Describa el fenómeno de capilaridad en suelos
Enviado por luma1606 • 19 de Febrero de 2014 • 1.353 Palabras (6 Páginas) • 317 Visitas
1. Describa el fenómeno de capilaridad en suelos.
El fenómeno capilar en suelos es la respuesta a las fuerzas de cohesión y adhesión que se generan en los líquidos en la interface con un cuerpo sólido. En esta sección se presentan los mecanismos asociados al fenómeno capilar en suelos.
Cohesión y adhesión.
Las fuerzas básicas responsables de la retención y movimiento del agua en el suelo, se definen como cohesión y adhesión. La fuerza de cohesión es la atracción entre moléculas de agua, mientras que la adhesión es la atracción de las moléculas de agua con superficies sólidas. La fuerza de adhesión hace que algunas moléculas de agua estén rígidamente unidas a las partículas de suelo y se llama agua adsorbida; en cambio las moléculas unidas por fuerzas de cohesión sobre superficies de los granos de suelo pueden ser fácilmente removidas. Las fuerzas de cohesión y adhesión juntas regulan el movimiento del agua. En suelos arcillosos la adhesión y la cohesión ejercen influencia sobre sus propiedades de plasticidad.
Los huecos en suelos tienen ancho variable y se comunican entre sí formando un enrejado. Si este enrejado se comunica por abajo con el agua, su parte inferior se satura completamente. Más arriba el agua solo ocupa los huecos pequeños y los mayores quedan con aire.
La ascensión del agua por los poros de una arena seca se puede estudiar en el laboratorio.
hc = altura capilar de un suelo, se puede estimar hc en centímetros o mediante:
2. Explique la teoría de la Succión en suelos.
Teórico de la succión de suelo fue desarrollado a principio de siglo, desarrollando una teoría principalmente para sistemas asiento–agua–suelo.
La importancia de la succión en la explicación del comportamiento mecánico de los suelos no saturados en problemas de ingeniería fue introducida por el Road Research Laboratory de Inglaterra.
En 1965 se produjo una definición cuantificada de la succión y sus componentes a partir de un contexto termodinámico.
La succión es referida comúnmente como el estado de energía libre del agua del suelo.
La relación termodinámica entre la succión (o energía libre del agua del suelo) y la presión parcial del vapor de agua del poro puede escribirse como:
Vwo : volumen específico del agua o inversa de la densidad del agua
wv : masa molecular del vapor de agua (18,016 Kg/ kmol).
u v : presión parcial del vapor de agua del poro.
u vo : presión de saturación del vapor de agua sobre una superficie plana de agua a la misma temperatura.
La (1.2-15) muestra que el estado de referencia para cuantificar los componentes de la succión es la presión de vapor sobre una superficie de agua pura. El término u v u vo se llama humedad relativa RH (%). Si seleccionamos una temperatura de referencia de 20°C, las constantes de (1.2- 15) toman un valor de 135.022 Kpa, por lo que se la puede reescribir como una relación fija entre la succión total y la presión de vapor relativa.
Ψ : succión total o succión del suelo.
Valores menores que 100% de RH en un suelo indicaría la presencia de succión en la misma. Se sabe también que la succión puede ser extremadamente alta, por ejemplo para RH = 97%, Ψ = 8.000 Kpa. El rango de succiones en ingeniería geotécnica corresponderá a altas humedades relativas.
3. Explique la teoría de esfuerzos efectivos.
Es la diferencia entre el esfuerzo total en una dirección y la presión de poros en los vacios del suelo.
En suelos secos o saturados:
El esfuerzo efectivo es igual al esfuerzo total menos la presión de poros.
El esfuerzo efectivo controla ciertos aspectos del comportamiento del suelo, especialmente la compresibilidad y la resistencia. Existen dos condiciones necesarias y suficientes: las partículas del suelo son incompresibles y el esfuerzo de fluencia en la partícula solida es independiente del esfuerzo de confinamiento.
para resistencia cortante
4. Explique la Presión de poro en suelos parcialmente saturados.
Es el análisis de la estabilidad de taludes naturales, bajo condiciones cambiantes del clima. Los análisis deben considerar los posibles cambios ambientales (lluvias y evaporación), que ocasionan aumentos y descensos del nivel freático, y por tanto, cambios en las presiones de poros. Influyen en la estabilidad del talud y en las deformaciones laterales.
En los suelos expansivos y colapsibles, que se encuentran por encima del nivel freático, se presentan presiones deporos negativas, y si el balance de entrada y salida de agua, permanece constante (lluvias,
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