Geotecnia - Estructura del suelo

INTRODUCCIÓN
La corteza terrestre está compuesta por dos tipos de materiales que genéricamente se denominan roca y suelo. La mecánica de suelos, como su nombre lo indica, se dedica al estudio de la segunda categoría, y naturalmente, es necesario algún índice que sirva de elemento separador para poder entender de que se trata cuando hablamos de roca y de suelo.
El libro de Terzaghi-Peck(Mecánica de suelos en la Ingeniería Práctica) define el suelo como un conglomerado de partículas unidas por fuerzas cohesivas de poca potencia, y plantea después el interrogante sobre cuáles son las fuerzas cohesivas de poca potencia, llamando fuerzas cohesivas de poca potencia a aquellas que pueden contrarrestarse por una acción mecánica poco intensa, como la agitación en agua. De manera que el límitede separación entre uno y otro elemento que forman la corteza es muy complejo.
En realidad, el problema no tiene mucha importancia porque, en definitiva, las leyes de la mecánica de suelos son también aplicables a las rocas que tienen poco poder cohesivo y las leyes de la mecánica de rocas son aplicables a los suelos que tienen mucho poder cohesivo, de manera que pueden utilizarseindistintamente. Por lo tanto, en Mecánica de Suelos, vamos a tratar los casos que no merecen ninguna duda, es decir, aquellos formados por elementos de la corteza terrestre que son fácilmente disgregables.

1. ESTRUCTURACIÓN DE LOS SUELOS
Un suelo nunca es un mero agregado desprovisto de organización, sino que sus partículas se disponen en forma organizada y compleja, siguiendo leyes naturales y según laacción de fuerzas que son susceptibles de un análisis detallado.
En los suelos formados por partículas relativamente grandes (gravas, que van de 2-64 milímetros, y arenas con 0.063 a 2 milímetros), las fuerzas que intervienen para formar la estructura son conocidas y sus efectos son relativamente simples de calificar; por ello, prácticamente no hay discusión respecto al mecanismo de estructuraciónque, por otra parte, es verificable a simple vista.
Por el contrario, en los suelos formados por partículas muy pequeñas (limos y arcillas), las fuerzas que intervienen en los procesos de estructuración son de un carácter mucho más complejo y las estructuras resultantes son sólo parcialmente verificables por métodos indirectos, relativamente complicados.
Tradicionalmente, se han considerado lasestructuras simples, panaloide y floculenta como las básicas en los suelos reales.



1.1 ESTRUCTURA SIMPLE
Es aquella producida cuando las fuerzas debidas al campo gravitacional terrestre son claramente predominantes en la disposición de las partículas; es por lo tanto, típica de suelos de grano grueso (gravas y arenas limpias) de masa considerable y comparativamente importante.
Desde elpunto de vista ingenieril, el comportamiento mecánico e hidráulico de un suelo de estructura simple queda definido principalmente por dos características: la densidad relativa del manto y la orientación de las partículas.
El término “densidad relativa” se refiere al grado de acomodo alcanzado por las partículas del suelo, dejando más o menos vacíos entre ellas. A la densidad relativa se le conocecomúnmente como “compacidad relativa”.
En un suelo muy compacto, las partículas sólidas que lo constituyen tienen un alto grado de acomodo y la capacidad de deformación bajo carga, será pequeña. En suelos poco densos se tiene un menor grado de acomodo, es decir, en ellos el volumen de vacíos y, por ende, la capacidad de deformación será mayores.
Una base de comparación simple para tener unaidea de la densidad alcanzable por una estructura simple, se tiene estudiando la disposición de un conjunto de esferas iguales. En las figuras se muestran los estados más suelto y más densos posibles de tal conjunto.















Las arenas naturales muy uniformes en tamaño poseen valores de porosidad (n) y relaciones de vacíos (e) que se acercan mucho a los consignados...