Arcillas, Propiedades Mecanicas, Identificacion y Problemas en La Ingeniería Geotecnia

Geotecnia I

ARCILLAS Cerro de Pasco,

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LAS ARCILLAS Capacidad de absorción cuando se trata fundamentalmente de procesos físicos como la retención por capilaridad, Algunas arcillas pueden absorber agua u otras moléculas Ejemplo: Esmectitas Sepiolita y paligorskita

Hidratación e hinchamiento La absorción de agua (hidratación) en el espacio interlaminar tiene como consecuencia la separación de las láminas dando lugar al hinchamiento. Ejemplo: Esmectitas

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LAS ARCILLAS Plasticidad Las arcillas son eminentemente plásticas. Generalmente, esta plasticidad puede ser cuantificada mediante la determinación de los índices de Atterberg (Límite Líquido, Límite Plástico y Límite de Retracción). Existe una gran variación entre los límites de Atterberg de diferentes minerales de la arcilla, e incluso para un mismo mineral arcilloso, en función del catión de cambio. En general, cuanto más pequeñas son las partículas y más imperfecta su estructura, más plástico es el material.

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LAS ARCILLAS Tixotropía La tixotropía se define como el fenómeno consistente en la pérdida de resistencia de un coloide, al amasarlo, y su posterior recuperación con el tiempo. Las arcillas tixotrópicas cuando son amasadas se convierten en un verdadero líquido.

Merma Debido a la evaporación del agua contenida en la pasta se produce un encogimiento o merma durante el secado.

Refractariedad Todas las arcillas son refractarias, es decir resisten los aumentos de temperatura sin sufrir variaciones, aunque cada tipo de arcilla tiene una temperatura de ebullición.

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LAS ARCILLAS Porosidad El grado de porosidad varía según el tipo de arcilla. Esta depende de la consistencia más o menos compacta que adopta el cuerpo cerámico después de la ebullición. Las arcillas que calientan a baja temperatura tienen un índice más elevado de absorción puesto que son más porosas.

Color Las arcillas presentan coloraciones diversas después de la cocción debido a la presencia en ellas de óxido de hierro, carbonato cálcico.

 Porosidad 

IDENTIFICACIÓN DE ARCILLAS Caolinita Se le reconoce por presentar un color normalmente blanco aunque a veces presenta tonos azulados, amarillentos, es blando de tacto untuoso y se encuentra en masas terrosas sueltas o compactas formando finísimas escamas o laminillas. Se halla en rocas que contienen feldespatos y moscovita (granito, granodiorita, adamellita), como producto de la alteración. También en sedimentos a partir de la erosión de rocas ácidas caolinitizadas.

Caolinitas

PROBLEMAS EN LA INGENIERÍA En perforaciones diamantinas Impide En

la recuperación al 100% de los testigos,

zonas de fallas tiende a amarrar las tuberías

Pérdida

de tiempo.

Pérdida

de materiales (tuberías y otros).

PROBLEMAS EN LA INGENIERÍA En labores de exploración, desarrollo y explotación Es

dificultoso poder atravesar la zona.

Perdida

de tiempo

En

zonas de falla, es necesario el armado de buenos cuadros (bien topeados, encostillados, enrejados, encribados) y sus marchavantes, y si es necesario se arma castillos. Causa

diversos accidentes (soterramiento de personal, camionetas, etc).

Perdida

o deterioro de materiales (tuberías, barrenos, máquina, percheros, maderas, cimbras, etc). Genera

deslizamiento en los tajos abiertos (ejemplo: tajo Raúl Rojas).

PROBLEMAS EN LA INGENIERÍA En carreteras Inestabiliza

taludes, provocando debilitamiento de los muros de contención de las carreteras. Provoca

derrumbes (huaycos), causando paralización en el tránsito (ejemplo en la selva). Fracturamiento

de vías asfaltadas, debido al bombamiento de las arcillas.

Ejemplo de Taludes

 Panorámica del deslizamiento

Se notan los gaviones rotos y parte del asfalto y cuneta de la carretera.

 Ladera afectada

PROBLEMAS EN LA INGENIERÍA En construcciones Los

suelos arcillosos pueden inclinar edificios y diversas construcciones hechas. Inestabiliza

desmonte, etc.

presas, PAD de lixiviación, canchas de relave, canchas de

Hinchamiento

RECOMENDACIONES En

zonas de falla, es necesario el armado de buenos cuadros (bien topeados, encostillados, enrejados, encribados) y sus marchavantes, y si es necesario armar castillos. Monitorear

los deslizamientos en los tajos abiertos y carreteras, analizar sus causas, investigar sus comportamientos, para poder evitarlos. Realizar

estudios de Mecánica de Rocas y Suelos por aquella zona por la cual va a pasar la carretera, reemplazando (si lo hay), los materiales arcillosos; entonces de esta manera evitaremos el abombamiento de las carreteras asfaltadas. Para

cimentación de construcciones, los terrenos de montmorillonita es uno de los suelos en los que se deben tomar más precauciones debido a su carácter expansivo.