Qué Es Cohesión y Ángulo de Fricción Interna

¿Qué es cohesión y ángulo de fricción interna?

Es la atracción entre partículas, originada por las fuerzas moleculares y las películas de agua. Por lo tanto, la cohesión de un suelo variará si cambia su contenido de humedad. La cohesión se mide kg/cm2. Los suelos arcillosos tienen cohesión alta de 0,25 kg/cm2 a 1.5 kg/cm2, o más. Los suelos limosos tienen muy poca, y en las arenas la cohesión es prácticamente nula.

Fig. 1. Estructuras que dan cohesión a los suelos granulares. (a) Partículas con textura angular. (b) Partículas con textura redondeada. Para el caso de suelos compuestos de partículas con forma granular, la trabazón entre partículas origina estructuras granulares simples y la fricción que se origina entre ellas contrarresta el deslizamiento de unas respecto a otras, como se muestra en la Fig. 1a este comportamiento se lo identifica como la cohesión para el caso de suelos granulares, donde el suelo presenta resistencia contra su disgregación ocasionada por un agente externo. El grado de cohesión que presentan los suelos granulares, está en función a la textura de las partículas de forma granular. La partículas con textura angular (Fig. 1a) logran que el suelo tenga cohesión, mientras que las partículas con textura redondeada (Figura 1. b) no contribuyen a la cohesión del suelo.

Angulo de fricción interna.

La fricción interna es la resistencia al deslizamiento causado por la fricción que hay entre las superficies de contacto de las partículas y de su densidad. Como los suelos

granulares tienen superficies de contacto mayores y sus partículas, especialmente si son angulares, presentan una buena trabazón, tendrán fricciones internas altas. En cambio, los suelos finos las tendrán bajas.

La fricción interna de un suelo, está definida por el ángulo cuya tangente es la relación entre la fuerza que resiste el deslizamiento, a lo largo de un plano, y la fuerza normal "p" aplicada a dicho plano. Los valores de este ángulo llamada "ángulo de fricción interna" f, varían de prácticamente 0º para arcillas plásticas, cuya consistencia este próxima a su límite líquido, hasta 45º o más, para gravas y arenas secas, compactas y de partículas angulares. Generalmente, el ángulo f para arenas es alrededor de 30º.

¿Por qué se llama ensayo triaxial? Estos son ensayos donde se pueden variar los esfuerzos actuantes en tres direcciones ortogonales (triaxial) sobre una muestra de suelo y así crear condiciones que se asemejen a las reales en campo, estos son esfuerzo normal, esfuerzo lateral, y esfuerzo desviador. ¿En qué obra utilizamos los ensayos triaxiales U.U, CU, C.D?

Para elegir un adecuado ensayo triaxial deben tenerse en cuentas dos detalles: El tipo de parámetros que se desean obtener. El tipo de suelo y su origen.

La tabla 6.6, muestra los parámetros que se obtienen en los diferentes tipos de ensayos triaxiales.

Tabla 6.6. Parámetros determinados en los ensayos triaxiales.

El Ensayo triaxial debe tratar de asemejar las condiciones reales que tendrá el suelo en campo, los ensayos UU y CU podrían asemejar bien las condiciones de una arcilla con

muy baja permeabilidad, mientras que un ensayo CD a un suelo con una permeabilidad que permite un buen drenaje del agua. Terrenos de Fundación. U.U- El terreno de fundación generalmente es un suelo compuesto de materiales pésimos como suelo fino, limoso o arcilloso susceptible de saturación, que generalmente se sustituye por materiales granulares y para pavimentos. La carga completa que soportara el suelo no le permite una buena consolidación, por estas condiciones es necesario aplicar un ensayo triaxial U.U. En los casos de obras que están sobre depósitos de arcilla en las cuales el tiempo de construcción se extiende por tiempo razonablemente largo, puede suponerse que al final de la construcción se habrá producido algún grado de consolidación. Si en ese momento las solicitaciones de corte que se generan tienen magnitud suficiente para producir la falla, ésta se producirá rápidamente sin drenaje adicional. Este comportamiento se modela en el ensayo consolidado no drenado, en el cual la muestra se consolida bajo la presión de cámara y luego se lleva a la ruptura aumentando el esfuerzo desviador sin permitir el drenaje. Este ensayo es aplicado en muestras alteradas e inalteradas de arcilla y también en arena y grava. Estabilidad de taludes.- En taludes, el suelo que los compone se encuentra bajo la acción de la gravedad y por su peso, tienden a deslizarse, ya sea por la filtración, o escurrimiento del agua, la cual actúa como una carga sobre el suelo, también es necesario realizar el ensayo triaxial para determinar la capacidad del suelo a la saturación y el soporte de su propio peso y de las demás cargas. Empujes.- En estructuras es importante asegurarse que no se produzcan fallas o colapso total de la obra, ya que el mínimo deslizamiento puede tener consecuencias catastróficas, por ello el método para el proyecto de estructuras de retención suele consistir en estudiar las condiciones que existirán en una condición de falla, introduciendo factores de seguridad convenientes, para evitar el colapso. Una solución completa y exacta para un caso activo o pasivo de equilibrio límite, para esto el terreno debe estar en completo equilibrio, la condición de falla Mohr – Coulomb debe cumplirse en todos los puntos y por último, los esfuerzos al interior de la masa deben estar en equilibrio con los exteriores.