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• Edgar Virhuez Zarzosa

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Suelos según comportamiento: • Suelos expansivos: cambian su volumen con cambios de humedad • Suelos colapsables: volumen decrece abruptamente cuando está saturado • Arcillas sensibles (“quick clays”): parecen estables pero repentinamente se licúan y fluyen • Zona activa: porción del perfil con cambios en el contenido de humedad estacionales

Suelos expansivos Deben contener una cantidad importante de montmorillonita. En USA causan pérdidas anuales de 2.3 billones de dólares, más que terremotos, tornados, etc.

La expansibilidad está relacionada con la capacidad de la arcilla de encogerse e hincharse. En general estos materiales requieren gran cantidad de agua para cambiar de sólido a líquido viscoso.

Estos suelos presentan problemas cuando variaciones ambientales causan cambios en el contenido de humedad, produciendo cambios de volumen.

El clima controla el comportamiento al hacer variar el nivel de agua subterránea.

En regiones muy húmedas o muy secas puede no haber problemas porque el NF se encuentra, permanentemente, o muy alto o muy bajo.

Suelos expansivos en pendiente presentan un tipo de creep en el cual el movimiento, paralelo a la pendiente, es el resultado de un movimiento perpendicular a la pendiente durante el hinchamiento y paralelo a la gravedad durante el resecamiento.

Drenaje pobre, heredado de una topografía o por construcción, puede causar acumulaciones locales de agua que causen variaciones en la montmorillonita y por lo tanto afectar la fundación.

Zona activa (de humedad del suelo) Porción del perfil donde ocurren variaciones estacionales en el contenido de humedad. Es importante porque es la profundidad crítica para el hinchamiento que puede afectar las fundaciones. Se investiga los primeros 5 m y se monitorea en el largo plazo.

Vegetación cerca de una fundación puede determinar variaciones locales en el contenido de humedad y afectar fundaciones. Autores aconsejan plantar árboles a una distancia no menor que la 1/2 de la altura que será alcanzada por el árbol.

Suelos susceptibles a licuefacción Arenas de baja densidad o limos usualmente saturados. Cuando son sujetos a vibraciones (naturales o inducidas) el agregado se densifica aumentando la presión de poros con la correspondiente disminución de la resistencia al cizalle. El extremo es que =0 y por lo tanto el suelo se comporta como un fluido.

Suelos Colapsables Suelos que disminuyen su volumen bruscamente al estar saturados. En la naturaleza éstos se encuentran secos o parcialmente saturados hasta que cambia su contenido de humedad. Generalmente asociados con materiales constituidos por arena fina, limo y arcilla depositados a lo largo de la base de los cerros en ambientes semiáridos.

Los suelos colapsables fueron depositados en condiciones metaestables que son inestables cuando el suelo se satura. Se cree que la estructura del suelo, cuando está parcialmente saturada, está soportada por la tensión superficial del agua “colgada” en los contactos de los granos y que la saturación del suelo llena los espacios reduciendo la tensión superficial a cero.

En suelos secos el agente sopotante sería una placa orientada de arcilla. El colapso ocurriría porque la saturación suspendería la placa de arcilla.

Exceso de riego o ruptura de cañería es suficiente para hacer colapsar el suelo. Subsidencias

Arcillas sensitivas (“quick clays”) Son arcillas que pierden su resistencia al ser remoldeadas.

El mecanismo del colapso es aún debatido. Se propone que el mecanismo se debe al contacto metaestable de la arcilla. Lo más reciente sugiere que la arcilla correspondería a polvo de roca unido por un cemento débil que puede existir en estado sólido y líquido al mismo contenido de humedad.

Arcilla sensitiva (“quick clay”) Es un sólido a bajas tasas de strain y líquido a alta (shock). Son sensibles al remoldeo sufriendo pérdida de resistencia al cizalle por daño en la estructura original.

Sensitividad Se define como la razón: A/B A= resistencia (no drenada) en estado no perturbado y B= resistencia (no drenada) en estado remoldeado. (al mismo contenido de humedad)

La mayorías de las arcillas tiene sensitividad 1-4

Arcillas sensitivas Arcillas extrasensitivas Quick clays

4-8 8-16 >16 (hasta 100)

Términos y conceptos relacionados a suelos • • • • •

Licuefacción: pérdida de resistencia y fluye Piping: lavado de material granular Sal: oxidación del fierro, daño en hormigón Capilaridad: retención de agua sobre el N.F. Trabajabilidad: problemas con CH.

Problema de las rx volcánicas Las rocas volcánicas contienen vidrio volcánico como un constituyente principal. Este material reacciona con los álcalis del cemento causando quebraduras y severos daños estructurales. Otros minerales potencialmente reactivos son el ópalo, zeolitas y yeso que pueden ocurrir como amígdalas en rocas volcánicas.