Columna Capilar

La columna capilar presenta una presión negativa. Esta presión es mayor cuando el suelo recibe agua desde arriba y esta escurre, saturándose primero los poros más pequeños. En materiales muy lisos, como el vidrio, el ángulo alfa es cero. Los poros de menor tamaño tienen la capacidad de elevar el nivel del agua mucho más que los poros grandes. La altura capilar (hc) varía si el suelo se inunda desde abajo por succión o si el agua escurre verticalmente hacia abajo.

Condición de Esfuerzo Efectivo

La condición de esfuerzo efectivo cero se alcanza cuando las presiones del flujo vertical en un suelo anulan el esfuerzo efectivo, o cuando existe una tendencia al reacomodo rápido de las partículas que intentan disminuir el volumen del suelo antes de que pueda drenar. En esta condición, no hay fuerza neta entre las partículas y el suelo no soporta carga momentáneamente.

Respuesta del Suelo a Esfuerzos

Cuando un suelo es sometido a un esfuerzo, pueden ocurrir tres situaciones:

a) Condición Contractiva

Si el suelo presenta una condición contractiva, donde el estado de esfuerzos supera la resistencia residual, experimenta grandes deformaciones y se comporta como un fluido (licuefacción).

b) Condición Parcialmente Contractiva

En una condición parcialmente contractiva, el estado de esfuerzos es menor que la resistencia residual, pero puede alcanzarla momentáneamente. El suelo se expande con la carga, disminuyendo la presión de poros. Si la carga es estática, la deformación se detiene. Si es cíclica, se produce un vaivén debido al cambio de dirección de las cargas, formándose bloques dentro de la masa del suelo que rompen la superficie del terreno. Los esfuerzos efectivos no necesariamente llegan a cero, pero se presentan grandes deformaciones.

c) Condición de Dilatación

En una condición de dilatación, el estado de esfuerzos es muy pequeño en comparación con la resistencia residual, que es relativamente alta. El suelo tiende a expandirse constantemente al ser cargado, lo que detiene el movimiento debido a la generación de presiones negativas. Si la carga es cíclica y actúa por un tiempo prolongado, se alcanza la condición de esfuerzo efectivo cero cada vez que la carga pasa por cero entre ciclos. Las deformaciones en la masa del suelo son limitadas, pero deben ser consideradas.

Arena Movediza y Cero Esfuerzo

El fenómeno de cero esfuerzo debido al flujo vertical se conoce como arena movediza. Este estado es equivalente a un fluido con un peso unitario casi el doble del agua, por lo que la idea de que «traga» objetos es incorrecta. Dependiendo del estado de la arena, puede encontrarse en alguna de las condiciones mencionadas anteriormente, donde el movimiento se detiene al hundirse un objeto en el suelo. Las arenas contractivas no son comunes en la naturaleza.

Resistencia al Corte

En la condición de cero esfuerzo efectivo, el suelo no posee resistencia al corte debido a la falta de fricción entre los granos.

Columna Capilar (Repetición)

La columna capilar presenta una presión negativa. Esta presión es mayor cuando el suelo recibe agua desde arriba y esta escurre, saturándose primero los poros más pequeños. En materiales muy lisos, como el vidrio, el ángulo alfa es cero. Los poros de menor tamaño tienen la capacidad de elevar el nivel del agua mucho más que los poros grandes. La altura capilar (hc) varía si el suelo se inunda desde abajo por succión o si el agua escurre verticalmente hacia abajo.

Condición de Esfuerzo Efectivo (Repetición)

La condición de esfuerzo efectivo cero se alcanza cuando las presiones del flujo vertical en un suelo anulan el esfuerzo efectivo, o cuando existe una tendencia al reacomodo rápido de las partículas que intentan disminuir el volumen del suelo antes de que pueda drenar. En esta condición, no hay fuerza neta entre las partículas y el suelo no soporta carga momentáneamente.

Respuesta del Suelo a Esfuerzos (Repetición)

Cuando un suelo es sometido a un esfuerzo, pueden ocurrir tres situaciones:

a) Condición Contractiva (Repetición)

Si el suelo presenta una condición contractiva, donde el estado de esfuerzos supera la resistencia residual, experimenta grandes deformaciones y se comporta como un fluido (licuefacción).

b) Condición Parcialmente Contractiva (Repetición)

En una condición parcialmente contractiva, el estado de esfuerzos es menor que la resistencia residual, pero puede alcanzarla momentáneamente. El suelo se expande con la carga, disminuyendo la presión de poros. Si la carga es estática, la deformación se detiene. Si es cíclica, se produce un vaivén debido al cambio de dirección de las cargas, formándose bloques dentro de la masa del suelo que rompen la superficie del terreno. Los esfuerzos efectivos no necesariamente llegan a cero, pero se presentan grandes deformaciones.

c) Condición de Dilatación (Repetición)

En una condición de dilatación, el estado de esfuerzos es muy pequeño en comparación con la resistencia residual, que es relativamente alta. El suelo tiende a expandirse constantemente al ser cargado, lo que detiene el movimiento debido a la generación de presiones negativas. Si la carga es cíclica y actúa por un tiempo prolongado, se alcanza la condición de esfuerzo efectivo cero cada vez que la carga pasa por cero entre ciclos. Las deformaciones en la masa del suelo son limitadas, pero deben ser consideradas.

Arena Movediza y Cero Esfuerzo (Repetición)

El fenómeno de cero esfuerzo debido al flujo vertical se conoce como arena movediza. Este estado es equivalente a un fluido con un peso unitario casi el doble del agua, por lo que la idea de que «traga» objetos es incorrecta. Dependiendo del estado de la arena, puede encontrarse en alguna de las condiciones mencionadas anteriormente, donde el movimiento se detiene al hundirse un objeto en el suelo. Las arenas contractivas no son comunes en la naturaleza.

Resistencia al Corte (Repetición)

En la condición de cero esfuerzo efectivo, el suelo no posee resistencia al corte debido a la falta de fricción entre los granos.