Definición de coalescencia

Resistencia al corte de los suelos no cohesivos

Los suelos no Cohesivos son representados por las arenas y piedras, son también llamados Suelos granulares.

La Resistencia al corte de esos suelos se debe principalmente a la fricción entre Las partículas que los componen. De esta forma, la envolvente de resistencia Puede ser expresada por, la cohesión“c” que es nula y el ángulo de fricción Interna“φ”  es el único parámetro de Resistencia .. Los valores de este ángulo,  Varían de prácticamente 0º para arcillas plásticas, cuya consistencia Este próxima a su límite líquido, hasta 45gº o más, para gravas y arenas secas, Compactas y de partículas angulares.

Los principales factores que determinan el Valor del Ángulo de fricción interna “φ” son:

1.Compacidad

Es el principal factor. Cuanto mayor es la compacidad (o menor índice       de vacíos), mayor es el esfuerzo necesario para romper la estructura de las partículas y, Consecuentemente, mayor el valor de “φ”.

2.Granulometría

En las arenas bien graduadas las partículas Menores ocupan los vacíos formados por las partículas mayores, conduciendo a Una distribución más estable, con mayor resistencia. Además de eso, las arenas Más gruesas tienden a disponerse naturalmente en forma más compacta, debido al Peso propio de cada partícula. Es t o hace que, en general, el valor de “φ” Sea Un poco mayor en las arenas gruesas y piedras.

3.Forma de las Partículas

Más redondeadas ofrecen menos resistencia que las Partículas más Irregulares. Por lo tanto, estas últimas presentan “φ” mayor.

4.Humedad

La humedad del suelo tiene pequeña influencia En la resistencia de las arenas. Esto se debe al hecho del agua funcionar como Un lubricante en los contactos entre las partículas, disminuyendo el valor de “φ”. Además de eso, cuando la arena está parcialmente saturada, surgen Tensiones capilares entre las partículas, lo que provoca que aparezca una Pequeña cohesión, llamada cohesión aparente. Por lo tanto esta cohesión Desaparece cuando el suelo está saturado o seco.

Efecto de las vibraciones y terremotos

Los efectos que producen los terremotos son a Consecuencia del paso de las ondas sísmicas a través de las rocas terrestres y De su llegada a la superficie. Estos efectos podrían poner en riesgo la vida, Salud y la seguridad de nuestras familias.

Hay 4 posibles efectos: Licuación, Derrumbes, Amplificación y Tsunami.

·Licuación o licuefacción

Proceso En el cual el suelo durante un terremoto se comporta como un fluido denso (como Si fuera arena movediza), más que como un sólido, reduciendo su capacidad de Carga. Los suelos al estar saturados con agua, pierden su resistencia, y cuando Son sometidos a la sacudida de un terremoto, pierden la estabilidad. Los Edificios y casas flotan sobre un lodo saturado en agua. El sedimento cae y el Agua que satura el suelo tiende a salir como una fuente que brota a borbotones, Como burbujas de arena. La licuación puede ocurrir en terrenos poco consolidados O suelos arcillosos. Esta situación ocurre en los lechos de ríos, playas, Dunas, y áreas donde se han acumulado arenas y sedimentos arrastrados por el Viento o el agua. Los daños físicos pueden ser severos a los puentes, Edificios, carreteras, túneles, ciudades enteras, entre otros.

·Derrumbes

En el Caso de terremoto, los derrumbes ocurren porque las vibraciones del terreno Ocasionan que la masa de tierra se desplome o derrumbe. Las aceleraciones que Producen las ondas sísmicas tienen un efecto de gravedad sobre las pendientes, Aumentando y disminuyendo el peso de la tierra. Estos procesos son complejos Pero pueden inducir que la pendiente ceda. En las montañas estos procesos son Peores porque aumenta la magnitud de la aceleración. En estas zonas los derrumbes Son múltiples y súbitos. Las rocas caen en forma precipitada, y si hay Licuación, que ocasionan fisuras y hundimiento del suelo, los efectos de los Derrumbes son más devastadores.

·Amplificación

Proceso En el cual la intensidad y duración de las vibraciones por el terremoto Aumentan en suelos blandos. Mientras la vibración de las ondas sísmicas se Propaga hacia la superficie, puede ser amplificada, dependiendo de la Naturaleza de la roca, especialmente por el tipo de suelo, y la profundidad de Su estrato. Un estrato de suelo blando, dependiendo de su profundidad, puede Generar una amplificación de la onda sísmica en 1.5-6 veces más de la que Sucede en la roca. Por lo tanto, los daños de los terremotos tienden a ser Mayores en sitios con suelos blandos y la intensidad del terremoto será mayor.

Estructura el suelo

La agregación del suelo puede Asumir diferentes modalidades, lo que da por resultado distintas estructuras de Suelo. La circulación del agua en el suelo varía notablemente de acuerdo con la Estructura; por consiguiente, es importante que conozca la estructura del suelo Donde se propone construir una granja piscícola. Aunque quizás no pueda Recopilar toda está información por cuenta propia, los técnicos especializados Del laboratorio de análisis de suelos podrán suministrársela después de Examinar las muestras de suelo no alteradas que tome. Le podrán decir si la Estructura del suelo es mala o buena (poros/canales capilares, red, etc.). También podrán ofrecerle información sobre el grado de circulación del agua o La permeabilidad.

Descripción de La estructura del suelo

La forma más Provechosa de describir la estructura del suelo es en función del grado (grado De agregación), la clase (tamaño Medio) y el tipo de agregados (forma). En Algunos suelos se pueden encontrar juntos distintos tipos de agregados y en Esos casos se describen por separado. En los párrafos siguientes se explicarán Brevemente los diversos términos que se utilizan más comúnmente para describir La estructura del suelo. Esto le ayudará a hacerse un juicio más acertado sobre La calidad del suelo donde piensa construir los estanques piscícolas. También Le permitirá aprender a definir la estructura del suelo al examinar un perfíl De éste.

Grados de Estructura del suelo

Por definición, Grado de estructura es la intensidad de agregación y Expresa la diferencia entre la cohesión*
Dentro de los agregados y la adhesividad*
Entre ellos. Debido a que estas propiedades varían según el contenido de Humedad del suelo, el grado de estructura debe determinarse cuando el suelo no Esté exageradamente húmedo o seco. Existen cuatro grados fundamentales de Estructura que se califican entre O y 3:

0. Sin estructura

Condición en la que no existen agregados visibles o bien no hay un ordenamiento Natural de líneas de debilidad, tales como:

• Estructura de aglomerado (coherente) Donde todo el horizonte del suelo aparece cementado en una gran masa.

• Estructura de grano simple (sin Coherencia) donde las partículas individuales del suelo no muestran Tendencia a agruparse, como la arena pura.

1.Estructura débil

Está deficientemente formada por agregados indistintos apenas visibles. Cuando Se extrae del perfíl, los materiales se rompen dando lugar a una mezcla de Escasos agregados intactos, muchos quebrados y mucho material no agregado.

2.Estructura moderada

Se caracteriza por agregados bien formados y diferenciados de duración Moderada, y evidentes aunque indistintos en suelos no alterados. Cuando se Extrae del perfíl, el material edáfico se rompe en una mezcla de varios Agregados enteros distintos, algunos rotos y poco material no agregado.

3.Estructura fuerte

Se caracteriza por agregados bien formados y diferenciados que son duraderos y Evidentes en suelos no alterados. Cuando se extrae del perfíl, el material Edáfico está integrado principalmente por agregados enteros e incluye algunos Quebrados y poco o ningún material no agregado.

Clases y tipos De estructura del suelo

Por definición, La clase de estructura Describe el tamaño medio de los agregados individuales.
En relación con el tipo de estructura de suelo de donde proceden los agregados, Se pueden reconocer, en general, cinco clases distintas que son las siguientes:

• Muy fina o muy delgada;
  
• 
  Fina o delgada;
• 
  

  Mediana

• 
  Gruesa o espesa;
  
• 
  Muy gruesa o muy espesa;
  

Por definición, El  tipo  de estructura Describe la forma o configuración De los agregados individuales.
Aunque Generalmente los técnicos en suelos reconocen siete tipos de estructuras del Suelo, sólo usaremos cuatro tipos. Estos se clasifican del 1 al 4, de la forma Siguiente:

1.Estructuras granulares y migajosas:
 son partículas individuales de arena, limo y arcilla Agrupadas en granos pequeños casi esféricos. El agua circula muy fácilmente a Través de esos suelos. Por lo general, se encuentran en el horizonte A de los Perfíles de suelos;

2.Estructuras en Bloques o bloques subangulares

 son partículas de suelo que se agrupan en bloques casi Cuadrados o angulares con los bordes más o menos pronunciados. Los bloques Relativamente grandes indican que el suelo resiste la penetración y el Movimiento del agua. Suelen encontrarse en el horizonte B cuando hay Acumulación de arcilla.

Estructuras prismáticas y columnares:
 son Partículas de suelo que han formado columnas o pilares verticales separados por Fisuras verticales diminutas, pero definidas. El agua circula con mayor Dificultad y el drenaje es deficiente. Normalmente se encuentran en el Horizonte B cuando hay acumulación de arcilla;

Estructura laminar:

 se Compone de partículas de suelo agregadas en láminas o capas finas que se acumulan Horizontalmente una sobre otra. A menudo las láminas se traslapan, lo que Dificulta notablemente la circulación del agua. Esta estructura se encuentra Casi siempre en los suelos boscosos, en parte del horizonte A y en los suelos Formados por capas de arcilla
*

Ensayo triaxial no consolidado no drenado

A este ensayo se lo denomina también ensayo rápido (Q) donde no se permite en ningún momento el drenaje. La Probeta no es consolidada, por lo tanto no se disipa la presión de poros Durante la aplicación de la presión isotrópica de cámara s₃ en la etapa de saturación.

Después de establecer la presión de confinamiento en la cámara, se conecta La prensa para aplicar la carga axial, se deben tomar lecturas de los Deformímetros de deformación y de carga a intervalos regulares, de este último Hasta que se produzca la falla o hasta que la deformación alcance un valor Considerable (aproximadamente 20%). El incremento del esfuerzo desviador es Bastante rápido, lo que permite que no se disipe la presión de poros y los Resultados puedan solo expresarse en términos de esfuerzo total. La duración Del ensayo es de 10 a 15 minutos.

Este ensayo se usa para determinar el parámetro de resistencia no Drenado c_u y es adecuado para arcillas saturadas. En condiciones no drenadas, los suelos saturados presentan un esfuerzo de corte Crítico que tiende a mantenerse constante para cualquier valor del esfuerzo Normal. Un aumento en el esfuerzo axial ocasiona un aumento semejante en la Presión de poros, por lo tanto el esfuerzo efectivo normal permanece constante. En una serie de ensayos no drenados efectuados bajo esfuerzos desviadores Diferentes en probetas saturadas con el mismo suelo, los círculos de esfuerzos De Mohr para la combinación de esfuerzos de falla describirán la envolvente de Falla no drenada. La intersección de la envolvente con el eje de corte define El valor de la cohesión no drenada del suelo (c_u). Este Parámetro de resistencia del suelo aparentemente es constante. Sin embargo, se Deben notar dos condiciones importantes relacionadas con cualquier valor Observado de c_u. Primero el valor es relevante sólo para Una masa de suelo sin drenado y segundo que el valor solo corresponde para un Determinado contenido de humedad y volumen específico, por lo que se obtendrá Un valor distinto para un diferente contenido de humedad y volumen específico.

Para poder dibujar el círculo de Mohr de esfuerzos es indispensable determinar los esfuerzos principales s₁ y s₃. Durante el ensayo triaxial (UU), Se recolectan periódicamente valores de los deformímetros que controlan el Anillo de carga y la deformación de la probeta (DL). La deformación Vertical e, es calculada con la Siguiente expresión:

Donde:

e = Deformación vertical Del espécimen de suelo.

ΔL = Deformación del Espécimen registrado por el deformímetro.

L₀ = Longitud inicial del Espécimen de suelo.       

La carga P que transmite el vástago a la probeta de Suelo es el producto de la medida que registra el deformímetro ubicado en el Anillo de carga multiplicado por el factor de calibración del anillo, es decir:

P = (Lectura del deformímetro)·(Factor de calibración Del anillo).

Ensayo Triaxial consolidado drenado

A este ensayo se lo conoce también como ensayo Lento (S). El drenaje se permite en las dos últimas etapas, de este modo se tiene Una consolidación bajo la presión de cámara y el exceso de presión de poro se Disipa durante la aplicación lenta del esfuerzo desviador. En la primera etapa se satura la muestra completamente De agua, en la segunda esta es consolidada bajo una presión isotrópica de Cámara y en la tercera etapa se aplica una carga axial, que va incrementándose A un ritmo suficientemente lento para que no se presente un incremento en la Presión de poros. Con un drenado total y una velocidad adecuada, se asegura que La presión de poros en la muestra permanezca constante, entonces el incremento En el esfuerzo efectivo es igual al incremento del esfuerzo total (Δσ’ = Δσ). Se utiliza la válvula C para vigilar la presión de poros, con la válvula A y Las lecturas de los deformímetro que controlan la carga y la deformación Vertical se mide el cambio de volumen de la probeta. El objetivo del ensayo es determinar los Parámetros de resistencia efectivos c' y Φ' del suelo.

Para Determinar los esfuerzos principales y dibujar el círculo de esfuerzo de Mohr Se procede de la misma manera que para el caso del ensayo UU.

Obteniendo De la curva mostrada en la Figura 6.56 el esfuerzo desviador de falla (σ_d)_f que Puede ser el valor pico o crítico, se Determina el esfuerzo principal mayor con la expresión:

(σ'₁)_f = (σ'₃)_f + (σ_d)_f

El esfuerzo principal Menor efectivo de falla (σ'₃)_f, será el Esfuerzo isotrópico aplicado en la cámara para la consolidación de la probeta. Para Trazar la envolvente de falla y determinar los parámetros de resistencia Efectivos, se deben trazar tres círculos

Mohr

Criterios de Falla Mohr-Coulomb Mohr (1900) presentó una teoría sobre la ruptura de los Materiales. Dicha teoría afirma que un material falla debido a una combinación Crítica de esfuerzo normal y esfuerzo cortante, y no solo por la presencia de Un esfuerzo máximo normal o bien de un esfuerzo máximo cortante. Por lo cual, La relación entre un esfuerzo normal y un esfuerzo cortante sobre un plano de Falla se expresa en la Ecuación 1. (1) Donde: τf = esfuerzo cortante sobre el Plano de falla σ = esfuerzo normal sobre el plano de falla La envolvente de Falla definida por la ecuación es una línea curva. Para la mayoría de los Problemas de mecánica de suelos, es suficiente aproximar el esfuerzo cortante Sobre el plano de falla como una función lineal del esfuerzo normal, lo cual se Conoce como el Criterio de falla Mohr-Coulomb como se presenta en la Ecuación 2. (2) Donde: c = cohesión φ = ángulo de fricción interna.