Geotecnia De Suelos Saturados

CIENCIAS DE LA TIERRA

GEOTECNIA EN SUELOS NO SATURADOS
Por Miguel Angel Alfaro Soto1 Resumen
Alfaro Soto, M.A.: Geotecnia en suelos no saturados. Rev. Acad. Colomb. Cienc. 32(125): 471-481, 2008. ISSN 0370-3908. Se presenta una síntesis sobre tópicos referentes a la mecánica de suelos no saturados con la finalidad de incentivar su adopción en la Geotecnia. Se muestran aspectos más relevantesrelativos al tema tales como: características del suelo no saturado, conceptos de succión, variables de estados de tensión y algunas teorías para retratar algunas propiedades mecánicas como variación de volumen y resistencia al corte y por otro lado, propiedades hidráulicas como permeabilidad en suelos no saturados. Palabras clave: geotecnia, suelo no saturado, succión.

Abstract
In thispaper, a synthesis on referring topics to unsaturated soils mechanics is presented to incentive their practice in geotechnical engineering. Some important aspects are presented as: unsaturated soil characteristics, suctions concepts, stress state variable and some theories to portray some mechanical properties like as volume change and shear strength and on the other hand, hydraulic properties aspermeability in unsaturated soils. Key words: geotechnical engineering, unsaturated soil, suction.

Introducción Conceptos de la Mecánica de Suelos clásica fueron desarrollados, en su mayoría, considerando el suelo saturado. Esto se debió probablemente a factores como: casi o total saturación de los suelos en los países donde esas teorías fueron concebidas (climas templados y fríos del hemisferioNorte), porque la saturación constituye la si-

tuación crítica para una diversidad de obras o debido a la simplificación de los modelos para explicar el comportamiento de esos sistemas bifásicos (solo y agua completamente ocupada en los vacíos del suelo). Sin embargo, una gran parte de la población del mundo se encuentra implantada en centros urbanos en que predominan suelos con nivel freáticoprofundos donde los

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Doctor, Laboratorio de Estudos de Bacias (LEBAC), Universidade Estadual Paulista (UNESP), Rio Claro-SP, Brasil, alfaro@rc.unesp.br.

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REV. ACAD. COLOMB. CIENC.: VOLUMEN XXXII, NÚMERO 125-DICIEMBRE DE 2008

vacíos del suelo no se encuentran totalmente ocupados por agua y sí con agua y aire. En esos lugares, son necesarias nuevas formulaciones para entender loscomportamientos de esos suelos, así como, nuevas metodologías para ensayarlos (Wolle, 2004). Las limitaciones de la Mecánica de Suelos tradicional son evidentes cuando se necesita explicar las deformaciones en suelos no saturados o de las estructuras apoyadas en esos suelos (pavimentos, taludes, cimentaciones entre otros) sujetos a cargas de servicio o en los estados de tensiones totales presentesin situ. Algunos trabajos (Parreira et al., 2004; Alfaro Soto, 2004) han mostrado la influencia del grado de saturación en la deformación e resistencia de los suelos. Esta situación, puede ser más compleja aún, cuando nos encontramos con suelos de características expansivas o colapsables donde la estructura del suelo también influye en la variación del volumen del suelo tal como mostrado porPereira & Pejón (2004), Teixeira et al. (2004), entre otros. En todos los casos mencionados, el volumen del suelo no saturado se modifica por que se encuentra sometido a un estado de tensión diferenciado e influenciado por una componente denominada tensión de succión. La succión puede hacer variar el volumen del suelo, sin embargo, su magnitud, depende de la humedad del medio poroso como veremos másadelante pues, succión y humedad se relacionan íntimamente. Problemas geotécnicos de estados límites (estabilidad de taludes, capacidad de carga de cimentaciones superficiales o profundas, estabilidad de contenciones, etc.), relativos a la resistencia al corte de suelos no son diferentes, y son analizados considerando el suelo saturado. Podemos mencionar la estabilidad de taludes como un ejemplo...