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1. INFORMACIÓN A NIVEL MUNDIAL DE LAS INVESTIGACIONES REALIZADAS EN SUELOS ESPECIALES.

Ubicación de los suelos expansivos a nivel mundial La ilustración N°1 indica que los suelos expansivos están confinados en regiones potencialmente semiáridas en zonas de clima tropical templado. Los suelos expansivos se presentan en abundancia donde la evapotranspiración excede la precipitación. De lo anterior se tiene la teoría de que en las zonas semiáridas la escasa lixiviación ha ayudado en la formación de la montmorilonita. Existen muchos países en el mundo que tienen el problema de suelos expansivos, por ejemplo: Sudáfrica, México, Estados Unidos, Venezuela, Colombia, Costa Rica, Ecuador, Perú, Argentina, Brasil, Cuba, Angola, Mozambique, Kenia, Argelia, Marruecos, Ghana, Israel, Turquía, Irán, Irak, India, Australia, entre otros. En Europa, parece que el único que presenta este problema es España.

Fig.N°1 Distribución de los Suelos Expansivos en el Mundo. (Modificado de G.W. Donaldson, 1969)

Potencialmente los suelos expansivos pueden encontrarse en casi cualquier lugar del mundo. En los países subdesarrollados, muchos de los problemas de suelos expansivos, no han sido reconocidos por lo que es de esperarse que se descubran más regiones de suelos expansivos con el aumento de la cantidad de construcciones cada año en dichos países

Fig.N°2 Daños debido a las arcillas expansivas. África.

Fig.N°3 Daños debido a las arcillas expansivas. Australia.

Fig.N°4 Daños debido a las arcillas expansivas. España.

Fig.N°5 Daños debido a las arcillas expansivas. Viviendas de EU, San Angelo Texas. Se puede apreciar daños en las losas y muros.

En México varias regiones de los estados de Baja California Norte, Campeche, Chiapas, Michoacán, Morelos, Tamaulipas, Sonora y Querétaro se han detectado suelos expansivos. Los suelos expansivos se presentan en regiones con arcillas donde ocurren variaciones significativas de humedad: en zonas como las monzónicas con estaciones muy diferentes, y en las zonas semidesérticas en las cuales se alternan temporadas de sequía con pequeños periodos de precipitación. En especial, los suelos expansivos se encuentran en las zonas semiáridas de las regiones del clima templado y tropical.

Fig.N°6 Daños debido a las arcillas expansivas. Morelos, México. Daños tales como levantamientos de losas y grietas en estructuras.

Fig.N°7 Fallas por Expansión de Suelos en el Centro de Salud de San Antonio - Moquegua

2. IDENTIFICACIÓN CONTRACTANTE

DE

ARCILLAS

EXPANSIVAS

O

Los suelos expansivos se pueden identificar visualmente por varias características, tienen alta plasticidad, si observamos el terreno encontraremos grietas o rajaduras, esto se debe a la expansión y contracción constante que sufre la superficie de estos suelos cuando hay variación de la humedad. Un suelo expansivo, implica no solamente la tendencia a aumentar de volumen cuando aumenta el contenido de agua, sino también la disminución de volumen o contracción si el agua se va perdiendo. Una manera de poder observar si un suelo tiene potencial de hinchamiento o si presenta expansividad es mediante las siguientes metodologías: Análisis Mineralógico: Es determinar las propiedades básicas de las arcillas, mediante técnicas adecuadas de laboratorio, los minerales que conforman la arcilla se pueden evaluar cuantitativamente. Método de los índices: Los ensayos de propiedades índices del suelo pueden ser usados para la evaluación del potencial de hinchamiento de los suelos expansivos. Estos ensayos son fáciles de realizar y deberían ser incluidos en los ensayos rutinarios en la investigación para un estudio de mecánica de suelos en aquellas áreas donde existen antecedentes de presencia de suelos expansivos. Podrían incluir los siguientes ensayos estándar. Límite líquido (LL). Límite plástico (LP). Límite de contracción (LC). Holtz y Gibbs (1956) demostraron que el índice plástico y el límite líquido son índices útiles para determinar las características de expansión de las arcillas Cuadro Nº1. Seed, Woodwuard y Lundgren, considerando que el potencial de hinchamiento está definido como el porcentaje de hinchamiento de una muestra confinada lateralmente, la cual ha sido humedecida bajo una carga de 1.0 lb/pul2 después de ser compactada a la máxima densidad seca y al óptimo contenido de humedad, siguiendo la Norma del ensayo Proctor Modificado ASTM-D1557. Estos autores S = 60 * K * I P2.44 Establecieron la siguiente relación:

IP = Índice plástico

Donde:

K=3.6 x 10-5

(constante)

S = potencial de hinchamiento Una relación entre el potencial de expansión de las arcillas y el índice de plasticidad es como la que se presenta en tabla N°1.

Tabla N°1 Relación entre el potencial de expansión de las arcillas y el índice de plasticidad.

El grado de peligrosidad que ofrecen las arcillas ha sido correlacionado por Holtz y Gibbs en 1954 por medio de su límite de contracción según la tabla N°2, que durante un tiempo fue muy usada. Tabla N°2 Relación entre el potencial de expansión de las arcillas y límite de contracción.

G.F. Sowers en 1961, propuso una correlación basándose en las propiedades índices de los suelos susceptibles a cambios de volumen como se muestra en la tabla N°3. Tabla N°3 Propiedades índices de los suelos susceptibles a cambios de volumen.