Caracterización geomecánica de los suelos de Iztapalapa, México, para evaluar el fracturamiento causado por deformación diferencial

Dora Carreón Freyre, Marcos González Hernández, Mariano Cerca, Raúl Gutiérrez Calderón, C. Alejandra Jiménez Sánchez

In the proceedings of: GEO2011: 64th Canadian Geotechnical Conference, 14th Pan-American Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 5th Pan-American Conference on Teaching and Learning of Geotechnical Engineering

Session: Geoenvironmental Engineering

ABSTRACT: The area covered by the municipality of Iztapalapa is located within the Basin of Mexico formed by the interaction of faults and volcanic activity. According to the geotechnical zonation of the city, the Iztapalapa area mainly includes lacustrine and hills areas. The higher elevations in the Iztapalapa area correspond to volcanic rocks that outcrop in the Sierra de Santa Catarina, Cerro de la Estrella, and Peñon del Marques. The valley is composed of volcanic and pyroclastic materials interbedded with fluvial and lacustrine sediments. The rapid weathering of volcanic ashes generates a pumicite rich soil with clay incipient minerals similar to gels. The clays of Mexico City are well known because of their complex mechanical behaviour. Understanding this behaviour and it´s origine is of the uppermost importance for an accurate assessment of ground deformation. We present a systematic characterization of the physical and the mechanical properties of clayey materials associated to the fluvio-lacustrine processes of the recent history of Iztapalapa.

RESUMEN: El área cubierta por la Delegación Iztapalapa está localizada dentro de la Cuenca de México, formada por la interacción de fallas y actividad volcánica. De acuerdo a la zonificación geotécnica de la ciudad, el área de Iztapalapa comprende principalmente zonas lacustres y de lomas. Las elevaciones en Iztapalapa corresponden a rocas volcánicas que afloran en la Sierra de Santa Catarina, Cerro de la estrella y el Peñón del Marques. La zona del valle está constituida por secuencias de depósitos piroclásticos intercalados con sedimentos fluviales y lacustres. La rápida alteración de ceniza volcánica genera suelos pumiciticos y minerales incipientes arcillosos similares a geles. Las arcillas de la Ciudad de México son conocidas por la complejidad de su comportamiento mecánico. El entendimiento del comportamiento de los materiales y de sus causas es de gran importancia para la adecuada evaluación de la deformación del terreno. En este estudio se presenta la caracterización sistemática de propiedades físicas y mecánicas de materiales arcillosos asociados a los procesos fluvio-lacustres de la historia reciente de Iztapalapa. 1 INTRODUCCION Una frecuente problemática en las zonas urbanas de México se asocia con la subsidencia y fracturamiento del subsuelo. Estos fenómenos se agudizan cada vez más y su origen se debe a diversos procesos tanto de origen natural (heterogeneidad de materiales de origen lacustre, fluvial y volcánico y eventual presencia de fallas geológicas activas); como antropogénico (explotación excesiva de los mantos acuíferos). La combinación de estos procesos puede originar que los materiales geológicos se deformen de manera diferencial. Los primeros reportes de subsidencia del terreno en la Ciudad de México abarcan desde finales del siglo XIX con una tasa de hundimiento variable entre 3 y 5 cm/año, actualmente se presenta una tasa de 5 a 7 cm al año (Díaz, 2006); lo que ha provocado que en algunas zonas existan grandes asentamientos. Una de las zonas con mayor hundimiento de la Ciudad es la planicie lacustre de la Delegación Iztapalapa, en donde se asocia comúnmente con el fracturamiento del subsuelo. Este fenómeno fue reportado desde la década de los 60 del siglo pasado; a finales de la década de los 80 y principios de los 90 se iniciaron estudios de cartografía, geotecnia e ingeniería geológica de las fracturas en zonas específicas de la Delegación. El presente trabajo pretende lograr un mejor entendimiento de las condiciones de deformación de los materiales lacustres de la Delegación Iztapalapa y de su relación con el fracturamiento causado por asentamientos diferenciales. 2 ANTECEDENTES La Ciudad de México cubre un área aproximada de 9,600 km2 y se ubica sobre una planicie lacustre rellena de materiales de origen fluvio-lacustre y volcánico, que constituyen secuencias heterogéneas en composición y estructura. En la zona de Iztapalapa, se puso en operación la primera etapa de aprovechamientos de agua en 1957, con un bombeo de 0.5 m3/s, en los alrededores

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