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 �ltimas 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 �ndice 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:
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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.
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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 l�mite 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 �ndice
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.
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