Variación de las propiedades mecánicas de un suelo a diferentes estados de saturación

Variation of the mechanical properties of a soil at different saturation states

El presente artículo es producto de la investigación "Variación de las propiedades mecánicas de un suelo a diferentes contenidos de humedad", desarrollada en la ciudad de Arequipa y realizada durante el año 2016. Caracterizar las propiedades mecánicas de un suelo según su estado de saturación, realizando 04 ensayos de consolidación unidimensional a diferentes porcentajes de saturación de 0,00%, 65,71%, 80,56% y 100% y 04 ensayos de corte directo a diferentes porcentajes de saturación de 0,00%, 20%, 40% y 100%. Para estos ensayos se extrajeron muestras de arcilla inalterada. Los resultados obtenidos de la caracterización mecánica a diferentes grados de saturación influyen en la resistencia al asentamiento y al corte del suelo.  Teniendo en cuenta que, al comparar ambas resistencias del suelo en estudio, la resistencia a la deformación disminuyó más que la resistencia al corte. Teniendo en cuenta que, al comparar los parámetros geotécnicos de los suelos en cada grado de saturación varían considerablemente, es importante realizar ensayos mecánicos al suelo teniendo en cuenta la humedad natural y no ensayarlos en su estado crítico o saturado ya que sus propiedades mecánicas serán diferentes, y esto repercutirá directamente en el diseño de la cimentación de la estructura y por tanto en el coste final de la misma.

1. INTRODUCCIÓN

El suelo es el producto de la meteorización de las rocas, que puede ser por un proceso físico, químico, biológico o una combinación de éstos. Por lo tanto, el suelo es un material con propiedades físicas y mecánicas heterogéneas, lo que se atribuye a dicho proceso y da lugar a incertidumbres en los diseños de ingeniería [1]. Una de las propiedades físicas del suelo que varía en la naturaleza es la saturación. Según la teoría de los límites de consistencia, un suelo cuando tiene un contenido de humedad del 0% tiene un comportamiento sólido y, a medida que se aumenta el contenido de humedad, su comportamiento cambia al de semisólido , plástico y líquido [2].

Una gran parte de la población mundial se encuentra en centros urbanos dominados por suelos con niveles freáticos profundos en los que los huecos del suelo están ocupados por aire y agua. En estos lugares, se necesitan nuevas formulaciones para comprender el comportamiento de estos suelos, así como nuevas metodologías para ensayarlos. [3].

En la ciudad de Arequipa y en las diferentes partes del Perú, el suelo natural se encuentra en diferentes porcentajes de saturación, ya que los niveles freáticos se encuentran generalmente por debajo de los niveles de cimentación, por lo que la mayoría de los suelos se encuentran parcialmente saturados.