Importance of influence of stress state, strain level and microstructure in geotechnical applications in residual soils

Importance of influence of stress state, strain level and microstructure in geotechnical applications in residual soils.

A continuación se abordará la importancia de los temas tratados hasta el momento en el contexto de la ingeniería geotécnica así como la influencia de estos en la aplicación de los conceptos de los suelos residuales en la ingeniería práctica.

Estado de esfuerzos

El comportamiento mecánico de los suelos residuales es complejo debido a su alto grado de heterogeneidad, sin embargo mediante ensayos de laboratorio se puede caracterizar este tipo de suelo, es así como se ha comprobado que el estado de esfuerzos en los suelos residuales juega un roll importante a medida que el grado de meteorización aumenta, por lo tanto, se muestra que para suelos con grados de meteorización de IV y V según la clasificación de la Geological Society of London (1997) llamados suelos residuales y suelos saprolíticos respectivamente, la fluencia en el comportamiento mecánico del estado de esfuerzos es mayor para los primeros, es decir los suelos residuales en la figura 1 se muestra el perfil de meteorización y se indica los grados de meteorización del suelo en estudio.

[pic 1]

Fig 1. Perfil de meteorización del suelo en estudio -Loading-collapse behavior of residual soils from a granodiorite of Colombia central mountains, Pineda Jaimes and Colmenares – 2010.

En este estudio se evaluó el potencial de colapso de suelos residuales de un batolito Antioqueño de los cuales se extrajeron muestras de diferente profundidad asegurando que se evaluaran tanto suelos residuales como saproliticos, estas muestras fueron ensayadas a diferentes presiones de confinamiento y posteriormente fueron humedecidas registrando el cambio de volumen durante el proceso, con estos ensayos de laboratorio se pudo observar que los cambios de volumen súbitos durante el humedecimiento se presentaron en los suelos residuales es decir en los suelos con mayor grado de meteorización, mientras que en los suelos saproliticos no se presentó este fenómeno, sin embargo se pudo observar que este fenómeno desaparece en los suelos residuales para presiones de confinamiento mayores a 213 kPa, este comportamiento se puede explicar de la siguiente manera; Cuando el suelo residual entra en contacto con el agua, las fuerzas debidas a la succión caen súbitamente y debido a que el tamaño reducido poros en estos suelos, las fuerzas debidas a la succión son grandes, por lo tanto decrece rápidamente la resistencia con el humedecimiento  lo que conlleva a cambios rápidos de volumen.

Las deformaciones experimentadas en el suelo residual bajo procesos de humedecimiento pueden explicar cualitativamente los hundimientos causados en edificaciones livianas luego de lluvias intensas sobre estos suelos.

Nivel de deformación

Cuando el suelo es deformado a niveles mayores que las deformaciones denominadas de baja amplitud, el suelo no se comportará de una manera lineal y por lo tanto experimentará ablandamiento por deformación o degradación, los valores del módulo de cortante máximo      [pic 2]

Propiedades dinámicas de suelos residuales medidas en niveles de deformación por debajo de un límite preestablecido

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