Study of the relationship between hydro-mechanical soil behavior and microstructure of a structured soil

Estudio de la relación entre el comportamiento hidromecánico y la microestructura de un suelo estructurado

Los suelos estructurados, tales como las lateritas residuales o las cenizas volcánicas, abundan en las regiones tropicales. El comportamiento hidromecánico de estos suelos está claramente relacionado con su estructura. Las nuevas técnicas basadas en estudios microestructurales constituyen una poderosa herramienta para investigar estos suelos. Este trabajo presenta una investigación experimental que documenta las relaciones entre la microestructura y el comportamiento mecánico de estos suelos. Este estudio se centra en el comportamiento microestructural de la arcilla de Brasília, un suelo tropical estructurado y altamente poroso (n> 50%) con una distribución de tamaño de poros (PSD) bimodal. Fueron utilizados los análisis de PSD para investigación de la microestrutura del suelo en diferentes estados y con diferentes índices de vacíos. Se utilizó la técnica de porosimetría por intrusión de mercurio (MIP) para explorar la PSD de muestras en diferentes condiciones, es decir, natural, compactado, lodo o estados consolidados. Se realizó la modelación de las curvas PSD utilizando la curva bimodal de Van Genuchten, que permite el enlace de curvas PSD a la curva de retención de agua. Observamos que la aplicación de carga sobre las muestras de suelo y la compactación de las mimas no afectaron los microporos y se concluyó que los cambios que ocurrieron en este suelo fueron completamente dentro de los macroporos.

1. INTRODUCCIÓN

Desde la descripción inicial de las tensiones efectivas para suelos no saturados, se han realizado importantes avances en la definición de modelos constitutivos. La mayoría de estos modelos son panoramas de arcilla Cam o arcilla Cam modificada (Alonso et al., 1990, 1999, 2013; Wheeler et al., 2003; Sheng et al., 2008). Actualmente, la mayoría de los estudios intentan relacionar la microestructura del suelo con el comportamiento global del mismo (Gens y Alonso, 1992; Alonso et al., 1999, 2010, 2013; Sánchez et al., 2005; Koliji et al., 2008; Pinyol et al., 2012; Della Vecchia et al., 2013). Esta tendencia se justifica por el hecho de que, según Mitchell y Soga (2005), las propiedades mecánicas del suelo, incluyendo el comportamiento tensión-deformación, la resistencia, la compresibilidad y la permeabilidad, dependen de su estructura. Por esta razón, los estudios experimentales microestructurales han sido una herramienta importante para mejorar la comprensión de la comunidad investigadora de la relación entre los comportamientos micro y macroscópicos de los suelos (Romero, 2013).