Caracterización Geotécnica de Suelos: Propiedades Físicas y Mecánicas Fundamentales
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Propiedades Físicas y Mecánicas Fundamentales en la Caracterización Geotécnica de Suelos
1. Propiedades Físicas Clave
Porosidad (n)
Definición: Es la relación entre el volumen de vacíos y el volumen total del suelo. El volumen de vacíos es aquella parte del volumen total no ocupada por los granos.
Densidad Relativa (Dr)
La arena es independiente de la presión estática a la que el material está sometido. Depende principalmente del procedimiento utilizado para sedimentarlo y compactarlo. En cambio, la densidad de las arcillas y otros suelos cohesivos depende de las cargas que estos han soportado y de la velocidad con que estas cargas fueron aplicadas.
Contenido de Humedad (w) y Grado de Saturación (Sr)
Contenido de Humedad (w): Relación entre el peso del agua contenida en el suelo y el peso del suelo seco. Se expresa en porcentaje (%).
En las arenas y otros suelos situados por arriba de la capa freática, parte de los vacíos pueden estar ocupados por el aire. Si (Ew) representa el volumen de agua por unidad de volumen de materia sólida, se define el Grado de Saturación (Sr).
Peso Unitario (Y)
Definición: Peso agregado (suelo más agua) por unidad de volumen. Depende del peso de los elementos sólidos, de la porosidad y del grado de saturación.
2. Consistencia y Sensibilidad de Suelos Cohesivos
Consistencia de las Arcillas
La consistencia se describe con los siguientes términos:
- Blando
- Compacto
- Resistente
- Duro
La medida cuantitativa más directa de la consistencia es la Resistencia a la Compresión Simple (Qu).
Sensibilidad (St)
Definición: Es el efecto del amasado en la consistencia de arcillas saturadas. Es un parámetro que varía según el tipo de arcilla y su humedad, y puede producir deslizamientos en un talud. En cambio, una arcilla de baja sensibilidad solo produce deformación local. El cambio de consistencia producido por la alteración de una arcilla sensitiva genera un cambio en la permeabilidad.
La sensibilidad se expresa como la relación entre la resistencia a la compresión simple de la arcilla inalterada, dividida por la resistencia a la compresión simple de la arcilla amasada.
Consistencia de Suelos Amasados
La consistencia de un suelo cohesivo puede ser variada a voluntad (para representar condiciones reales) aumentando o disminuyendo el contenido de humedad. Por ejemplo, si se reduce lentamente el contenido de humedad de un barro arcilloso líquido, la arcilla pasa gradualmente del estado líquido al estado plástico y finalmente al estado sólido. Esta transición es gradual.