mecanica de suelos juarez badillo reseña

ACCION DE LA HELADA EN LOS SUELOS
Es uno de los problemas derivado de la congelación del agua libre retenida en el suelo, lo cual genera cambios volumétricos y variaciones de propiedades mecánicas.
La temperatura del agua libre llega a un valor igual a su punto de congelación, el agua se torna sólida y su volumen aumenta. La presión atmosférica, el punto de congelación corresponde a unatemperatura de 0˚C, en tanto que bajo una presión de 600 atmosferas el agua se congela a -5˚C y a 1100 atmosferas a -10˚.
Cuando el agua se congela en masas de suelo:

Para los suelos finos se tienen las siguientes posibilidades.

El espécimen A descansa sobre una base sólida e impermeable, en tanto que los B y C tienen su parte inferior sumergida en agua. En los tres casos, la temperatura de losextremos superiores se mantiene bajo el punto de congelación del agua. A es un sistema cerrado por no variar en el contenido de agua total de la masa del suelo, por lo tanto B sería un sistema abierto. En el caso C pudiera creerse que es abierto, es cerrado por el efecto de la capa de grava fina existente.

Por lo tanto, un sistema abierto puede convertirse en cerrado con el hecho de insertar entre lasuperficie de congelamiento y el nivel freático una capa de gravilla (ejemplo dado en el espécimen C).
Un suelo es susceptible a la acción de la helada cuando en él pueden desarrollarse lentes apreciables de hielo puro.

Efectos de la helada
Cuando el agua se congela en un vacio del suelo bajo una presión moderada actua como una cuña, separando las partículas solidas y aumentando el volumen de losvacios. Cuando la congelación ocurre en un suelo no susceptible a la helada, como la grava o arena, o en un sistema cerrado, el aumento de volumen, según se indico tiene como limite 10% del volumen inicial de los vacíos, por lo que en un suelo de superficie horizontal la elevación de dicha superficie no podrá ser mayor que:
h = 0.1 n H
(1.1)

Dónde:
n= porosidad media del suelo
H= espesor delsuelo

En un sistema abierto la expansión por congelación puede llegar a ser mucho mayor que el limite indicado. La presión que ejerce el suelo al expanderse no esta determinada con exactitud. Cualquier estructura situada sobre el suelo, se elevara juntamente con él.
En el tema del asentamiento, en los suelos no susceptibles a las heladas, este puede acotarse por la expresión 1.1, el valor delasentamiento no puede exceder aumento de volumen causado por el proceso previo de congelación.
En el caso de que los suelos formen taludes o laderas, la acción de las heladas produce en esencia un movimiento de las partículas hacia el pie del talud. Si el material no es susceptible, las partículas que en la superficie del talud se desplazan normalmente a dicha superficie, durante la congelación; duranteel deshielo estas partículas descienden verticalmente. Cuando el material es susceptible, particularmente en limos, la mayor parte del desplazamiento ocurre durante la licuación posterior de los lentes de hielo formados en el periodo de congelación, paralelamente a la superficie del talud; esta licuación hace que el suelo colocado sobre los lentes de hielo se desintegre y fluya prácticamente comoun liquido viscoso; este fenómeno se conoce con el nombre de solifluxión.
En muros de retención la congelación del agua libre en el suelo detrás de la estructura, produce un aumento de presión sobre ellos, esta es mayor en suelos susceptibles a las heladas.
Soluciones para evitar la acción nociva del congelamiento de las capas superficiales del terreno por efecto climático:
a) Substitucion de lossuelos susceptibles a la helada por otros no susceptibles.
b) Drenaje adecuado para abatir el nivel freático a una profundidad mayor que la altura máxima de ascensión capilar del suelo.
c) Conversion del sistema abierto existente en cerrado. Colocando una capa de material grueso en la profudidad de congelación y rellenado con el material original.
Aplicado a caminos y aeropistas.
Clasificación...