Geotecnia

Capítulo 2 PROPIEDADES FÍSICAS

Dadas las características bajo las cuales se forman los suelos, se encontrará que estos están constituidos por partículas sólidas, resultado de la meteorización de la roca madre que lo originó, las cuales están unidas de tal forma que han dejado espacios entre ellas permitiendo así el almacenamiento de algunas sustancias tales como agua o gases (principalmenteaire, aunque pueden presentarse vapores sulfurosos, anhídrido carbónico, etc); las relaciones entre peso y volumen existentes entre estos componentes determinarán las propiedades físicas de los suelos y de las rocas. 2.1. FASES El suelo y los depósitos de roca están conformados por tres fases: fase sólida, fase líquida y fase gaseosa. 2.1.1. Fase Sólida Básicamente está constituida por laspartículas minerales que conforman las rocas y los suelos las cuales pueden tener tamaños macroscópicos o microscópicos y se presentan en cantidades variables. 2.1.2. Fase líquida Constituida principalmente por agua, aunque existen otros líquidos que se encuentran llenando los espacios existentes en la estructura de la roca o del suelo (agua intersticial) y en algunas ocasiones su cantidad es tal que losllena completamente originando así los suelos y las rocas saturadas. La capa viscosa del agua absorbida también se incluye dentro de esta fase, pues puede desaparecer al someter el suelo a un proceso de secado.

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2.1.3 Fase Gaseosa La comprenden el aire y los gases que ocupan los poros que no han sido invadidos por los líquidos que componen el suelo.

AirePartículas minerales o suelos Figura 2.1 Fases de un suelo (corte microscópico) Agua

2.2. RELACIONES DE FASE Las propiedades físicas de los suelos se definen a través de las relaciones entre los pesos y volúmenes entre las tres fases que lo componen. Para facilitar su análisis se utilizó el siguiente esquema:
Va Vv AIRE Wa=0

V

Vw

AGUA

Ww

W

Vs

SUELO

Ws

En él se representanlas proporciones en masa y volumen de las fases que constituyen una muestra típica de suelo, donde: V: Vs: Vw: Va : Vv: W: volumen total de la muestra volumen de sólidos presentes en la muestra volumen de agua volumen de aire volumen de vacíos = Va+Vw peso total de la muestra
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Propiedades de los Suelos

Ws: Ww: Wa:

peso de sólidos peso del agua peso del aire,generalmente se asume 0 (cero).

Las relaciones entre pesos y volumen de las fases del suelo más utilizadas son las siguientes: 2.2.1. Relación de vacíos (e) También llamada índice de poros , es la relación existente entre el volumen de vacíos y el volumen de sólidos del suelo. Su valor teórico puede variar de cero a infinito, aunque en la práctica no suelen encontrarse valores inferiores a 0.25 (arenasmuy compactas con finos) ni mayores de 15 (arcillas totalmente compresibles) Vv e= Vs Un mismo suelo puede tener un emax, emin y un e intermedio dependiendo que tan denso se encuentre. e max: corresponde a l estado más suelto del suelo e min: corresponde al estado denso del suelo. e: relación de vacíos in situ. Esta propiedad física del suelo muestra que nivel de deformación puede presentarse en undepósito de suelo al incrementar los esfuerzos. Esta propiedad tiene relación directa con la compresibilidad. 2.2.2 Porosidad (n) Es la relación entre el volumen de vacíos y el volumen total de una muestra de suelo, expresada en porcentaje, teóricamente varía entre cero (0%) y cien (100%) aunque los valores reales suelen oscilar entre 20% y 95% .
Vv V La porosidad de un depósito es un índice dela permeabilidad de ese material. e=

2.2.3 Saturación (S) La saturación indica el porcentaje de volumen de vacíos que están llenos de agua. Cuando S = 0 % el suelo es seco, y cuando s = 100% el suelo es saturado. Esta puede variar de 0 a 100% teóricamente.

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Vw × 100 Vv El comportamiento geomecánico de un suelo seco es muy diferente al de...