Mecanica De Suelos

Cohesión de los suelos

Cohesion del suelo. Es la máxima resistencia del suelo a la tensión. Resulta de la compleja interacción de muchos factores como la adherencia coloidal de la superficie de las partículas, la tensión capilar de las películas de agua, la atracción electrostática de las superficies cargadas, las condiciones de drenaje y el historial de esfuerzos. Solo existe una verdadera cohesión en el caso de las arcillas que tienen contacto de canto con cara entre sus partículas. Los suelos no plásticos de grano fino pueden exhibir una cohesión aparente cuando están en condiciones de saturación parcial. El valor de cohesión que se utiliza al diseñar depende directamente de las condiciones de drenaje bajo la carga impuesta, así como el método de prueba que se emplee para calcularlo, por lo que todo debe evaluarse cuidadosamente. Compresibilidad Esta propiedad define las características de esfuerzo – deformación de suelo. La aplicación de esfuerzos agregados a una masa de suelo origina cambios de volumen de volumen y desplazamiento. Estos desplazamientos, cuando ocurren a nivel de la cimentación, provocan asentamientos en ella. La limitación de los asentamientos a ciertos valores permisibles suele regir el diseño de las cimentaciones, sobre todo cuando los suelos son granulares.

Fuente: http://www.arqhys.com/construccion/cohesion-suelo.html

1.1.a) Erosión in-situ

a-1) Cambios de temperatura

Los efectos del sol en la superficie de la roca actuando sobre la misma durante varias

horas del día, hace que la temperatura de la misma se incremente en varios grados y que

dicha temperatura además penetre en la masa rocosa. Posteriormente cuando cae el sol

la temperatura de la superficie baja en forma brusca, haciendo que entre la parte

superficial de la misma y la parte interna, se produzcan un gradiente de temperatura que

dilata la roca en distintas magnitudes generando esfuerzos internos de gran magnitud

que por una acción repetitiva (varios años) fatiga a la roca y finalmente la rompe.

a-2) Crecimiento de cristales

Otra de las acciones que se producen en las rocas agrietadas, o microfisuradas es la

penetración del agua libre que luego por la acción de un cambio de temperatura puede

congelarse, provocando grandes esfuerzos de compresión en la grieta que la contiene,

logrando con ello ensanchar y desgastar a las paredes de la misma.

a-3) Tensiones de la corteza terrestre

Otra de las acciones que suelen ocurrir en la corteza terrestre, y que pueden derivar en la

formación de partículas de menor tamaño, son todos los movimientos que se generan

tales como los terremotos y que, además, provocan la formación de diaclasas,

plegamientos, etc.

a-4) Efectos de la gravedad

Rotura y desprendimientos de macizos rocosos sin contención lateral, que son

arrastrados por acción de la gravedad cayendo de alturas considerables y que por efectos

del golpe generan partículas de menor tamaño.

1.1.b) Erosión por transporte

La erosión por transporte, tiene una importancia fundamental en la formación de suelos,

la misma, además, resulta como la acción repetitiva de muchos años (miles) sobre la

misma partícula hasta que la misma se deposita en lo que nosotros imaginamos como

disposición final y que sin duda en un futuro, tal ves muy lejano, cambiará.

Dentro de la erosión por transporte podemos mencionar:

- Al agua como transporte fluvial y/o marítimo.

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- Al viento con su acción de transporte eólico

- A los glaciares con su acción de transporte y de grandes presiones

Descomposición química o por temperatura

Transporte por gravedad

Pié de Monte Fragmentos segregados de bloques

Tranporte Eólico

Transporte Fluvial

roca mezclados con gravas, arena y arcillas

1.1.c Erosión química:

La erosión química es la gran generadora de suelos finos y fundamentalmente de las

partículas de arcilla. Dentro de este tipo de acción podemos mencionar a las siguientes:

c 1) Hidratación:

Resulta como consecuencia de la adición de agua a un compuesto químico para formar

como conclusión otro compuesto químico, por ejemplo si a la “Anhidrita” le

adicionamos agua habremos formado el yeso con un incremento de volumen de 1 a 1,6

veces y desarrollando presiones del orden de los 20 kg/cm2

si impedimos el aumento de

volumen.

c 2) Hidrólisis:

Es la descomposición química de una sustancia por medio del agua, se produce como

efecto de que el agua libre, de los climas tropicales de intensa pluviosidad, donde las

rocas están formadas fundamentalmente de Silicatos y Oxidos de Fe y Al, el agua libre

afloja la ligazón con estos elementos y provoca su descomposición.

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c 3) Disolución:

Aún cuando la Disolución es un fenómeno físico, en la erosión de los suelos y rocas,

actúa casi siempre acompañado de una importante combinación y transformación

química, por lo tanto, se lo encuadra en este tipo de fenómenos.

Si bien las formaciones calcáreas (roca caliza) son en general poco solubles en agua,

(0,065 gr/litros) cuando en el agua de contacto está presente al anhídrido carbónico, el

carbonato de calcio es disuelto lentamente en forma de bicarbonato de calcio que puede

llegar a una concentración en agua de 160 gr/litros.

c 4) Oxidación

La oxidación que sufren los óxidos ferrosos liberados debido a la hidrólisis, los lleva a

transformarse en óxidos férricos.

Una evidencia de este accionar se da en la erosión química que sufren los basaltos que

primeramente se descomponen en Saprolitos de color amarillo y posteriormente por

una fuerte oxidación debido al oxígeno disuelto que aportan las lluvias, se transforman

en Lateritas con un fuerte color rojo.

1.2. Suelos, como elemento estructural

La mecánica del suelo forma parte de la teoría de las estructuras. En general, se

acostumbra a proyectar las estructuras en el esquema simple de que la misma comienza

a nivel del suelo de fundación, olvidándose de la parte inferior.

Pero en realidad la estructura está constituida no solo por la parte superior, sino también

por la que se encuentra debajo, y ésta debe dimensionarse como parte integrante de la

misma, para que resista de manera similar.

El material de fundación es el determinante de aquellos dislocamientos (movimientos

diferenciales) que se adoptaron para la determinación de los esfuerzos adicionales en los

cálculos realizados en Teoría de las Estructuras, resultantes de los asentamientos

provocados por la deformación del suelo.

Cuando se proyecta una estructura es necesario analizar las condiciones de los suelos.

Estrictamente, nos interesan las propiedades hidráulicas y las mecánicas: resistencia y

deformabilidad, y las propiedades físicas.

Por ejemplo, la resistencia no permitirá dimensionar las bases con un cierto coeficiente

de seguridad a la rotura, la deformabilidad indicará cual será la magnitud de los

dislocamientos a tener en cuenta a través del tiempo.

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El ingeniero utiliza el suelo en las condiciones en que se encuentra en la naturaleza, o

bien como materia prima o como material de construcción, y con esa materia prima

fabrica un material nuevo (Suelo cal, Suelos cemento, Terraplenes, Diques de materiales

sueltos, etc).

Las propiedades de ese material nuevo, o mas bien, la utilidad potencial de la materia

prima para producir ese material nuevo de características determinadas, está ligado, por

la experiencia, a las propiedades físicas de los suelos. Dicho de otra manera: si se ha

empleado un suelo de determinadas características físicas del cual se conoce, por

ejemplo, su comportamiento mecánico, se puede, entonces, predecir que utilizando otros

suelos de las mismas propiedades físicas, se obtendrán comportamientos similares.

Un tercer propósito no menos importante que los anteriores, se sirve de las propiedades

físicas. En fundaciones y mecánicas de suelo, mas que en cualquier otra rama de la

ingeniería civil, es necesaria la experiencia para actuar con éxito. El proyecto de las

estructuras comunes fundadas sobre suelos, o de aquellas destinadas a retener suelos,

debe necesariamente basarse en modelos matemáticos que funcionan en entornos muy

definidos, así que éstas pueden ser utilizadas con propiedad, solamente por el ingeniero

que posee un bagaje suficiente de experiencia.

Las obras de mayor envergadura, con características poco comunes, suelen justificar la

aplicación de métodos científicos en su proyecto pero, a menos que el ingeniero a cargo

de las mismas posea una gran experiencia, no podrá preparar inteligentemente el

programa de ensayos requeridos ni interpretar sus resultados en la forma debida.

Como la experiencia personal no llega nunca a ser lo suficientemente

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