MARCO TEORICO

SUELO

El suelo es una mezcla de materiales, materia orgánica, bacteria, agua y aire. Se forma por la acción de la temperatura, el agua, el viento y por la descomposición de un proceso químico y físico de los animales y las plantas sobre las rocas. Estos factores descomponen las rocas en partículas muy finas y así forman el suelo.

PERFIL DE UN SUELO

GEOLOGÍA REGIONAL

La geología regional es una rama de las ciencias geológicas que se ocupa de la configuración geológica de cada continente, país, región o de zonas determinadas de la Tierra.

GEOLOGIA LOCAL

Los estudios geológicos locales comprende básicamente una roca de base o sustrato sobre la cual evolucionó el paisaje y un conjunto de unidades litoestratigraficas y edafoestratigráficas (relacionadas con el tipo de suelos), producto de esa evolución.

TALUD

Es cualesquier superficie inclinada con respecto a la horizontal que haya de adoptar permanentemente las estructuras de tierra, bien sea en forma natural o como consecuencia de la intervención humana en una obra de ingeniería. Los taludes se dividen en naturales como las laderas y artificiales como cortes y terraplenes.

Las obras de infraestructura lineal (carreteras y ferrocarriles) canales, conducciones y explotaciones mineras, y en general cualquier construcción que requiera una superficie plana en una zona de pendiente, o alcanzar una profundidad determinada por debajo de la superficie, precisan la excavación de taludes.

Es un desmonte si da lugar a un talud

Trincheras si la excavación presenta un talud a cada lado

Los taludes se construyen con pendiente más elevada que permite la resistencia del terreno, manteniendo unas condiciones aceptables de estables.

El diseño de taludes es uno de los aspectos más importantes de la ingeniería geológica, pues está presente en la mayoría de las actividades constructivas o extractivas.

ELEMENTOS DE UN TALUD

En el talud o ladera se definen los siguientes elementos:

ALTURA Es la distancia vertical entre el pie y la cabeza, la cual se presenta claramente definida en taludes artificiales pero es complicada de cuantificar en las laderas debido a que el pie y la cabeza no son accidentes topográficos bien marcados

PIE Corresponde al sitio de cambio brusco de pendiente en la parte inferior CABEZA O ESCARPE Se refiere al sitio de cambio brusco de pendiente en la parte

superior ALTURA DE NIVEL FREATICO Distancia vertical desde el pie del talud o ladera hasta el

nivel de agua medida debajo de la cabeza PENDIENTE Es la medida de la inclinación del talud o ladera. Puede medirse en grados,

en porcentaje o relación m/1 , en la cual m es la distancia horizontal que corresponde a una unidad de distancia vertical.

En general los taludes en ingeniería civil alcanzan alturas máximas de 40 o 50m, y se proyectan para ser estables o a largo plazo.

Los taludes permanentes para la construcción de infraestructuras o con fines de edificación se diseñan para ser estables o a largo plazo, precisando medidas de estabilización complementarias cuando sea posible realizar excavaciones con las alturas y ángulos requeridos, por motivos económicos o de otro tipo.

Fallas geológicas

Una falla es una grieta en la corteza terrestre. Generalmente, las fallas están asociadas con, o forman, los límites entre las placas tectónicas de la Tierra.

Tipos de falla de taludes.

Según Varnes (1978) tenemos los siguientes tipos de fallas comunes en los taludes:

• Caídas (“Falls”) • Vuelco (“Topple”) • Deslizamiento (“Slides”) • Escurrimiento (“Spread”)• Flujo (“Flow”)

FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA ESTABILIDAD DE UN TALUD

Naturaleza del material que forma el talud Propiedades físicas y de resistencia de los materiales Cargas sobre el talud Presencia de aguas subterráneas Combinación de los elementos estructurales del talud Altura e inclinación del talud

ROCA

Las rocas son agregados de diversos minerales, aunque, en ocasiones, pueden estar formadas por un único mineral. Las rocas se pueden formar de muy diversas maneras y a distintas profundidades. Una vez formadas, afloran. La mayoría de ellas se encuentran por toda la superficie terrestre.

Para estudiarlas, dividimos las rocas en tres grandes grupos, según como se han formado:

Rocas ígneas: formadas por la solidificación del magma Metamórficas: formadas por transformación de otros tipos

Sedimentarias: originadas a partir de los materiales de la erosión acumulados en una zona concreta

FORMACION GEOLOGICA

Una formación o formación geológica es una unidad litoestratigráfica formal que define cuerpos de rocas caracterizados por unas propiedades litológicas comunes (composición y estructura) que las diferencian de las adyacentes. Es la principal unidad de división litoestratigráfica. Pueden asociarse en unidades mayores (grupos), subdividirse (miembros) o diferenciarse unidades menores significativas (capas).

FORMACION AZOGUES

Hay una interdigitacion en la base con la formación Loyola. La secuencia esta predominada por areniscas tobaceas, gruesas, de color café, pero los depósitos de limolita y arcilla generalmente no tiene más de 1m. de espesor. Un conglomerado basal bien desarrollado puede encontrarse donde la formación ha propasado los subyacentes. La unión superior con la Guapan es gradacional. El espesor máximo se ha estimado en 280 m.

Arenisca

tobacea

Su composición

química es variable

Roca sedimentaria detrítica combinada con

roca ígnea de coloración obscuro, cuyo

tamaño de grano se encuentra

comprendido entre 1/16 y 2 mm

LimolitaFilosilicatos,

cuarzo, calcedonia y

calcita

Roca sedimentaria detrítica compactada

con un tamaño de partículas comprendido

entre 0,06 y 0,004 mm.

Lutita Su composición

química es variable

Roca sedimentaria detrítica compuesta por

partículas del tamaño de la arcilla y del

limo. Estas rocas detríticas de grano fino

Conglomerado

BasalticoPlagioclasas y piroxeno

Roca volcánica sedimentaria oscura

compuesta por cantos redondeados de

tamaño superior a 2 mm (rudita), si los

cantos son angulosos se denominan

brechas. , que suele formarse en dorsales

oceánicas

Geología Local: La geología local es la que se refiere al estudio de un lugar particular como son las características de su corteza terrestre, sus estructuras y la relación de las rocas que las forman. Taludes: Un talud es una superficie inclinada respecto a la horizontal que han de adoptar permanentemente las estructuras de tierra, bien sea en forma natural o como consecuencia de la intervención humana en una obra de ingeniería. Los taludes se dividen en naturales (laderas) o artificiales (cortes y terraplenes).

Los taludes se construyen con la pendiente más elevada que permite la resistencia del terreno, manteniendo unas condiciones aceptables de estabilidad.

El diseño de taludes es uno de los aspectos más importantes de la ingeniería geológica, pues está presente en la mayoría de las actividades constructivas o extractivas.

Elementos de un talud:

1) Altura: Se define como altura a la distancia vertical entre el pie y la cabeza, la cual se encuentra en taludes artificiales.

2) Pie: Es el cambio brusco de pendiente en la parte inferior.

3) Cabeza o escarpe: Es el cambio brusco de pendiente en la parte superior.

4) Altura de nivel freático: Distancia vertical desde el pie del talud o ladera hasta el nivel de agua medida debajo de la cabeza.

5) Pendiente: Es la medida de la inclinación del talud, la cual se mide en grados o en porcentajes.

6) Coeficiente de Seguridad: La tarea del ingeniero encargado de analizar la estabilidad de un talud es determinar el factor de seguridad. En general, el factor de seguridad se define como

Dónde:

FSs = factor de seguridad con respecto a la resistenciaτ f = resistencia cortante promedio del sueloτ d = esfuerzo cortante promedio desarrollado a lo largo de la superficie potencial de falla.

El factor de seguridad se asume que es igual para todos los puntos a lo largo de la superficie de falla, por lo tanto este valor representa un promedio del valor total en toda la superficie de falla.

Fallas geológicas: Una falla geológica es una discontinuidad de la corteza terrestre que ocurre de forma natural por la propagación de una fractura en una estructura de roca de la corteza por la aplicación de una energía cinética en dicho cuerpo, generalmente proveniente del calor generado en el núcleo de la Tierra o por el enfriamiento y calentamiento de la litósfera por su interacción con la energía proveniente del Sol. En términos generales, a mayor calor el comportamiento de la litósfera será plástico, mientras que a mayor enfriamiento se favorece la formación de fracturas.

Tipos de Fallas Geológicas:

Fallas normales: Las fallas normales se producen en áreas donde las rocas se están separando (fuerza tractiva), de manera que la corteza rocosa de un área específica es capaz de ocupar más espacio. Las rocas de un lado de la falla normal se hunden con respecto a las rocas del otro lado de la falla. Las fallas normales no crean salientes rocosos. En una falla normal es posible que se pueda caminar sobre un área expuesta de la falla.

Fallas Inversas: Las fallas inversas ocurren en áreas donde las rocas se comprimen unas contra otras es decir producen fuerzas de compresión, de manera que la corteza rocosa de un área ocupe menos espacio.La roca de un lado de la falla asciende con respecto a la roca del otro lado.En una falla inversa, el área expuesta de la falla es frecuentemente un saliente. De manera que no se puede caminar sobre ella.Fallas de empuje son un tipo especial de falla inversa y ocurren cuando el ángulo de la falla es muy pequeño.

Falla de Transformación (De Desgarre): El movimiento a lo largo de la grieta de la falla es horizontal, el bloque de roca a un lado de la falla se mueve en una dirección mientras que el bloque de roca del lado opuesto de la falla se mueve en dirección opuesta.Las fallas de desgarre no dan origen a precipicios o fallas escarpadas porque los bloques de roca no se mueven hacia arriba o abajo en relación al otro.

Con frecuencia el movimiento a lo largo de una falla no ocurre de una sola manera. Una falla puede ser una combinación de una falla de transformación y una normal o inversa. Para complicar aún más estas condiciones, con frecuencia las fallas no son sólo una grieta en la roca, sino una variedad de fracturas originados por movimientos similares de la corteza terrestre. A estas agrupaciones de fallas se les conoce como zonas de fallas.

ROCAS:

Areniscas Tobáceas: Las areniscas tobáceas es una roca sedimentaria detrítica combinada con rocas ígneas de coloración obscuro cuyo tamaño de grano se encuentra comprendido entre 1/16 y 2 mm.

Limonitas: La limonita es el resultado de la frecuente asociación hidratada de goetita (microcristalina y criptocristalina) y lepidocrocita (criptocristalinas) e hidróxidos de hierro. Éstas son capaces de absorber agua y aparecer bajo una forma aparentemente amorfa e hidratada junto con una serie de impurezas. Se origina por alteración de minerales que contienen hierro.Arcilla: La arcilla es un suelo o roca sedimentaria constituida por agregados de silicatos de aluminio hidratados, procedentes de la descomposición de rocas que contienen feldespato, como el granito. Presenta diversas coloraciones según las impurezas que contiene, desde el rojo anaranjado hasta el blanco cuando es pura, el diámetro de las partículas de la arcilla es inferior a 0,002 mm. Se caracteriza por adquirir plasticidad al ser mezclada con agua, y también sonoridad y dureza al calentarla por encima de 800 °C.Lutitas: La lutita es una roca sedimentaria detrítica o clástica de textura pelítica, variopinta; es decir, integrada por detritos clásticos constituidos por partículas de los tamaños de la arcilla y del limo. En las lutitas negras el color se debe a existencia de materia orgánica, si la cantidad de ésta es muy elevada se trata de lutitas bituminosas.Colores gris, gris azulado, blanco y verde son característicos de ambientes de posicionales ligeramente reductores, coloraciones rojas y amarillas representan ambientes oxidantes.Las lutitas son porosas pero poco permeables, porque sus poros son muy pequeños y no están bien comunicados entre ellos, pueden ser rocas madre de petróleo y de gas natural.

Conglomerados: Un conglomerado es una roca sedimentaria formada por cantos redondeados de gran tamaño (> 2mm), unidos por un cemento o una

matriz. Es decir es una masa formada por fragmentos de diversas rocas o sustancias minerales unidos por un cemento. Guijarros: Piedra pequeña redondeada y lisa formada por erosión del agua.

Suelo: Se conoce como suelo la parte superficial de la corteza terrestre, conformada por minerales y partículas orgánicas producidas por la acción combinada del viento el agua y procesos de desintegración orgánica.El suelo está formado por varios componentes: rocas, arena, arcilla, humus o materia orgánica en descomposición, minerales y otros elementos en diferentes proporciones.

Perfil de un suelo: El perfil de un suelo es la ordenación vertical de todos sus horizontes hasta la roca madre. Los horizontes o niveles son capas que se desarrollan en el seno del suelo y que presentan, cada uno de ellos, características diferentes.En un suelo maduro se pueden distinguir bien los niveles u horizontes, que permiten su clasificación y estudio. Los principales horizontes son:

Horizonte A de lixiviado: Contiene pocas sales minerales, ya que son arrastradas hacia abajo por las aguas al infiltrarse. En él se encuentran las raíces de la mayoría de las plantas y se divide, a su vez, en varios estratos. Suele ser oscuro y rico en humus.

Horizonte B de precipitación (subsuelo): Tiene color claro por su pobreza en humus. Presenta una acumulación de sales de calcio, aluminio o hierro procedentes de los niveles superiores.

Horizonte C: Formado por fragmentos procedentes de la meteorización mecánica y/o química de la roca madre subyacente.

Roca Madre: Material original sobre el que se desarrolla el suelo. La roca madre puede ser una roca dura, compacta e impermeable, una roca blanda o materiales sueltos.

Formación Geológica: Una formación geológica es una unidad litoestratigráfica formal que define cuerpos de rocas caracterizados por unas propiedades litológicas comunes es decir que hablan de su composición y estructura que las diferencian de las adyacentes. Es la principal unidad de división litoestratigráfica.  Formación Azogues: La Formación Azogues esta mejor desarrollada a cada lado del sinclinal de Azogues queriendo decir con sinclinal al plegamiento de las capas del terreno en forma de V en el cual los estratos más antiguos envuelven a los más modernos, se extiende desde el Norte de Azogues a cerca de El Valle. Esta puede ser dividida en los miembros Azogues, Guapán y Cochas.La secuencia es dominada por areniscas tobáceas, de grano medio a grueso, con capas de limonitas, arcilla y lutitas dispuestas en pequeñas intercalaciones.Los conglomerados están desarrollados en varios niveles, guijarros bien desarrollados de 1-10 centímetros de diámetro consisten mayormente de rocas ígneas meteorizadas, con guijarros de cuarzo y posiblemente lutitas y calizas de la Yunguilla.El adelgazamiento de la Formación Azogues en el área de Azogues parece ser el resultado de un espesamiento de la Formación Guapán a expensas de las fases de la Formación Azogues. En la región de Santa Ana, las areniscas de la Formación Azogues sobrepasan las Formaciones Loyola y Biblián y descansan discordantemente sobre la Formación Yunguilla, un espesor total de 450 a 500 m es estimado para la Formación Azogues.