RELACIONES VOLUMETRICAS



INTRODUCCION

En un suelo se distinguen tres fases constituyentes: la sólida, la líquida y la gaseosa. La fase sólida está formada por las partículas minerales del suelo (incluyendo la capa sólida adsorbida); la líquida por el agua , aunque en el suelo pueden existir otros líquidos de menor significación; la fase gaseosa comprende sobre todo el aire, pero pueden estar presentes otros gases(vapores sulfurosos, anhídrido carbónico, etc).
Las fases líquida y gaseosa del suelo suelen comprenderse en el volumen de vacíos (Vv), mientras que la fase sólida constituye el volumen de sólidos (Vs). Se dice que un suelo es totalmente saturado cuando todos sus vacíos están ocupados por agua. Un suelo en tal circunstancia consta, como caso particular de solo dos fases, la sólida y la líquida.Considerando las características morfológicas de un conjunto de partículas sólidas, en un medio fluido. Eso es el suelo. Las relaciones entre las diferentes fases constitutivas del suelo (fases sólida, líquida y gaseosa), permiten avanzar sobre el análisis de la distribución de las partículas por tamaños y sobre el grado de plasticidad del conjunto.
Las relaciones entre las fases del suelotienen una amplia aplicación en la Mecánica de Suelos para el cálculo de esfuerzos. La relación entre las fases, la granulometría y los límites de Atterberg se utilizan para clasificar el suelo y estimar su comportamiento. Modelar el suelo es colocar fronteras que no existen. El suelo es un modelo discreto y eso entra en la modelación con dos parámetros, e y h (relación de vacíos y porosidad), y conlas fases.
















Porosidad: n
Se define como la probabilidad de encontrar vacíos en el volumen total. Por eso 0 < n < 100% (se expresa en %). En un sólido perfecto n = 0; en el suelo n ¹ 0 y n ¹100%.

Relación de vacíos o índice de poros: e
Es la relación entre el volumen de vacíos y el de los sólidos. Su valor puede ser e > 1 y alcanzar valores muy altos. En teoría 0< e à ∞. El término compacidad se refiere al grado de acomodo alcanzado por las partículas del suelo, dejando más o menos vacíos entre ellas. En suelos compactos, las partículas.

Ambas propiedades, e y n son parámetros adimensionales, y con frecuencia n se expresa en porcentaje. Como se observa, e vincula el volumen de vacíos con una magnitud constante, para un determinado tipo de suelo, en eltiempo; en tanto n lo hace con un valor que varía en el tiempo ( por cargas, desecamiento, o humectación). Estas dos relaciones se pueden vincular de la siguiente manera:

Contenido de humedad: W
Es la relación, en %, del peso del agua del espécimen, al peso de los sólidos.
El valor teórico del contenido de humedad varía entre:
0 ≤ w→∞ En la práctica, las humedades varían de 0 (cero) hastavalores del 100%, e incluso de 500% ó 600%, en algunos casos.

Grado de saturación: S
Se define como la probabilidad de encontrar agua en los vacíos del suelo, por lo que 0 £ S £ 100%. Físicamente en la naturaleza S ¹0%, pero admitiendo tal extremo, S = 0% Þ suelo seco y S = 100% Þ suelo saturado.

Contenido de aire: ac
Probabilidad de encontrar aire en los vacíos del suelo.
0 ≤ ac ≥ 100%.En el suelo saturado, los vacíos están ocupados por agua ac = 0 En el suelo seco, por aire ac = 100% Naturalmente: S + ac = 100%.

Densidad de los sólidos: ys
el peso específico es la relación del peso unitario de un cuerpo referida a la densidad del agua, en condiciones de laboratorio.
En geotecnia sólo interesa la gravedad específica de la fase sólida del suelo, referida al Peso Unitariodela fase líquida del suelo w, para efectos prácticos.

Gravedad especifica de los sólidos: G o Gs
La gravedad específica es la relación del peso unitario de un cuerpo referida a la densidad del agua, en condiciones de laboratorio y por lo tanto a su peso unitario 0 . En geotecnia sólo interesa la gravedad específica de la fase sólida del suelo, dada por GS = g s / W g pero referida al Peso...