Ecuaciones Material Anisotropico

Capítulo 6






EL AGUA EN LA GEOSFERA

















Con esta expresión se quiere mencionar el contenido de agua presente en todos los espacios que deja la fase sólida de los suelos y de las rocas, que es una muy pequeña parte de la hidrosfera. Se puede asumir que la fase sólida le da ( la estructura a los diferentes estratos de suelo o de roca, y el agua haceparte de los vacíos y su interacción con los componentes minerales modifican o fortalecen la estructura por los cambios mineralógicos que se pueden presentar en la parte sólida de los suelos y rocas al estar en contacto con el agua en el flujo que se genera al interior del continuo, que la presencia del agua en un depósito interfiere en su comportamiento geomecánico, pues no solo modifica lacondición de esfuerzos sino que cambia algunas propiedades.

El agua esta presente en un suelo o en una roca, porque quedó involucrada en su formación o por infiltración que proviene del agua lluvia, de corrientes subterraneas de agua o hielo, de lagos o del mar, este flujo del agua a través de los suelos y las rocas hace parte de el ciclo hidrológico del agua.


6.1 CICLO HIDROLÓGICO

En lasuperficie terrestre o geósfera, el agua se encuentra contenida en un espacio llamado hidrosfera que se extiende desde unos 15 Km, arriba de la atmósfera hasta aproximadamente 1 Km por debajo de la corteza terrestre. La circulación del agua en los diferentes estados, a través de un laberinto de caminos en la hidrosfera se conoce como ciclo hidrológico. Este no tiene ni principio ni fin y susdiversos procesos como la precipitación, escorrentia, infiltración, evaporación y evapotranspiración ocurren en forma simultanea y continua. La interacción agua suelo, o agua roca tiene que ver con este ciclo, y el comportamiento geomecanico de estos materiales depende en gran medida del contenido de agua que se encuentre haciendo parte del deposito, del estrato o parte de la estructura como en elcaso de los suelos finos. Resulta de gran importancia el estudio de la interacción suelo-agua, roca agua para lograr resultados satisfactorios en el diseño de obras en ingeniería. En la Figura 6.1 se presenta un perfil estratigráfico de suelo donde aparecen las diferentes zonas que se presentan en el material subyaciente por efecto de la infiltración o del flujo de agua a través de la estructuracomformada por los solidos de los suelos y las rocas .

Figura 6.1 Disposición del agua en un perfil estratigráfico


Del análisis global del ciclo hidrológico, se puede definir que para cada 100 unidades de volumen de precipitación terrestre 61 retornan directamente a la atmósfera por procesos de evaporación y evapotranspiración , de las 39 unidades restantes 38 se convierten en flujosubsuperficial y superficial, la unidad restante percola para recargar el agua subterránea, es decir de 39 unidades que llegan a la superficie terrestre , solamente una unidad alimenta el nivel freático. En los estudios geotécnicos reviste gran importancia la intensidad, frecuencia y duración de la precipitación, e interacción con los depósitos de suelo o roca en el sitio donde se va a desarrollarun proyecto, en este capítulo se presentan algunos metodologías, utilizadas para cuantificar la acción del agua en la determinación del comportamiento de los suelos y rocas que son utilizados en las obras de ingeniería.

6.1.1 Infiltración del agua en los suelos
La infiltración o percolación y el flujo subterráneo dan origen en un determinado lugar a la saturación del material, esto sedenomina nivel freático, y puede definirse como el lugar geométrico de los puntos en los que la presión del agua que se encuentra en los espacios de depósitos de suelo o mantos rocosos es la presión atmosférica, en el caso de análisis de esfuerzos, esta presión se toma como nula. El nivel freático corresponde al lugar geométrico de las alturas o cotas que alcanza la superficie del agua en pozos de...