10. DIVERSAS PROPIEDADES DEL SUELO

10.0 Otras propiedades importantes del suelo

Las secciones siguientes definen brevemente otras propiedades del suelo que son importantes para planificar la construcción de diques, presas y canales de tierra. En las últimas seis columnas del Cuadro 26 se enumeran algunos ejemplos de grupos específicos de suelos para diques y presas.

10.1 Permeabilidad del suelo compactado

El grado de permeabilidad del suelo compactado se relaciona con la velocidad a que penetra el agua en éste después de la compactación. Si, después de la compactación, un suelo de grano grueso presenta poros grandes contínuos, el agua penetra con rapidez y se dice que su permeabilidad es alta. Los suelos de grano fino contienen poros muy pequeños continuos y en un suelo fino compactado de grava el agua penetrará muy lentamente y la permeabilidad será baja.

10.2 Características de compactación

Las características de compactación de un suelo indican la reacción relativa de ese suelo al esfuerzo de apisonamiento (consolidación). Los suelos con buenas características de compactación se pueden apisonar mucho con un mínimo de esfuerzo. El material edáfico con un índice de plasticidad de aproximadamente 16% presenta las mayores características de compactación.

Todo suelo tiene un contenido de humedad óptimo que permite compactarlo al máximo con el menor esfuerzo y que hará que el suelo compactado alcance su permeabilidad más baja. Los contenidos de humedad óptimos de los diferentes tipos de suelos son los siguientes:

Suelo

Contenido óptimo de humedad
para la compactación
(variación en %)

Arenas arcillosas mezcla arena-arciIla
11 - 10
Mezcla arena-limo-arcilla con plástico, limo + fracción arcilla
15 - 11
Limo inorgánico, limo arcilloso
24 - 12
Arcilla inorgánica
24 - 12
Limo orgánico
33 - 21
ArciIla inorgánica altamente plástica
36 - 19
Arcilla orgánica
45 - 21

Nota: el contenido de humedad óptimo suele ser de 2 a 3% menor que el límite plástico del suelo.

10.3 Compresibilidad

La compresibilidad es el grado en que una masa de suelo disminuye su volumen bajo el efecto de una carga. Es mínima en los suelos de textura gruesa, que tienen las partículas en contacto. Aumenta a medida que crece la proporción de partículas pequeñas y llega al máximo en los suelos de grano fino que contienen materia orgánica. A continuación se dan algunos ejemplos de compresibilidad para diversos suelos:

  • Las gravas y las arenas son prácticamente incompresibles. Si se comprime una masa húmeda de estos materiales no se produce ningún cambio significativo en su volumen;
  • Las arcillas son compresibles. Si se comprime una mása húmeda de arcilla, la humedad y el aire pueden ser expelidos, lo que trae como resultado una reducción de volumen que no se recupera inmediatamente cuando se elimina la carga.

Los suelos de grano fino que contienen por lo menos 50% de limo + arcilla, pueden clasificarse con arreglo a tres clases de compresibilidad sobre la base de su límite liquido . Estas clases son las siguientes:

  • Compresibilidad baja: LL inferior a 30;
  • Compresibilidad media: LL de 30 a 50;
  • Compresibilidad alta: LL superior a 50.

En general, la compresibilidad es aproximadamente proporcional al índice de plasticidad (véase la Sección 8.5). Mientras mayor es el IP, mayor es la compresibilidad del suelo.

10.4 Coeficiente de dilatación-contracción de los suelos

La dilatación-contracción de un suelo es la cualidad que determina su cambio de volumen cuando cambian las condiciones de humedad. Algunos suelos se contraen cuando están secos y se dilatan cuando están mojados.

El cambio de volumen de la masa de suelo depende de la magnitud del cambio de la humedad y de la cantidad y la clase de arcilla presente en el suelo. A continuación se brindan algunos ejemplos del coeficiente de dilatación-contracción para diversos suelos:

  • Coeficiente de dilatación-contracción bajo: arenoso franco, arena y arcilla caolinita ;
  • Coeficiente de dilatación-contracción alto: arcilla mont morillonita.

10.5 Resistencia al esfuerzo cortante

La resistencia de un suelo al esfuerzo contante indica la resistencia relativa de éste a los corrimientos de tierra bajo carga. La resistencia máxima a los corrimientos de tierra se da en los suelos compuestos de grava limpia con menos de 5% de limo + arcilla. La resistencia de los suelos al esfuerzo cortante disminuye a medida que aumentan las partículas finas. Es mínima en los suelos orgánicos de grano fino y, por ejemplo, al construir una presa, es importante eliminar todo el suelo orgánico para disminuir la posibilidad de corrimientos.

10.6 Susceptibilidad a la socavación

La susceptibilidad de un suelo a la socavación indica el grado de erosión interna que tiene lugar cuando el agua atraviesa los poros o las grietas de dicho suelo. Los suelos muy susceptibles a la socavación son los que tienen grandes poros por los que el agua pasa rápidamente, pero cuyos granos son tan finos y faltos de cohesión como para desplazarse con facilidad por separado. Los materiales más susceptibles son las arenas finas y los limos no plásticos que tienen un índice de plasticidad inferior a 5. Aunque quizás las arenas gruesas y la grava también dejen pasar el agua rápidamente, ofrecen mayor resistencia a la erosión interna porque se componen de partículas grandes separadas. Otros suelos de baja susceptibilidad a la socavación son los de grano fino, cohesivos y plásticos que dejan pasar el agua con mucha lentitud y resisten bien la erosión interna.