Depósitos Geológicos y Sedimentarios

Depósitos Coluviales

Formados por la erosión del agua, su alteración es muy cercana al sitio de origen. Se caracterizan por fragmentos angulosos y heterogéneos de tamaño grueso. Se encuentran en suelos con problemas de inestabilidad.

Distribución de Horizonte

• Por encima del Nivel Freático (NF):
  • 0 m: Limos arcillosos con cantos.
  • 2.5 m: Arenas limosas con algún canto.
  • Cantos en matriz arcillolimosas.
• Debajo del NF (5 m): Pizarras alteradas.

Depósitos Aluviales

Formados por materiales transportados de tamaños muy heterogéneos. Los cantos presentan bordes redondeados. Pueden depositarse desde arcillas hasta bloques. Son de gran ayuda para material de construcción.

Distribución de Horizonte

• Arriba (0 m): Rellenos antrópicos, gravas, limos, arenas y gravas.
• Debajo (5-10 m): Gravas gruesas, limos arcillosos, arenas y limos.

Depósitos Lacustres

Formados por materiales transportados de grano fino (limos y arcillas), además de un alto contenido de materia orgánica. Regularmente, los suelos son blandos.

Distribución de Horizonte

• Arriba (0 m): Limos arcillosos blandos.
• NF: Nivel Freático en el medio.
• Debajo (10-20 m): Arcillas grises compactas, arcillas con niveles orgánicos blandos, arcillas oscuras con laminaciones blandas.

Depósitos Litorales

Formados por la acción mixta de ambientes continentales y marinos. Predominan las arenas finas y limos, además de materia orgánica y carbonatos. Su característica principal es la alta compresibilidad.

Distribución de Horizonte

• 0 m: Costra calcárea, limos y arenas finas.
• 5 m: Arenas finas y sueltas.
• NF (10 m): Limos compactos.

Depósitos Glaciares

Formados por la acción del hielo o agua de deshielo. Contienen desde grandes bloques y gravas gruesas hasta arcillas. Son suelos vulnerables a los incrementos de presión producidos por lluvias y deshielo.

Distribución de Horizonte

• Arriba (0 m): Arenas, limos con gravas, cantos y bolos.
• NF: Nivel Freático.
• Debajo (15-30 m): Arenas limo arcillosas, grandes bolos, arcillas limo arenosas, gravas y cantos.

Depósitos de Climas Áridos

Son suelos primordialmente finos con baja humedad y baja materia orgánica. Las arcillas que contienen algunas veces son expansivas y la erosión es muy alta. Presentan un gran ataque químico por sales (cloruros y sulfatos). Riesgos geotécnicos asociados: inestabilidades, colapsos, movilidad en dunas, ataques por sales, hinchamientos y colapsos.

Depósitos Evaporíticos

Formados por precipitación química de sales (cloruros o sulfatos). Producen reacción química al concreto, cambios de volumen y problemas de hundimiento cuando se produce la disolución.

Depósitos de Climas Tropicales

Caracterizados por altas temperaturas y alta humedad, lo que genera una intensa meteorización química. Se forman lateritas al precipitarse altos contenidos de Fe (Hierro) y Al (Aluminio).

Distribución de Horizonte

• 0 m: Laterita con cemento ferruginoso.
• 10 m: Arenas limosas rojas con nódulos.
• 20 m: Saprolito (rocas basálticas alteradas).

Depósitos Volcánicos

Pueden ser residuales por alteración de materiales infrayacentes, resultando en depósitos limo arcillosos.

Suelos Especiales y Problemáticos

Arcillas Expansivas

Suelos que absorben mucha agua, típicos de zonas áridas y semiáridas.

Suelos Dispersivos

Aquellos donde las fuerzas de repulsión de las partículas son mayores que las de atracción. Una vez que se encuentran en agua, los agregados se separan.

Suelos Salinos y Agresivos

Suelos con alto contenido de sales que resultan muy agresivos contra el concreto, así como contra las armaduras (rebar).

Suelos Colapsables

Presentan poca cohesión y una estructura muy abierta. Inicialmente son depositados por vía acuosa o eólica. Al aumentar la humedad, cambia la condición original y colapsan.

Permafrost

Suelos formados por congelamiento permanente. Cuando la temperatura asciende, este se comporta como un gel.

Suelos Licuables y Fenómeno de Licuefacción

Suelos con contenido predominante areno-limoso en estado saturado. Al experimentar esfuerzo cortante, se produce un aumento de las presiones intersticiales. En este caso, el material pasa de sólido a líquido con rapidez: la presión efectiva se anula, los granos dejan de estar en contacto, desaparece la resistencia al corte y se comporta como líquido. Este fenómeno provoca la falla de taludes.

Condiciones de Ocurrencia y Propiedades

• Ejemplos Históricos: Terremoto de Niigata (1964), Alaska (1964).
• Sismicidad: La licuefacción tiene lugar en zonas con terremotos de magnitud (M) igual o mayor a 5.5, con una aceleración (a) mayor a 0.2g.
• Profundidad: No se han dado licuefacciones por debajo de 15 m.
• Nivel Freático (NF): La susceptibilidad es alta si el NF está a poca profundidad (inferior a 3 m). Por debajo de 5 m, la susceptibilidad es muy baja.

Propiedades Típicas de Suelos Susceptibles

• Grado de Saturación (S) = 100%.
• Diámetro medio ($D_{50}$): Entre 0.05 y 1.0 mm.
• Coeficiente de Uniformidad ($C_u$): Menor a 15.
• Contenido de finos: Inferior al 10%.
• Bajo grado de compactación (SPT N): $N < 10$ (para profundidades menores a 10 m) y $N < 20$ (para profundidades mayores a 10 m).

Estimación de Susceptibilidad (Método Yegian-Whitman)

El método de Yegian-Whitman permite estimar la susceptibilidad de licuefacción (ILP):

$$ILP = \frac{Sc_{terremoto}}{Sc_{suelo}}$$

El valor de la tensión al corte debida a terremoto ($Sc$) se estima mediante la siguiente fórmula:

$$Sc = \frac{e^{(0.5M)} \cdot H}{(R+17)} \cdot \sigma’_{v}$$

Donde:

• $M$: Magnitud del terremoto.
• $H$: Profundidad (en pies).
• $R$: Distancia al foco (en millas).
• $\sigma’_{v}$: Esfuerzo efectivo vertical.