LAS PRESIONES DE PORO SE CONCENTRAN
EN LAS DISCONTINUIDADES.
2. ZONAS DE CAMBIO DE PERMEABILIDAD
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EL AGUA TRATA DE FLUIR A TRAVES DE LAS ZONAS DE
MAYOR PERMEABILIDAD.
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LAS ZONAS DE CAMBIO DE PERMEABILIDAD SE
CONVIERTEN EN ZONAS DE BAJA RESISTENCIA POR LA
PRESENCIA DE PRESIONES ALTAS DE POROS
3. CONTACTOS SUELO - ROCA
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LOS CONTACTOS SUELO - ROCA SON SUPERFICIES DE
DEBILIDAD
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LA ROCA ACTUA COMO UNA BARRERA QUE FACILITA LA
FORMACION DE CORRIENTES A LO LARGO DEL
CONTACTO
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EN OCASIONES SE ACUMULA
ARCILLA SOBRE EL CONTACTO
SUELO - ROCA
CARACTERIZACION DEL PERFIL DE SUELOS RESIDUALES
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LOS PERFILES DEL SUELO RESIDUAL SE COMPONEN DE ZONAS
DE DIFERENTE METEORIZACION QUE VAN DESDE EL SUELO
HASTA LA ROCA SANA
PERFIL TIPICO DE SUELO RESIDUAL TROPICAL
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SISTEMA DE CLASIFICACI
ÓN DEL PERFIL
CLASIFICACIÓN
METEORIZACI
ÓN EMPLEADO EN HONG KONG
METEORIZACIÓN
Grado
Descomposición
DE
Detalles de diagnóstico en las muestras
VI
Suelo
No aparece textura reconocible de roca.
Las capas superficiales pueden contener materia
orgánica y raíces.
V
Completamente
descompuesta
Roca completamente descompuesta pero aún aparece
textura de roca ligeramente reconocible.
IV
Muy descompuesta
Pedazos grandes que pueden ser destruidos con las
manos.
III
Moderadamente
descompuesta
Pedazos grandes que no pueden ser descompuestos
por las manos (muestras tomadas con broca a
rotación).
II
Algo descompuesta
Aparece como roca sana pero
muestras de descomposición.
I
Roca sana
tiene
manchas
SUELOS RESIDUALES DE
ROCAS IGNEAS
EL CUARZO PERMANECE
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SE DESCOMPONEN LOS
FELDESPATOS.
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LA DESCOMPOSICION OCURRE A LO LARGO DE LAS JUNTAS.
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SE FORMAN BLOQUES POR METEORIZACION ESFEROIDAL
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LAS ROCAS IGNEAS ACIDAS PRODUCEN PERFILES MAS
PROFUNDOS DE SUELOS ARENO
-ARCILLOSOS.
ARENO-ARCILLOSOS.
SUELOS RESIDUALES DE
ROCAS METAMORFICAS
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LA FOLIACION FAVORECE LA
ALTERACION FISICA.
LAS JUNTAS Y LA FOLIACION FAVORECEN LA FORMACION
DE PERFILES MUY PROFUNDOS DE METEORIZACION.
ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ
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LOS NEISES METEORIZAN A ARENAS DE
GRANO
-MICACEAS
GRANO MEDIO
MEDIO-MICACEAS
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LOS ESQUISTOS SON MUY FISILES Y PUEDEN FORMAR
PERFILES MUY PROFUNDOS DE METEORIZACION
SUELOS RESIDUALES DE ROCAS SEDIMENTARIAS
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FRACTURAS
TAMA
ÑO DE LOS GRANOS
TAMAÑO
CEMENTANTE
MINERAL DE ARCILLA
ESTRATIFICACION
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EN LAS LUTITAS APARECE UNA CAPA SUPERIOR
MUY BLANDA COMPLETAMENTE DESINTEGRADA.
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EN LAS LUTITAS LAS FALLAS GENERALMENTE OCURREN
POR ZONAS PLANAS MUY DEBILES.
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EN
LAS
LUTITAS
EL
BUZAMIENTO
DE
LA
ESTRATIFICACION AFECTA EN FORMA DETERMINANTE
LA ESTABILIDAD.
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EN LAS INTERCALACIONES DE ARENISCAS Y LUTITAS.
LA METEORIZACION ES MAYOR CERCA AL CONTACTO DE
LOS DOS MATERIALES.
DESLIZAMIENTOS EN SUELOS RESIDUALES DE CALIZAS
ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ
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EN LAS CALIZAS LA METEORIZACION ES CONTROLADA
POR EL PROCESO DE DISOLUCION EN AGUA.
ELABORÓ : JAIME SUAREZ DIAZ
EN LAS CALIZAS LOS PERFILES
DE METEORIZACION PUEDEN SER
PROFUNDOS SI HAY HUMEDAD
PERMANENTE
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EN LAS CENIZAS Y ROCAS VOLCANICAS LA ALTA
POROSIDAD FAVORECE LA FORMACION DE PERFILES
PROFUNDOS DE METEORIZACION.
LOS SUELOS RESIDUALES SON MATERIALES
EXTRAORDINARIAMENTE DIFICILES DE
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•ANALIZAR
•MODELAR
•MANEJAR