Conceptos básicos sobre suelos y propiedades geotécnicas
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Suelo: parte superficial de la corteza terrestre
El suelo es la parte superficial de la corteza terrestre, que proviene de la desintegración o alteración física y química de las rocas y de los residuos de las actividades de los seres vivos que se asientan sobre ella.
Roca: agregado cristalino heterogéneo de más de una especie mineral
La roca es un agregado cristalino heterogéneo de más de una especie mineral, que presenta los mismos caracteres de conjunto en un área de cierta extensión de la corteza terrestre (matriz rocosa).
Macizo rocoso: conjunto constituido por una o varias matrices rocosas
El macizo rocoso es el conjunto constituido por una o varias matrices rocosas que presentan una determinada estructura, está afectada por un cierto grado de alteración y por una serie de discontinuidades y puede tener agua.
Arcilla: volumen de huecos hasta 98%
La arcilla es un volumen de huecos hasta el 98%, se retrae al secarse, tiene una cohesión muy marcada, es plástica y si se aplica carga comprime lentamente. Además, es poco o muy poco permeable y muy compresible.
Arena: volumen de hasta 50%
La arena es un volumen de hasta el 50%, no se retrae al secarse, tiene una cohesión despreciable, no es plástica y si se aplica carga comprime al instante. Además, es permeable y mucho menos compresible que la arcilla.
Porosidad: relación entre el volumen de huecos y el volumen total del elemento considerado
La porosidad es la relación entre el volumen de huecos y el volumen total del elemento considerado.
Índice de huecos o de poros: relación entre el volumen de huecos y el volumen de sólidos
El índice de huecos o de poros es la relación entre el volumen de huecos y el volumen de sólidos.
Contenido de humedad afecta diversas propiedades del suelo
El contenido de humedad afecta la estabilidad volumétrica, resistencia mecánica (la humedad la reduce), permeabilidad, durabilidad y compresibilidad del suelo.
Peso específico de las partículas
El peso específico de las partículas es la relación del peso del elemento considerado por unidad de volumen.
Peso específico aparente seco
El peso específico aparente seco es la relación entre el peso de sólidos de la muestra (sin considerar el agua que tenga) y el volumen aparente que ocupan.
Peso específico aparente saturado
El peso específico aparente saturado es la relación entre el peso de sólidos más el peso de agua de los huecos (suponiendo el suelo saturado) y el volumen aparente del elemento de referencia.
Peso específico aparente
El peso específico aparente es la relación entre el peso de la muestra y su volumen aparente.
Peso específico del agua
El peso específico del agua es el fluido intersticial.
Humedad (w)
La humedad (w) es la relación entre el peso del agua que contiene la muestra y el peso de sus sólidos, a determinar por secado en estufa.
Grado de saturación (Sr)
El grado de saturación (Sr) es la relación entre el peso del agua que contiene la muestra y el que contendría si estuviera saturado (Wsat).
Coeficiente de uniformidad (Cu)
El coeficiente de uniformidad (Cu) es la relación entre el diámetro correspondiente al tamiz por el que pasa un 60% del material y el diámetro correspondiente al tamiz por el que pasa el 10%. Si Cu < 5, el suelo tiene una granulometría uniforme; si Cu > 20, el suelo está bien graduado.
Coeficiente de curvatura (Cc)
El coeficiente de curvatura (Cc) es el cociente entre el cuadrado del diámetro por el que pasa el 30% de las partículas y el producto del diámetro por el que pasan el 10% (diámetro eficaz) por el diámetro por el que pasan el 60% de las partículas contenidas en un suelo.
Límites de Atterberg
Los límites de Atterberg son contenidos de humedad del suelo, para suelos finos. Se establecen 3 estados: líquido (límite líquido WL(u)), plástico (límite plástico Wp(LP)) y semisólido (límite de retracción WR(LR)). También se encuentra el estado sólido.
Elipsoide de tensiones
El elipsoide de tensiones es el lugar geométrico de los extremos de los vectores tensión en un punto correspondientes a los infinitos planos que pasan por él.
Presión efectiva
La presión efectiva es la presión promedio intergranular en un área, no la real de contacto grano a grano.
Perdida de carga
La pérdida de carga es la pérdida de energía en un fluido debido al rozamiento generado en su circulación.
NF
NF es el lugar geométrico de los puntos del suelo donde la presión del agua en los poros es igual a la atmosférica del terreno.
Acuíferos
Los acuíferos se clasifican como formaciones geológicas: acuíferos (gravas, arenas, calizas), acuitardos (arenas limosas, acuicluidos (arcillas)) y acuífugos (granito, gneis). También se clasifican por su hidráulica y estructura: acuífero libre (NF), semiconfinado y confinados o cautivos (NP).
Capilaridad
La capilaridad es la ascensión del agua en el suelo por encima del NF.
Flujos de agua en excavaciones
Para solucionarlo podemos: aumentar longitud de pantalla, bombear, drenar, inyectar para impermeabilización total o parcial.
Compactación de suelos
Compactar un suelo consiste en disminuir su volumen de huecos con el fin de aumentar su densidad seca. Para ello aplicamos energía de compactación.
Ensayo de compactación Proctor
El ensayo de compactación Proctor permite determinar la densidad seca máxima de un terreno en relación con su grado de humedad y obtener las curvas de compactación. Hay 2 ensayos: Proctor normal y modificado.
Consolidación
La consolidación es un proceso por el que un suelo saturado, al ser sometido a una carga de compresión, disminuye su volumen mediante la expulsión de agua de sus poros. Se distinguen 3 tipos: consolidación inicial, primaria (por expulsión de agua) y secundaria.
Expansividad
La expansividad es la capacidad que poseen algunos minerales arcillosos para producir hinchamientos o retracciones debido a cambios de humedad. A estas arcillas se las conoce como arcillas expansivas. Los factores que condicionan el fenómeno de expansividad son propiedades intrínsecas al suelo, compensación electroquímica del agua y la interacción agua-arcilla, y factores ajenos al suelo.
Colapso en suelos
El colapso en suelos se produce por la reducción de volumen de un suelo a cambios en su estructura generados por agentes externos. Estos suelos se caracterizan por tener baja densidad seca, baja o nula plasticidad, baja capacidad portante y elevados valores de colapso por inundación. Ejemplos de estos suelos son los limos.