Énfasis en Geotecnia (modalidades de investigación y profundización) Comportamiento del suelo Modelos idealizados de un depósito de suelo. Propiedades asociadas a las condiciones geológicas. Propiedades asociadas al estado y a la historia de esfuerzos. Propiedades asociadas al estado de deformaciones. Propiedades que involucran la variable tiempo. Propiedades asociadas al estado de falla. Ensayos de laboratorio: alcances y limitaciones. Modelación de las curvas esfuerzodeformación. Resistencia y estabilidad en diferentes etapas de la vida de un proyecto geotécnico. Suelos no saturados. Suelos residuales. Suelos tropicales. Suelos volcánicos. Identificación visual de suelos. Contenido de humedad. Gravedad específica. Granulometría por tamizado y por hidrómetro. Límites de Atterberg Actividad. Consolidación unidimensional ensayo convencional. Consolidación unidimensional ensayo especial. Compresión inconfinada. Ensayo de compresión triaxial UU sobre arcillas. Triaxial CU sobre arcillas. Triaxial CD sobre arenas. Ensayo de corte directo sobre arenas. Ensayos de succión: papel de filtro y psicrómetro. Ensayos de expansión: expansión libre, expansión controlada y presión de expansión. Modelación física. Geología para ingenieros Principios básicos de la geología física y la geología estructural. Principios de mineralogía e identificación de minerales formadores de roca. Clasificación petrográfica. Geología estructural. Procesos naturales. Tipos de suelo y su distribución natural. Hidrogeología. Geomorfología, fotointerpretación y análisis de mapas geológicos. Caracterización y clasificación de macizos rocosos. Amenazas de origen natural y su impacto en las obras de ingeniería. Influencia de los factores geológicos sobre las obras de ingeniería. Adicionalmente habrá salidas de campo de un día de duración. Ingeniería de fundaciones/ Estabilidad de taludes Investigación del suelo. Tipología de cimentaciones. Cimentaciones superficiales. Cimentaciones profundas. Sistemas placa pilotes. Cimentaciones en roca. Cimentaciones sobre suelos especiales. Cimentaciones sometidas a cargas dinámicas. Cimentaciones en las normas. Consideraciones constructivas. Además de las horas de clase, se harán algunas visitas a cimentaciones en construcción. Estabilidad de taludes Consecuencias Socio económicas de los deslizamientos. Clasificación de movimientos de falla del Comunicaciones y Mercadeo
terreno. Mecanismos de falla de taludes. Evaluación y reducción de amenazas por deslizamientos, investigaciones de campo. Resistencia al corte en suelos y rocas. Análisis de estabilidad. Medidas correctivas de deslizamientos, instrumentación, control y mantenimiento de taludes. Se ilustraran las aplicaciones de las bases teóricas y los procedimientos prácticos a las condiciones ambientales y geotécnicas colombianas con atención especial a suelos tropicales y residuales, coluviones y talus, lutitas y otros materiales de alta degradabilidad, acumulaciones de desechos térreos, clima y sismicidad. Investigación del suelo Planeamiento de la investigación recursos. Exploración directa y muestreo. Calidad de muestras. Investigación in situ. Ensayos y pruebas in situ. Introducción general a la geofísica. Justificación y planeamiento de programas de instrumentación. Tipos de mediciones e instrumentos más comunes. Métodos de análisis en geotecnia Temas: Los problemas en Geotecnia y los métodos de solución. Mecánica del continuo Teoría de la Elasticidad; Esfuerzos y deformaciones, ecuaciones constitutivas. Ecuaciones de Navier. Ecuaciones constitutivas de Beltrami Michel. Función de tensión de Airy. Plasticidad; Criterios (Von Misses, Tresca, Mohr Coulomb, Diagrama de Rendulic, etc). Elastoplasticidad; Ecuación de Estado Límite. Modelos de Prandtl Reuss y Modelo de Cam Clay. Aguas subterráneas Conceptos básicos y definiciones de la hidrogeología. Exploración de aguas subterráneas. Principios básicos de la química del agua subterránea, Teoría elemental del flujo del agua subterránea en los medios porosos. Perforación de pozos profundos para la exploración y explotación de las aguas subterráneas. Hidráulica de captaciones de agua subterránea. Relación entre las aguas superficiales y las aguas subterráneas. Introducción a los modelos numéricos hidrogeológicos. Introducción a la contaminación de acuíferos. Dinámica de suelos Conceptos básicos de sismología y terremotos. Vibraciones de sistemas elementales. Fundamentos de la propagación de ondas. Propiedades dinámicas de los suelos. Microzonificación sísmica y respuesta dinámica local del suelo. Licuación de suelos granulares. Fundaciones sometidas a cargas dinámicas. Estabilidad dinámica de taludes y muros de contención. Se programarán prácticas de ensayos dinámicos de campo. Comunicaciones y Mercadeo
Diseño de estructuras de pavimento Temas: Definición de estructuras típicas de pavimentos, composición y funciones de las capas. La variable transito. Propiedades mecánicas de los materiales empleados en pavimentos. Métodos de diseño de pavimentos flexibles para carreteras. Métodos de diseño de pavimentos rígidos. Diseño de pavimentos de adoquines. Evaluación de los pavimentos en Servicio. Fallas en los Pavimentos y Diseño de Refuerzos. El entorno ambiental Temas: Definición de los estudios de Impacto Ambiental y Desarrollo Sostenible. Licencias ambientales Decreto 1753. Estudios de factibilidad y estudios de impacto ambiental, planeación, desarrollo y términos de referencia. Definición del área de estudio. Descripción del ambiente base, factores ambientales. Metodologías para la evaluación de impactos ambientales. Modelos. Tipificación de los impactos. Análisis de riesgo. Consideraciones económicas. Participación Comunitaria. Planes de manejo. Corrección y mitigación de impactos Elementos finitos Solución de problemas de ingeniería geotécnica por el método de los elementos finitos. Se desarrolla el método para diferentes situaciones con el fin de permitir al estudiante comprender las limitaciones en cada situación, por un lado, y la formulación general del método, para otras situaciones. Estructuras de contención Desarrollo histórico. Sistemas de contención. Factores geológicos y geotécnicos. Criterios de diseño de estructuras de contención. Presiones de tierras. Sistemas de gravedad. Muros pantalla. Suelo reforzado. Sistemas híbridos. Soporte lateral de estructuras de contención. Instrumentación y monitoreo. Movimientos del terreno. Construcción, mantenimiento y rehabilitación. Además de las horas de clase, se harán algunas visitas a la ejecución de excavaciones profundas y a la construcción de estructuras de contención. Estructuras de tierra o roca Temas: Selección y caracterización de materiales para rellenos y presas de tierra. Procedimientos de compactación y construcción de rellenos y presas. Análisis de estabilidad y deformación de terraplenes y presas. Sistemas de calidad durante la construcción. Análisis económico de los rellenos. Instrumentación y monitoreo. Comunicaciones y Mercadeo
Ingeniería de fundaciones / Estabilidad de taludes Ingeniería de fundaciones : Investigación del suelo. Tipología de cimentaciones. Cimentaciones superficiales. Cimentaciones profundas. Sistemas placa pilotes. Cimentaciones en roca. Cimentaciones sobre suelos especiales. Cimentaciones sometidas a cargas dinámicas. Cimentaciones en las normas. Consideraciones constructivas. Además de las horas de clase, se harán algunas visitas a cimentaciones en construcción. Estabilidad de taludes: Temas: consecuencias Socio económicas de los deslizamientos. Clasificación de movimientos de falla del terreno. Mecanismos de falla de taludes. Evaluación y reducción de amenazas por deslizamientos, investigaciones de campo. Resistencia al corte en suelos y rocas. Análisis de estabilidad. Medidas correctivas de deslizamientos, instrumentación, control y mantenimiento de taludes. Se ilustraran las aplicaciones de las bases teóricas y los procedimientos prácticos a las condiciones ambientales y geotécnicas colombianas con atención especial a suelos tropicales y residuales, coluviones y talus, lutitas y otros materiales de alta degradabilidad, acumulaciones de desechos térreos, clima y sismicidad. Ingeniería de rocas Propiedades físicas y mecánicas de los materiales rocosos. Deformabilidad y resistencia de la roca intacta y del macizo rocoso. Estado natural de esfuerzos. Discontinuidades. Clasificaciones geomecánicas y caracterización del macizo rocoso. Descripción de un afloramiento. Exploración del subsuelo. Ensayos de campo y de laboratorio. Distribución de esfuerzos. Capacidad portante y asentamientos. Excavación, sostenimiento y mejoramiento de macizos rocosos. Estabilidad de excavaciones. Además de las horas de clase, se programarán salidas de campo. Interacción suelo estructura Comportamiento de cimentaciones ante cargas verticales. Comportamiento de pilotes ante cargas estáticas horizontales. Fundamentos de propagación de ondas. Respuesta de sitio campo libre. Modelación del suelo. Ecuaciones fundamentales de movimiento de estructuras. Modelación de estructuras Materiales para carreteras Temas: Conceptos fundamentales relacionados con los suelos y materiales de subrasante, agregados, ligantes bituminosos, cemento Portland, Geosintéticos y otros agentes estabilizadores de suelos. En cada caso se evalúan las características, propiedades y comportamiento de estos materiales; de manera individual o combinados, de acuerdo con la aplicación de que se trate, en Comunicaciones y Mercadeo
mezclas convencionales, mezclas especiales y estabilizaciones. Normas de ensayo de Materiales y especificaciones. Mecánicas de rocas Temas: Caracterización, propiedades índice y clasificación geotécnica e rocas. Sistemas de clasificación de macizos rocosos. Efecto de escala, esfuerzos in situ. Propiedades ingenieriles de las rocas, permeabilidad, resistencia al corte, mecanismos de deformación y fractura. Ensayos de laboratorio. Criterios y mecanismos de falla. Mejoramiento de Suelos Conceptos básicos de mejoramiento de suelos. Inclusiones rígidas. Columnas de gravas vibro remplazo. Vibro flotación. Congelación de suelos. Soil mixing. Drenes verticales. Inyecciones sólidas. Selección de los sistemas adecuados. Métodos numéricos en geotecnia Diferencias finitas. Elementos finitos. Aplicación de programas básicos de computador para la solución de problemas de flujo subterráneo, consolidación, asentamientos de cimentaciones y deformación de excavaciones. Seminario sobre casos históricos en geotecnia Destacados consultores y constructores presentarán obras de ingeniería de fundaciones (mejoramiento del suelo, excavaciones, muros de contención, cimentaciones superficiales y profundas, etc.) que muestren avances y enseñanzas en este campo a escalas local, nacional y mundial, para edificios, estructuras industriales, puentes, puertos, muelles y estructuras de contención. Sistemas de información geográfica Temas: Marco legal de los SIG. Principios básicos y el concepto de Información Geográfica. Componentes del SIG, clases y manejo de datos. Entrada de datos espaciales y no espaciales. Análisis y Modelamiento. Funciones de análisis implementadas en los SIG (vector y raster). Sensores Remotos. Estructura de datos. Uso de histogramas. Mejoramientos y realces. Clasificación de imágenes. Georreferenciacion. Comunicaciones y Mercadeo