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INGENIERÍA EN MINAS
TALUDES
NOMBRE: Margarita Lagos Osses Katherine Sandoval Castillo Yenderi Mamani Challapa Danilo Rojas Figueroa Francisco Aguilar Ayala Christopher Zúñiga BurquezCARRERA: Ingeniería en MinasASIGNATURA: Geología EstructuralPROFESOR: Ing. Ricardo Salfate CabreraFECHA: Viernes 02 de Octubre 2015
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ContenidoTALUDES....................................................................................................................................1-1
1.........................................................................................................................................................2
2 INTRODUCCIÓN..........................................................................................................................3
3 OBJETIVOS..................................................................................................................................4
3.1 General...............................................................................................................................4
3.2 Específicos..........................................................................................................................4
4 DESCRIPCIÓN DE TALUDES.........................................................................................................5
4.1 PARTES DE UN TALUD.........................................................................................................5
5 INESTABILIDAD DE TALUDES DE SUELO......................................................................................6
5.1 DESLIZAMIENTOS...............................................................................................................6
5.1.1 Deslizamientos traslacionales.....................................................................................6
5.1.2 Deslizamientos rotacionales.......................................................................................7
6 IDENTIFICACIÓN DEL TIPO DE FALLA..........................................................................................7
6.1 TIPOS DE ENSAYOS.............................................................................................................8
6.1.1 Ensayos de campo......................................................................................................8
6.2 ENSAYO DE LABORATORIO.................................................................................................9
6.2.1 Ensayos de clasificación..............................................................................................9
6.2.2 Ensayo de resistencia.................................................................................................9
7 ESTABILIDAD DE LOS TALUDES...................................................................................................9
7.1 ANÁLISIS DE LA ESTABILIDAD.............................................................................................9
7.1.1 Factores desestabilizadores y medidas de estabilización.........................................10
8 CONCLUSIÓNES........................................................................................................................12
9 GLOSARIO.................................................................................................................................13
10 BIBLIOGRAFÍA.......................................................................................................................16
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2 INTRODUCCIÓN
En la asignatura de Geología, se contempla el estudio y compresión de las teorías
sobre, el comportamiento del subsuelo y todo lo referente a fenómenos relacionados con
empuje de masa de suelos como es el caso de los taludes.
Es por ello que se desarrolla este informe para entregar toda la información referente al
tema.
Los taludes están contemplados como accidentes geográficos que podemos encontrar en
cualquier lugar, ya que son masa de tierra que posee cambios de altura (desnivel).
Pueden ser de origen natural o antrópico, clasificándose en varios tipos
.Este trabajo enfatiza en el análisis y estudio de los taludes de tierra enfocado en todos
sus aspectos, principalmente, en la vulnerabilidad frente a la inestabilidad debido
a diferentes factores que se presentan en cada tipo de talud y en las diferentes soluciones
que se pueden desarrollar para ello.
Schuster y Kockelman (1996) proponen una serie de principios generales y metodologías
para la reducción de amenazas de deslizamiento utilizando sistemas de prevención, los
cuales requieren de políticas del Estado y de colaboración y conciencia de las
comunidades.
Sin embargo, la eliminación total de los problemas no es posible mediante métodos
preventivos en todos los casos y se requiere establecer medidas de control para la
estabilización de taludes susceptibles a sufrir deslizamientos o deslizamientos activos.
La estabilización de deslizamientos activos o potencialmente inestables es un trabajo
relativamente complejo, el cual requiere de metodologías de diseño y construcción.
Este trabajo trata sobre la inestabilidad, estabilidad del y los diversos métodos para
estabilizar un talud sin entrar en tanto detalle en cada uno de ellos, pero sin perder objetividad.
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3 OBJETIVOS
3.1 General
Adquirir todos los conocimientos referentes a taludes.
3.2 Específicos
Definir que es un talud y todas las partes que lo conforman.
Definir los diferentes tipos de taludes que tienen importancia para la mecánica de suelos.
Estudiar los ensayos que permiten clasificar los tipos de fallas que caracterizan a los diferentes taludes.
Dar a conocer los factores más relevantes que aumentan el nivel de inestabilidad de un talud.
Estudiar las soluciones que existentes a partir del tipo de factor que afecta al talud.
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4 DESCRIPCIÓN DE TALUDESUn talud es una masa de tierra que no es plana sino que posee pendiente o cambios de
altura significativos. En general, se puede definir dependiendo de su origen deformación;
como ladera cuando su conformación tuvo como origen un proceso natural y, corte
cuando se conformó artificialmente y de terraplenes. Otra definición válida para talud es
pendiente de un muro, la que es más gruesa en el fondo que en la parte superior de éste,
de modo que así resista la presión de la tierra tras él, acumulados por la erosión al pie de
un acantilado o de una vertiente abrupta.
4.1 PARTES DE UN TALUDEl talud está constituido por una serie de partes, las cuales son:
Cuerpo: La masa de tierra que constituye, el talud. En su interior es posible encontrar la
presencia de más de un tipo de suelo, discontinuidades, agua con nivel freático, entre
otras.
Escarpe Principal: Corresponde a una superficie muy inclinada a lo largo de la periferia
del área en movimiento, causado por el desplazamiento del material fuera del terreno
original. La continuación de la superficie del escarpe dentro del material forma la
superficie de falla.
Escarpe Secundario: Una superficie muy inclinada producida por
desplazamientos diferenciales dentro de la masa que se mueve.
Cabeza: Las partes superiores del material que se mueve a lo largo del contacto
entre el material perturbado y el escarpe principal.
Cima: El punto más alto del contacto entre el material perturbado y el escarpe
principal.
Corona: El material que se encuentra en el sitio, prácticamente inalterado y
adyacente a la parte más alta del escarpe principal.
Superficie de falla: Corresponde al área debajo del movimiento que delimita el
volumen de material desplazado. El volumen de suelo debajo de la superficie de
falla no se mueve.
Pie de la superficie de falla: La línea de interceptación (algunas veces tapada)
entre la parte inferior de la superficie de rotura y la superficie original del terreno.
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Base: El área cubierta por el material perturbado abajo del pie de la superficie de
falla.
Punta: El punto de la base que se encuentra a más distancia de la cima.
5 INESTABILIDAD DE TALUDES DE SUELOLa inestabilidad de taludes se traduce en una serie de movimientos, clasificados en base
a distintos criterios.
En general, la mayoría de los taludes tienden a degradarse a una forma más estable, y
bajo ese punto de vista, la inestabilidad equivale a la tendencia a moverse.
Los tipos de movimientos que se originan con mayor frecuencia, de acuerdo con los
mecanismos que se producen en diferentes materiales, son las masas de suelo.
A los movimientos relacionados con las masas de suelo se denominan deslizamientos.
5.1 DESLIZAMIENTOSLos deslizamientos se producen al superarse la resistencia al corte del material por los
esfuerzos de corte, y tienen lugar a lo largo de una o varias superficies o a través de una
franja relativamente estrecha del material. Generalmente, las superficies de deslizamiento
son visibles o pueden deducirse razonablemente.
La velocidad con que se desarrollan estos movimientos es variable, dependiendo de la
clase de material involucrado. El movimiento puede ser progresivo, produciéndose
inicialmente una rotura local, que suele no coincidir con la superficie de rotura general,
causada por una propagación de la primera. La masa desplazada puede deslizar a una
distancia variables de la superficie original de rotura, pero quedándose en el terreno
natural y marcando éste una superficie de separación bien definida.
5.1.1 Deslizamientos traslacionalesEn este tipo de deslizamientos la masa de terreno se desplaza hacia afuera y abajo, a lo
largo de una superficie más o menos plana o suavemente ondulada, con pequeños
movimientos de rotación. Comúnmente el movimiento de la masa deslizada hace que ésta
quede sobre la superficie original del terreno.
Los deslizamientos traslacionales están controlados por discontinuidades influyendo la
variación de la resistencia al corte entre .estratos de diferente naturaleza, diferente grado
de meteorización, distintos tipos rente grado de meteorización, distintos tipos de relleno
en discontinuidades, etc.
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El progreso de estos deslizamientos tiende a ser indefinido, siempre que la inclinación
dela superficie de deslizamiento sea lo suficientemente grande, y la resistencia al corte
inferior a las fuerzas desestabilizadoras.
5.1.2 Deslizamientos rotacionalesTienen lugar a lo largo de una superficie de deslizamiento interna, de forma
aproximadamente circular y cóncava. El movimiento tiene una naturaleza más o menos
rotacional, alrededor de un eje dispuesto paralelamente al talud.
La velocidad de estos movimientos varía de lenta a moderada, teniendo gran influencia la
inclinación de la superficie de rotura en el pie del deslizamiento. Si el perfil de la superficie
deslizada se inclina hacia el monte, se mejora el equilibrio en la masa inestable,
decreciendo el momento inductor .y pudiéndose llegar a detener el deslizamiento
.Al poseer un deslizamiento de superficie circular da origen a tres tipos diferentes de falla
a partir de la parte del talud donde se produce la rotura, los cuales son:
Falla de base o profunda: Se produce en arcillas blandas. La parte superior del
talud desciende, mientras que el terreno a nivel situado posterior al pie del talud se
levanta.
Falla de Pie de Talud: Se produce en taludes de gran pendiente y en suelos que tienen
un ángulo de fricción interna apreciable. La parte superior del talud desciende, mientras
que el terreno situado cerca del pie del talud se desplaza hacia afuera.
Falla de Talud: Es un caso especial de la falla de pie de talud en el que la
presencia de un estrato duro limita la extensión de la superficie de falla.
6 IDENTIFICACIÓN DEL TIPO DE FALLALas fallas se presentan en diferentes tipos de suelos por lo que no es tan fácil identificarla
de manera inmediata, por lo que es necesario desarrollar una serie de ensayos que
ayudarán a discernir la falla a la cual estamos presentes. La obtención de información
necesaria consta las siguientes fases:
En la primera fase se debe recopilar la información disponible (oral y escrita)
acerca del sitio de estudio, desde relatos de eventos pasados por parte de los
lugareños, hasta estudios geológicos y geotécnicos previos, incluidos los planos
topográficos, pluviosidad y sismicidad de la zona.
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La segunda fase es el trabajo de campo en el cual se ejecutan ensayos en el sitio
y se obtienen muestras de suelo.
La tercera fase consiste en el trabajo de laboratorio para determinar las
propiedades y características del material mediante ensayos de caracterización y
resistencia, para posteriormente identificar el tipo de falla.
6.1 TIPOS DE ENSAYOS6.1.1 Ensayos de campoEn el campo se busca obtener la mayor cantidad de información posible. Para lograr este
objetivo es necesario realizar los ensayos que mejor se relacionen con el tipo de suelo
presentes, ya que a partir de ellos y mediante correlaciones desarrolladas a lo largo del
tiempo se pueden inferir ciertas propiedades de los materiales en estudio. Algunos de los
ensayos para la caracterización de suelos son:
Calicatas: Son excavaciones que permite observar con detalle la estratificación
del suelo y el acceso directo para tomar muestras o incluso poder realizar ensayos
in situ. Sin embargo este ensayo no se puede realizar a gran profundidad (5metros
máximos), lo que hace que no sea factible su ejecución en algunos taludes, ya que
poseen una falla superior a los 5 metros de profundidad o al ser tan inclinado el
talud tiene un mayor nivel de inestabilidad, al montar el equipo necesario hace que
este aumente las fuerzas desestabilizadoras, provocando deslizamiento.
Sondajes: Son agujeros de pequeño diámetro que permiten registrar la resistencia
o compactación del tipo de suelo a analizar. Existen diferentes técnicas de
perforaciones, pero en el caso de taludes las más utilizadas son:
o Prueba de penetración estándar - SPT (ASTM-1586) : Este ensayo consiste
en hundir una serie de barras de acero terminadas en un cilindro
hueco muestreado(cuchara normal) dentro del suelo mediante golpes
repetidos de una masa (63,5Kg) cayendo a 76 (cm) de altura.
En este ensayo se cuantifican los números de golpes que son necesarios
para hundir30 (cm) del muestreado, este valor numérico de
golpes se correlacionan empíricamente con la resistencia del suelo,
logrando así determinar la superficie de falla del talud.8
o Prueba de penetración de cono - CPT (ASTM D-3441) : Este ensayo
permite medir la resistencia a la penetración de un cono en el subsuelo,
tanto de la parte inferior del cono como en las paredes de una extensión
cilíndrica.
6.2 ENSAYO DE LABORATORIOEn el laboratorio se busca identificar el tipo de material con el que se está tratando y
establecer los parámetros del suelo (resistencia) requeridos para los análisis posteriores.
6.2.1 Ensayos de clasificaciónLo primero que se debe realizar en el laboratorio es identificar visualmente las muestras
de suelo de los sondajes y calicatas para prever el tipo y número de ensayos posteriores.
A continuación se identifican los ensayos más frecuentes para clasificar suelos:
o Granulometría por tamizado: Para determinar la proporción del tamaño de
las partículas que componen dicha muestra.
o Límites de Atterberg: Se definen arbitrariamente y determinan el contenido
de humedad del suelo en diferentes estados.
o Peso unitario: Para medir el peso del suelo en un determinado volumen.
o Gravedad específica: Para medir la densidad de las partículas que
componen el suelo.
6.2.2 Ensayo de resistenciaEstos ensayos tienen por finalidad estimar la resistencia del suelo, sea de un suelo
drenado o no drenado previamente, un claro ejemplo de ello es el ensayo triaxial.
7 ESTABILIDAD DE LOS TALUDES7.1 ANÁLISIS DE LA ESTABILIDADLos métodos de equilibrio límite son los encargados de analizar las masas que podrían
ser inestables y consisten en la comparación de las fuerzas que apoyan al movimiento y
las que se resisten a este a lo largo de una superficie de rotura.
Las fuerzas que resisten al movimiento son la cohesión y la fricción del material, y las
fuerzas que apoyan los movimientos del talud se denominan factores de
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desestabilización. Los análisis que proporcionan el valor de estas fuerzas se denomina
factor de seguridad.
Se determina la estabilidad por el factor de seguridad mediante los siguientes criterios:
Si F.S. ≤ 1.07, El talud casi siempre falla.
Si 1,07 < F.S. ≤ 1.25, El talud a veces falla.
Si F.S. > 1.25, El talud casi nunca falla.
7.1.1 Factores desestabilizadores y medidas de estabilizaciónLa inestabilidad de un talud y la consecuente formación de deslizamientos, puede estar
originada por numerosos y distintos factores, o por la combinación de estas. Cabe
destacar que existen cuatro factores que poseen mayor importancia (geométricos,
hidrogeológicos, cargas y erosión).
La susceptibilidad de una masa de terreno a deslizar entendida esta palabra en su sentido
más amplio y no como referencia al fenómeno de inestabilidad conocido como
deslizamiento depende, básicamente, de los siguientes factores:
Geología y Tectónica. Si las fracturas ligadas a la tectónica tienen una inclinación
desfavorable, aun en ausencia de agua, pueden producirse inestabilidades. Lo
mismo se podría decir en relación con las fallas, la degradación que pueden sufrir
los materiales situados en sus proximidades, es también una causa muy frecuente
de producción de inestabilidades.
Geometría: Altura e inclinación.
Sobrecargas puntuales o distribuidas en coronación de taludes o en laderas.
Constituyen ejemplos típicos los rellenos, escombreras, acumulaciones de
materiales en general, estructuras, etc.
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Cambios en el contenido de agua del suelo. La saturación de los materiales que
constituyen una ladera natural o un talud después de un período de lluvias, implica
un incremento de peso de la masa potencialmente inestable y una menor
resistencia al corte.
Cambios en las condiciones de circulación de aguas profundas. La excavación de
un talud puede dar lugar a unos elevados gradientes de circulación de las aguas
subterráneas para adaptarse a las nuevas condiciones geométricas establecidas,
y por lo tanto a una variación de las presiones intersticiales existentes.
Meteorización. Son muy numerosos los materiales que ante agentes físicos,
químicos o atmosféricos sufren importantes transformaciones de comportamiento.
En el caso de las rocas es bastante conocida en España la transformación del
granito en Jabre.
Sacudidas sísmicas, voladuras y vibraciones. Los movimientos de tierra
producidos por cualquiera de las causas anteriores, originan un cambio temporal
del estado de esfuerzos existente en una masa de terreno que puede afectar a la
estabilidad de la misma. En el caso de arenas finas saturadas es frecuente que se
produzca el fenómeno de la licuefacción.
Hay que recalcar la gran importancia que tiene el agua en la estabilidad de un talud.
Es quizá el principal agente desencadenante de gran número de movimientos de
inestabilidad, debido a la disminución de resistencia a que da lugar y al aumento de
presiones intersticiales.
La asociación entre movimientos y períodos lluviosos es ampliamente conocida en el
mundo entero.
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8 CONCLUSIÓNES
1. Los taludes son estructuras que poseen múltiples partes las cuales determinan o,
más bien dicho, dejan en claro el vestigio de su comportamiento.
2. Cada tipo de talud posee diferente comportamiento, por lo tanto, se debe
considerar y estudiar para cada uno diferentes métodos de estabilización.
3. Los taludes son estructuras que poseen un gran nivel de inestabilidad, por lo cual,
se debe estar monitoreando constantemente, ya que se debe considerar que el
comportamiento de este bajo ciertos factores tendrá distintos resultados.
4. En el momento que se desee estudiar un talud se debe tener muy presente el tipo
de ensayos que se requiera realizar, porque no todos los ensayos son aplicables
para todos los taludes. Un claro ejemplo de esto son los ensayos de calicatas, los
cuales no son aplicables a todo los taludes debido a la poca profundidad que
posee.
5. No todas las medidas de estabilización para un cierto factor son aplicables a todos
los tipos de taludes. Por ejemplo, si tenemos un talud con una falla profunda que
se encuentra afectado por una sobre carga, no se podrá instalar un muro de
gravedad, pero sí en el caso que tengamos una falla de pie.
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9 GLOSARIO
1) Talud: En la mina a rajo abierto los bancos se van sucediendo unos a otros en un
plano inclinado que es el talud. El ángulo del talud que se le da a la mina se
determina según las características de la roca (estructura y resistencia), estudios
sísmicos y considerando las condiciones hidrológicas del lugar (lluvias, presencia
de ríos y lagunas).
2) Abra: Hueco, fractura, hendidura o cavidad en la roca.
3) Absorción (geología): Fenómeno observado cuando un mineral pleocroico es
rotado en un plano de luz polarizada. En ciertas posiciones el mineral es más
oscuro que en otras debido a la absorción de la luz.
4) Acarreo: Transporte de mineral
5) Amacizar: acción de remover piedras flojas en taludes o áreas peligrosas.
6) Autoclave (geología): Es el equipo usado en un proceso de oxidación en el cual
se aplican altas temperaturas y presiones para convertir mineralizaciones de
sulfuro refractario en una mena de óxido beneficiable.
7) Barra de canal (geología): Depósito de arena o grava, de forma más o menos
alargada, situado en el curso de una corriente, especialmente de tipo
anastomosado.
8) Buzamiento: inclinación de una veta, falla, dique o capa.
9) Cuadrillero: 1. Minero, trabajador especializado en el avance de las galerías. 2.
Jefe de una cuadrilla de rescate.
10) Desborde: Ampliación de la sección de una labor minera (galerías, tambores,
diagonales u otros).
11) Escarpe de terraza: Talud subvertical o vertical formado en medio o en el límite
de una terraza aluvial como consecuencia del entalle o profundización del río en
los sedimentos.
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12) Estabilidad del talud: Es la resistencia de cualquier superficie inclinada, como las
paredes de una mina a cielo abierto o los cortes de taludes, a fallar.
13) Frente ciego (minería subterránea): Frente de trabajo al que sólo se puede tener
acceso mediante una vía o galería principal (vías que comunican con los túneles o
galerías de acceso, utilizadas para transporte y movilización de material y
personal).
14) Rampa: Un túnel o una galería inclinados que sirve de acceso a las labores
mineras, desde la superficie, o como conexión entre niveles de una mina
subterránea.
15) Subnivel (minería subterránea): Nivel u horizonte de trabajo situado entre los
niveles de trabajo principales.
16) Talud continental: Zona de pendiente del margen continental, continuación de la
plataforma, que desciende desde los 200 m de profundidad hasta los 4.000 m.
17) Angulo de talud externo: corresponde al ángulo formado por la superficie del
talud externo del prisma resistente con el plano horizontal.
18) Dren: Sistema utilizado para deprimir al máximo el nivel freático en el interior del
cuerpo del muro de contención. Este sistema, generalmente, se construye en la
base del muro.
19) Cuerpo: La masa de tierra que constituye, el talud. En su interior es posible
encontrar la presencia de más de un tipo de suelo, discontinuidades, agua con
nivel freático, entre otras.
20) Escarpe Principal: Corresponde a una superficie muy inclinada a lo largo de la
periferia del área en movimiento, causado por el desplazamiento del material fuera
del terreno original. La continuación de la superficie del escarpe dentro del material
forma la superficie de falla
21) Escarpe Secundario: Una superficie muy inclinada producida por
desplazamientos diferenciales dentro de la masa que se mueve.
22) Cabeza: Las partes superiores del material que se mueve a lo largo del contacto
entre el material perturbado y el escarpe principal.
23) Cima: El punto más alto del contacto entre el material perturbado y el escarpe
principal.
24) Corona: El material que se encuentra en el sitio, prácticamente inalterado y
adyacente a la parte más alta del escarpe principal
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25) Superficie de falla: Corresponde al área debajo del movimiento que delimita el
volumen de material desplazado. El volumen de suelo debajo de la superficie de
falla no se mueve.
26) Pie de la superficie de falla: La línea de interceptación (algunas veces tapada)
entre la parte inferior de la superficie de rotura y la superficie original del terreno.
27) Base: El área cubierta por el material perturbado abajo del pie de la superficie de
falla.
28) Punta: El punto de la base que se encuentra a más distancia de la cima.
29) Deslizamientos: Los deslizamientos se producen al superarse la resistencia al
corte del material por los esfuerzos de corte, y tienen lugar a lo largo de una o
varias superficies o a través de una franja relativamente estrecha del material.
30) Deslizamientos traslacionales: En este tipo de deslizamientos la masa de
terreno se desplaza hacia afuera y abajo, a lo largo de una superficie más o
menos plana o suavemente ondulada, con pequeños movimientos de rotación.
31) Deslizamientos rotacionales: Tienen lugar a lo largo de una superficie de
deslizamiento interna, de forma aproximadamente circular y cóncava. El
movimiento tiene una naturaleza más o menos rotacional, alrededor de un eje
dispuesto paralelamente al talud.
32) Falla de base: Se produce en arcillas blandas. La parte superior del talud
desciende mientras que el terreno a nivel situado posterior al pie del talud se
levanta.
33) Falla de pie de talud: Se produce en taludes de gran pendiente y en suelos que
tienen un ángulo de fricción interna apreciable. La parte superior del talud
desciende, mientras que el terreno situado cerca del pie del talud se desplaza
hacia afuera.
34) Falla de Talud: Es un caso especial de la falla de pie de talud en el que la
presencia de un estrato duro limita la extensión de la superficie de falla.
35) Calicatas: Son excavaciones que permite observar con detalle la estratificación
del suelo y el acceso directo para tomar muestras o incluso poder realizar ensayos
in situ.
36) Sondajes: Son agujeros de pequeño diámetro que permiten registrar la resistencia
o compactación del tipo de suelo a analizar
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37) Granulometría por tamizado: Para determinar la proporción del tamaño de las
partículas que componen dicha muestra.
38) Límites de Atterberg: Se definen arbitrariamente y determinan el contenido de
humedad del suelo en diferentes estados.
39) Peso unitario: Para medir el peso del suelo en un determinado volumen
40) Gravedad específica: Para medir la densidad de las partículas que componen el
suelo.
10BIBLIOGRAFÍA
Unidad 3, Estabilidad de Taludes, Suelos II, Profesor Ricardo Riveros.
Manual de Taludes, Instituto Geológico y Minero de España.
Geotecnia de Taludes, libro facilitado por el profesor guía.
Estudio de Caso: Vulnerabilidad de los Sistemas de Agua Potable Frente a Deslizamientos.
Material de apoyo de profesor Héctor Venegas.
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