Procesos de Consolidación y Compactación de Suelos en Geotecnia
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Consolidación de Suelos
La consolidación es el proceso natural mediante el cual, bajo carga o presión, el suelo aumenta el número de unión o agregación de las partículas entre sí de forma paulatina por la lenta expulsión del agua contenida en los poros. Este fenómeno se da principalmente en suelos arcillosos blandos y estudia, mediante leyes hidrodinámicas, cómo se produce dicha expulsión de agua.
Asiento Diferido
El asiento diferido se define como el movimiento que experimentan las construcciones a lo largo de periodos largos de tiempo. El cálculo del asiento total se compone de la siguiente suma: Asiento total = asiento instantáneo + asiento de consolidación + asiento secundario.
El Edómetro
El edómetro es el aparato utilizado para medir la consolidación. Su función principal es pretender idealizar el proceso real de consolidación dentro de un laboratorio.
Compactación de Suelos
La compactación es un proceso artificial por el que se produce una aproximación y reordenación de las partículas del suelo, aumentando su grado de agregación y disminuyendo el volumen, bajo cargas estáticas o, fundamentalmente, mediante el uso de maquinaria.
Diferencias Principales
- Consolidación: Es un proceso natural, ocurre en periodos largos de tiempo y bajo cargas estáticas.
- Compactación: Es un proceso artificial, ocurre en periodos cortos de tiempo y bajo cargas estáticas y dinámicas.
Ensayos Proctor
Proctor Normal
- Molde cilíndrico: Diámetro 102 mm; altura 122.4 mm; volumen = 1000 cm³.
- Procedimiento: 3 capas sucesivas.
- Maza: Peso de 2.5 kg; altura de caída de 0.305 m; 25 golpes por capa.
- Energía: Presenta una energía de compactación menor.
Proctor Modificado
- Molde cilíndrico: Diámetro 152.5 mm; altura 127.4 mm; volumen = 2320 cm³.
- Procedimiento: 5 capas sucesivas.
- Maza: Peso de 4.54 kg; altura de caída de 0.457 m; 55 golpes por capa.
- Energía: Presenta una energía de compactación mayor.
Factores y Métodos de Medición
Influencia del Agua
Añadir agua mejora la compactación porque actúa como lubricante entre las partículas. Esto disminuye el rozamiento hasta que las partículas quedan encajadas entre sí.
Compactación en Suelos Cohesivos
Los suelos cohesivos son suelos arcillosos y limosos (material de grano fino). En ellos, la compactación se produce por la ordenación y distorsión de los granos y sus capas absorbidas.
Método de la Arena
La densidad seca in situ se obtendrá dividiendo la masa de la tierra seca extraída por el volumen del hoyo, el cual se calcula a partir de la densidad de la arena y de la masa que cabe en dicho hoyo.
Procedimientos Nucleares
1. Densidad in situ
Se basa en la emisión de rayos gamma. Si el suelo tiene una menor densidad, recibe una mayor radiación gamma a su través, lo que es detectado por un captor Geiger.
2. Humedad
Se basa en la emisión de neutrones. La colisión de neutrones de alta energía con átomos de hidrógeno rebaja la energía de estos, lo que es captado por el detector de humedad. Un suelo húmedo indica una respuesta elevada, mientras que un suelo seco disminuye la respuesta.