ÁBACO PARA CALCULO DE ESFUERZO VERTICAL

ÁBACO PARA CALCULO DE ESFUERZO VERTICAL

Se han visto aspectos relacionados con las deformaciones de un suelo sometido a la acción de fuerzas externas (caso del edómetro), y se ha integrado el efecto del agua a su comportamiento; igualmente se han definido los límites y estudiado las relaciones de fase del suelo, visto como una estructura trifásica, compuesta por sólidos, agua y aire.

En el estudio de capilaridad (Sección 6.1.3), se vio el efecto de contracción de un suelo arcilloso por pérdida de agua. También en la sección 4.1 se discutió la actividad de las arcillas, ligada al estado plástico del suelo, por depender de la cantidad de agua adsorbida sobre las partículas del suelo.

La utilidad de los límites es importante para clasificar suelos, pero también cuando se tienen que resolver problemas geotécnicos relacionados con los cambios de volumen por la variación de humedad en el suelo, frecuentes en taludes conformados por suelos arcillosos que sufren secado por el calor y el viento, se contraen, se agrietan y sufren la inestabilidad por deshidratación. Un suelo activo, expuesto a variaciones de humedad, puede desencadenar problemas de ingeniería por su inestabilidad volumétrica.

Pero el comportamiento de un suelo sometido a esfuerzos, no es el mismo cuando la velocidad e intensidad de los esfuerzos varía. La consolidación enseña que, un suelo que responde rígidamente a una carga súbita e instantánea, responderá plásticamente, ante una carga de largo plazo, en virtud de un proceso de drenaje que es controlado por la permeabilidad del suelo.

Estructura del suelo y esfuerzos

La fábrica textural del suelo, tiene dos posibilidades extremas: es floculada como los suelos marinos que presentan contacto borde–cara, gracias a fuerzas de atracción eléctrica, o dispersa cuando las partículas se disponen paralelas, porque se repelen eléctricamente. Al cargar un suelo, los desplazamientos por deformación de carga tienden a desplazar las partículas y los enlaces electroquímicos pueden deshacerse, para que la fábrica estructural quede
dispuesta en forma paralela.

El comportamiento mecánico dependerá de la estructura del suelo. El suelo floculado ofrece mayor permeabilidad, alta resistencia y baja compresibilidad, gracias a las fuerzas electroquímicas entre las partículas.

a. Presión:

Con el aumento de la presión, aumenta la resistencia al esfuerzo cortante, disminuye la compresibilidad y se reduce la permeabilidad. Lo contrario, cuando disminuye la presión de confinamiento de un suelo, después de retirar cargas (de suelo u otras). Si el suelo está en equilibrio, bajo la misma presión que ha experimentado en su historia geológica, se denomina suelo normalmente consolidado (NC). En el canal de Panamá, las lutitas de los taludes fallaron porque, después de las excavaciones, perdieron la resistencia al cortante.

b. Tiempo:

Esta variable también influye en el comportamiento, como las presiones, la humedad y las condiciones del medio. El agua puede salir por efecto de las cargas, y los esfuerzos son asumidos por el suelo. Las reacciones químicas y otros procesos de degradación, requieren tiempo, y también la velocidad de aplicación de las cargas condicionan el tipo de respuesta del suelo.

c. Agua:

Los dos efectos principales sobre el suelo, causados por el agua, son: la reducción de la cohesión entre las partículas arcillosas y la modificación de los esfuerzos del suelo al aumentar la presión de poro “U” y disminuir el esfuerzo efectivo “´”. La arcilla, en estado seco es resistente y sumergida no.

d. El entorno:

También puede condicionar y modificar el comportamiento: la naturaleza del fluido intersticial y la temperatura de una arcilla sedimentaria o compactada, pueden variar en el tiempo. Si la arcilla era marina, por lixiviación, el flujo primitivo se hace menos salino y con ello, se reduce la fuerza de atracción electrostática entre partículas del suelo, variando su resistencia al corte, la arcillas sensitivas, que son de elevada susceptibilidad a los fenómenos de lixiviación, son de naturaleza marina, depositadas en alto grado por floculación; pero si el lavado reduce los enlaces cara borde, la arcilla tiende a la dispersión y el suelo, a presentar fallas por cortante.

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