Comportamiento de Los Suelos Granulares

COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS GRANULARES Introducción: Los

suelos

son

materiales

complejos

que

exhiben

un

rango

amplio

de

comportamientos mecánicos que dependen de la composición y estructura del suelo, del historial de tensiones, de la densidad y de las características de la fuerza aplicada. Esta variedad de comportamientos del suelo nos obliga a clasificar los suelos en dos grupos: cohesivos y no cohesivos (o granulares). Los suelos granulares se definen como aquellos en los cuales las fuerzas intergranulares o atractivas tienen un efecto despreciable en el comportamiento mecánico observado. Esta categoría engloba a rocas, gravas y arenas. Basados en el estado de tensiones y en la estructura del suelo, normalmente definidos en función de la densidad relativa (Dr), del índice de huecos ( e ) o de la porosidad ( n ) , los suelos granulares además se clasifican en materiales densos o sueltos. En este trabajo se presentan las relaciones entre tensión y deformación de los suelos no cohesivos (granulares). Además, se describe el fenómeno de la dilatancia, el cual tiene un efecto importante en la resistencia volumétrica y tangencial de los suelos granulares. El ensayo triaxial se utiliza frecuentemente en la Mecánica del suelo, en los cuales unas muestras cilíndricas de suelo son sometidas a un estado axial simétrico de tensiones.

CONTENIDO 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

FORMAS Y TAMAÑO DE LA PARTICULAS DENSIDAD RELATIVA ESTRUCTURA DE LAS PARTICLUAS APLICACIONES DISEÑOS DE MEZCLA CONEXIONES GRANULEMETRICAS DISEÑOS DE FILTROS PARA SISTEMAS DE DRENAJE

1. FORMAS Y TAMAÑO DE LA PARTICULAS 1.1 Tipos de suelos

Suelos NO cohesivos: Las partículas de suelo no tienden a juntarse ni a adherirse, sus partículas son relativamente grandes, también llamados suelos granulares o friccionantes. (Gravas, arenas, limos) Suelos cohesivos: Partículas muy pequeñas, predominan los efectos electroquímicos superficiales. Las partículas tienden a juntarse (interacción agua partícula). Suelos plásticos. (Arcillas) Suelos Orgánicos: Suelos esponjosos, con grumos, compresibles. Prohibitivos para soporte de estructuras de ingeniería. (Turba, Muskeg). Estructura del suelo La estructura de un suelo es la distribución y ordenamiento geométrico de las partículas o granos minerales, el aire y el agua presentes de un material, como consecuencia de las características propias de este, e influenciados por las fuerzas que actúan sobre las partículas.

En un suelo de granos gruesos el origen mineralógico que constituye las partículas influye relativamente poco en las propiedades geotécnicas del mismo, en el caso de partículas muy finas la composición mineralógica tiene una gran influencia sobre las propiedades y estructura del suelo.

La estructura de un suelo es producto de su historia geológica y su tipo de formación (suelo residual o transportado). Según la estructura del suelo, este responderá a cambios exteriores: principalmente a cargas y a cambios de humedad (agua); o también a cambios en la temperatura y a otros factores exógenos para tener en cuenta.

Las características para tener en cuenta son:      

Tamaño (Gradación) Distribución de tamaños (Gradación) Angularidad, textura y color Forma de las particulas Agentes ligantes Se deberá tener en cuenta que tipo y magnitud de fuerzas que actuan sobre las

1.2

Tamaño de partículas.

Angularidad, Forma de las partículas, textura superficial y color, Estructura.

2.- COMPACIDAD RELATIVA (Cr, %) o DENSIDAD RELATIVA (DR, %) Se establece un procedimiento para determinar las densidades secas máximas y mínimas de suelos no cohesivos, no cementados, de flujo libre, con un tamaño máximo nominal hasta 80 mm y que contiene hasta un 12 % en masa de partículas menores que 0,08 mm. La compacidad de un suelo granular se determina en función de la densidad relativa que lleva en cuenta el índice de vacíos o los pesos específicos seco natural, máximo y mínimo. Las ecuaciones siguientes se utilizan para

determinar la densidad relativa (DR) o compacidad relativa (Cr ). La ecuación siguiente utiliza el índice de vacíos natural, minino y máximo.

a continuación se muestra la ecuación de TERZAGHI que es función de los pesos específicos natural, mínimo y máximo.

METODO PARA DETERMINAR LAS DENSIDAD MAXIMA Y MINIMA DE LOS SUELOS GRANULARES La densidad máxima se determina mediante compactación por vibrado y la densidad mínima mediante vaciado. Karl Terzaghi expresó el grado de compacidad de estos suelos en términos de la densidad relativa también denominado índice de densidad (ID), la cual se encuentra en función de las densidades máxima y mínima obtenidas en laboratorio.

El ensayo se basa en la norma NCh 1726 Of. 1980 (LNV 96) Terminología: Densidad relativa (D.R): Grado de compacidad de un suelo con respecto a los estados más sueltos y más densos obtenidos mediante los procedimientos de laboratorio descritos en este método.

Densidad máxima: densidad de un suelo en el estado más denso que se puede obtener aplicando el ensaye normalizado Densidad mínima: densidad de un suelo en el estado más suelto que se puede obtener aplicando el ensaye normalizado 3. Estructura de un suelo granular Un suelo sin cohesión tiende a formar su estructura ,originalmente de granos aislados, debido a las fuerzas gravitatorias actuantes en una estructura granular simple donde cada partícula toca a otras formando un esqueleto granular estable aunque no haya fuerzas de adherencia.

Estructura suelta y compacta La forma como se estructura el suelo es función de las caracteristicas propias del suelo antes mencionadas.

Fotografía de un corte transversal

El tamaño de las partículas de este tipo de suelos hace que las fuerzas gravitatorias actuantes sobre cada partícula superen las fuerzas iónicas entre partículas.

Arena Gravosa