7/22/2019 Suelos Finos Cohesivos
1/23
1
Suelos Finos Cohesivos
-Estructura Qumica
-Propiedades Fsicas-Problemas Ingenieriles
7/22/2019 Suelos Finos Cohesivos
2/23
2
Arcillas
Resultado de la meteorizacin qumica derocas
Partculas tamao coloidal ( propiedades fsicas soninfluenciadas por fuerzas superficiales.
7/22/2019 Suelos Finos Cohesivos
3/23
3
Arcillas
Unidad estructural bsica: un tetraedro de slicey un octaedro de almina.
Silicio y Aluminio pueden ser parcialmentereemplazados en lo denominado sustitucinisomorfa.
Por combinacin de las unidades bsicas seforman estructuras laminares
7/22/2019 Suelos Finos Cohesivos
4/23
4
Minerales de Arcilla
Tres Tipos Principales: Caoln, Ilita yMontmorillonita.
Slice Almina
Caoln
S.E.=15m2/g
K+
Ilita
S.E.=80m2
/g
nH2O
Montmorillonita
S.E.=800m2
/g
7/22/2019 Suelos Finos Cohesivos
5/23
Sustitucin isomorfa de Al o Si por tomosde menor valencia, disociacin de OH y
quiebre estructural en los bordes=>cargas negativas superficiales =>cationes son atrados con fuerzas dbiles.
A mayor superficie especfica, mayorcarga negativa neta.
En estado seco, las cargas negativas sebalancean con cationes intercambiables,Ca+2, Mg+2, Na+ y K+.
7/22/2019 Suelos Finos Cohesivos
6/23
En estado hmedo, cationes y aniones flotanalrededor de partculas de arcilla. Las molculasdipolares de agua son atradas a las partculas ylos cationes formando una pelcula de aguaalrededor de la arcilla. Otras molculas de aguarodean a las partculas por enlaces de H (Agua
adsorvida).
Arcilla +
+
+
+
+H2O
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
7/22/2019 Suelos Finos Cohesivos
7/23
7
Como resultado de la incorporacin deagua, las arcillas presentan un
comportamiento ingenieril variable segnsu condicin de humedad, y presentanpropiedades distintivas como la
plasticidad, sensitividad, expansividad,etc.
7/22/2019 Suelos Finos Cohesivos
8/23
8
Estructura
Las fuerzas totales (cargas) y ambiente desedimentacin influencian la forma estructuralde las partculas de arcilla. Si hay repulsin, laspartculas se orientan cara-cara en unaestructura denominada dispersa (a).Si hayatraccin=> orientacin cara-borde en
estructura floculada, la cual ocurre tambin enambientes de sedimentacin tranquilos (b).
a b
7/22/2019 Suelos Finos Cohesivos
9/23
9
Sensitividad y Quick Clays
Tpicamente en arcillasfloculadas en estadometaestable, al ser
remoldeadas cambianabruptamente suestado a uno viscoso.
Indice de LiquidezIL=(w-LP) / IP
IL>1 => Sensitiva
IL Disecacin
Quick Clays: Arcillassensitivas fluidizadas alser perturbadas.
Arcillas sensitivaspueden producirgrandes asentamientos
y generardeslizamientos enladeras.
7/22/2019 Suelos Finos Cohesivos
10/23
7/22/2019 Suelos Finos Cohesivos
11/23
After remolding
7/22/2019 Suelos Finos Cohesivos
12/23
Salt makes the differance!
7/22/2019 Suelos Finos Cohesivos
13/23
7/22/2019 Suelos Finos Cohesivos
14/23Foto: Andrea Taurisano, NVE
7/22/2019 Suelos Finos Cohesivos
15/23
15
Ejemplo: Video de Quick clays en Rissa,Noruega, 1978
7/22/2019 Suelos Finos Cohesivos
16/23
16
7/22/2019 Suelos Finos Cohesivos
17/23
17
Suelos Colapsables
Partculas en estado metaestable enestado seco, pierden sus enlaces (tensin
superficial de agua en contactos o arcillas)al ser saturadas, colapsando. Efectotambin puede ocurrir ante cargas
dinmicas grandes (ej: terremotos).
7/22/2019 Suelos Finos Cohesivos
18/23
18
7/22/2019 Suelos Finos Cohesivos
19/23
19
Suelos Expansivos
Principalmente arcillas montmorillonticas(ej:esmectita) y rocas con alto contenido deminerales expansivos (algunas lutitas y
arcillolitas, tobas meteorizadas, etc.). Alagregarle agua se expanden y al secarse secontraen, deformando la superficie.
Problemas se presentan en la zona activa,aquella que experimenta cambios estacionalesde humedad importantes.
Vegetacin puede contraer el suelo en periodos
secos al absorber el agua.
7/22/2019 Suelos Finos Cohesivos
20/23
20
Arcillas Expansivas
Asentamientos diferenciales
en la sub-rasante de un
camino, formada por arcillas
expansivas
Arcilla expansiva disecada,
presenta laminacin y
tiende a romperse por los
planos de debilidad
7/22/2019 Suelos Finos Cohesivos
21/23
21
Casas con asentamientos diferenciales fundadas en arcillas
expansivas, Denver, EEUU.
7/22/2019 Suelos Finos Cohesivos
22/23
22
Caractersticas Ingenieriles
de Suelos Finos
Presentan plasticidad en diversos grados, suelotiende a deformarse plsticamente ante cargas.
Baja permeabilidad y conductividad hidrulica.Asentamientos a largo plazo por procesos de
consolidacin.
Suelen ser ms problemticos como suelos defundacin que suelos granulares.
Adicionalmente, pueden ser expansivos, sensitivosy/o colapsables. En caso de limos no cohesivos,
pueden sufrir licuefaccin.
7/22/2019 Suelos Finos Cohesivos
23/23
Resumen: Caractersticas Generales de los Suelos
Tipo Descripcin Cond.Hidrulica
Implicaciones Prcticas
Granulares
Partculas equidimensionales
Alta
Baja presin de poros capilar
Grandes vacos Respuesta drenada
Baja superficie especfica Propiedades desde ensayos in situ
Comportamiento dominado
por gravedadBaja razn de vacos deformacin (eo)
Baja compresibilidad
Cohesivos
Partculas pequeas yplanares
Baja
Alta presin de poros capilar
Pequeos vacos Respuesta no drenadaAlta superficie especfica Propiedades desde ensayos de
laboratorio e in situ
Comportamiento dominadopor fuerzas superficiales
Alta razn de vacos deformacin (eo)
Alta compresibilidad
Top Related