Suelos Residuales

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN

SUELOS TRANSPORTADOS Y RESIDUALES

1. Suelos Residuales

Los suelos residuales se originan cuando los productos de la meteorización no son transportados como sedimentos, sino que se acumulan en el sitio en que se van formando. Si la velocidad de descomposición de la roca supera a la de arrastre de los productos de la descomposición se produce una acumulación de suelo residual. Entre los factores que influyen en la velocidad de alteración de la naturaleza de los productos de la meteorización están el clima (Temperatura y lluvia), la naturaleza de la roca original, el drenaje y la actividad bacteriana.

El perfil de un suelo residual puede dividirse en tres zonas: a) la zona superior, en la que existe un elevado grado de meteorización, pero también cierto arrastre de materiales; b) la zona intermedia en cuya parte superior existe una cierta meteorización, pero también cierto grado de deposición hacia la parte inferior de la misma; y, c) la zona parcialmente meteorizada que sirve de transición del suelo residual a la roca original inalterada.

Los suelos residuales se desarrollan principalmente, en condiciones tropicales húmedas, de meteorización química intensa. Algunos autores los denominan “suelos tropicales”; sin embargo, debe tenerse en cuenta que los suelos residuales también se encuentran en zonas no tropicales, aunque en menor proporción.

Las propiedades de los suelos residuales varían de una región a otra, debido a la naturaleza heterogénea de los ambientes tropicales. La meteorización está controlada por el clima regional, el relieve y la litología de la roca y estos factores varían de sitio en sitio.

El comportamiento de los suelos residuales y las rocas blandas en el caso de los deslizamientos, difiere del de las rocas duras y del de los suelos transportados. La meteorización o la falta de litificación traen como resultado, un material con discontinuidades o superficies de debilidad y con posibilidad de movimiento por desplazamiento, a lo largo de las discontinuidades y/o por rotura al cortante o a tensión a través de la matriz del material.

Características del Suelo Residual

• Suelo heterogéneo.

• Tienen asentamiento.

• No sufren transporte (suelto no compacto).

• No aptos para fundaciones.

• Son difíciles de reconocer en el campo.

• Son de granulometría heterogénea.

• Las formas de los granos son angulosas.

• Son permeables

• Porosos

• Difíciles de reconocer en campo por la vegetación que crece en ellos.

Estructura de los suelos residuales

Juntas o Diaclasas

Las juntas juegan un papel importante en las fallas de materiales residuales. Si se encuentran abiertas actúan como conductores de agua y activadores de presiones de poros. Por lo general, se encuentran más abiertas en la superficie que en la profundidad.

El agua al pasar a través de la junta produce meteorización de sus paredes, creando arena o arcilla que forman superficies de debilidad. Adicionalmente, el agua que viaja a lo largo de las juntas puede llevar arcilla en suspensión que es depositada en ellas y las discontinuidades se hacen peligrosas, si se encuentran rellenas de arcilla.

Foliaciones

Las foliaciones son superficies generalmente paralelas, de baja cohesión y por las cuales las rocas se pueden partir, esto se debe principalmente, a los efectos de metamorfismo y son conocidas como pizarrosidad, esquistosidad, foliación, etc.

Este fenómeno produce direcciones de debilidad muy similares a diaclasas, pero son menos separadas y pueden inducir el desmoronamiento de los suelos al momento de moverse, produciéndose flujos secos del material desintegrado.

Estratificación

La estratificación genera superficies de debilidad por el cambio de material. Cuando los materiales a lado y lado de la estratificación son de propiedades mecánicas similares, trabajan en forma similar a una diaclasa, pero cuando la diferencia de propiedades es grande, como en el caso de la estratificación de areniscas y lutitas, la situación se hace más compleja y se produce la concentración de agua en la interfase y flujo dentro del material más permeable. Este fenómeno genera una zona de meteorización a partir del plano de estratificación que debilita esta superficie.

Fallas

Las fallas producen una zona de debilidad varios metros a lado y lado; y en el caso de fallas de gran magnitud, de varios centenares de metros en dirección normal a éstas. En algunos casos son verdaderas familias de fallas que parecen especies de diaclasamiento. El material fracturado a lado y lado de la falla puede producir zonas inestables dentro de la formación estable.

Los planos de falla a su vez, pueden estar rellenos de arcilla o completamente meteorizados, formando superficies débiles muy peligrosas. Es común que un deslizamiento esté directamente relacionado con la presencia de una falla geológica.

Intrusiones

A veces los deslizamientos son generados por la presencia de intrusiones de materiales más permeables que tienen su efecto sobre el régimen de aguas. Las diferencias en el grado de cristalización y el tamaño de los cristales, también afectan la estabilidad de los taludes en las rocas ígneas y metamórficas.

1.1. Suelos residuales de rocas ígneas

Las rocas ígneas varían en tamaño de partículas y mineralogía. Las rocas ígneas ácidas se meteorizan más rápidamente que las rocas ígneas básicas. Es común que en el proceso de meteorización, queden dentro de la masa descompuesta bloques de roca relativamente inalterados. La alteración química afecta los feldespatos y micas convirtiéndolos en arcilla, mientras el cuarzo permanece como arena. La descomposición ocurre a lo largo de las juntas formando bloques meteorizados esferoidalmente, dejando en el centro, volúmenes de granito inalterado.

Las rocas ígneas intrusivas ácidas (con gran contenido de cuarzo) como el granito, forman perfiles profundos, areno arcillosos, mientras las rocas ígneas básicas (poco cuarzo) forman perfiles menos profundos y más arcillosos.

La profundidad del perfil de meteorización depende no sólo de las características de la roca y del medio ambiente, sino también, de la pendiente del terreno; en las zonas de pendiente alta, los perfiles son poco profundos y los materiales tienden a ser granulares, mientras en las zonas de pendiente suave, los perfiles son más profundos y los materiales más arcillosos. Este fenómeno puede controlar el tipo de deslizamiento superficial que se genera en las pendientes altas y profundas, en las pendientes medianas. En las zonas de pendiente fuerte predominan los deslizamientos de traslación y flujos y en las de pendiente suave, los deslizamientos de rotación o compuestos.

1.2. Suelos residuales de rocas volcánicas

Los perfiles de meteorización en los suelos de origen volcánico, son similares en su apariencia general con respecto a los suelos de origen ígneo intrusivo; pero en este caso, las discontinuidades tienden a ser horizontales y verticales, los deslizamientos tienden a ser controlados por las características del perfil de meteorización, aunque las discontinuidades pueden afectar el mecanismo del movimiento.

El tipo de falla que se presenta depende de la húmeda, del espesor y la pendiente inferior del manto de meteorización intensa, donde aparecen diques, bloques o cantos grandes de materiales geológicamente diferentes. Los suelos residuales de origen volcánico generalmente son poco resistentes y estos suelos tienen tendencia a la coloración roja.

Cenizas Volcánicas:

Son suelos residuales derivados de las cenizas volcánicas que se desarrollan a través de procesos de alteración física y química de los depósitos de cenizas volcánicas (disolución, lixiviación y precipitación de compuestos). Estos procesos transforman los minerales, la forma y el tamaño de las partículas, la fábrica y la porosidad.

Su influencia es controlada por las condiciones climáticas y el tiempo (Lizcano y otros, 2006). Los mecanismos de disolución y lixiviación son muy importantes para la formación de los suelos derivados de cenizas volcánicas ya que llevan a zonas superficiales altamente porosas, las soluciones necesarias para la síntesis de minerales secundarios.

La superficie de estos deslizamientos es ligeramente curva y de forma irregular definida por el contacto entre la capa de suelos derivados de cenizas volcánicas y la capa que la subyace, compuesta por materiales de origen vulcano-detrítico ligeramente meteorizados. Diferencias dramáticas en la permeabilidad de estos estratos conducen a la formación de un nivel freático colgado, que reduce los esfuerzos efectivos e incrementa la inestabilidad (Lizcano y otros, 2006).

1.3. Suelos residuales de rocas metamórficas

Las rocas metamórficas son mineralógicamente y texturalmente más complejas que otros tipos de roca, por ejemplo, las rocas esquistosas y neisicas tienden a concentrar acumulaciones de minerales como biotita, moscovita y horblenda en capas foliadas (Price, 1995). La meteorización química en esas capas es mayor que en las bandas adyacentes ricas en feldespatos y cuarzo.

La anisotropía de las propiedades mecánicas es mayor a medida que avanza el proceso de meteorización. En este proceso, se genera microfisuramiento de la roca, lo cual contribuye a cambios fuertes en las propiedades ingenieriles. La profundidad del perfil de meteorización depende, al igual que en las rocas ígneas, del relieve, el clima, la litología

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