Succiones

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
FACULTAD DE MINAS
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

INFLUENCIA DE LA SUCCION MATRICIAL EN EL
COMPORTAMIENTO DEFORMACIONAL DE DOS SUELOS
EXPANSIVOS.

VICTORIA ELENA MEZA OCHOA

Tesis presentada a la Facultad de Minas como requisito para optar al título
de Magíster en Ingeniería, Area de Geotecnia.

Asesores: JUAN RAMIRO SÁNCHEZ URIBE
FABIÁN HOYOS PATIÑOMedellín, Colombia.
2005

DEDICATORIA

A DIOS, QUE SIEMPRE ME HACE IR MAS ALLÁ
DE LO QUE IMAGINO.
A LA MEMORIA DE MI PADRE, QUIEN ESTARÍA
MUY ORGULLOSO DE MI.
A MI MAMÁ QUIEN HIZO POSIBLE ESTE LOGRO.

AGRADECIMIENTOS
A través de estas líneas quiero expresar mis sinceros agradecimientos a todas las
personas que con su apoyo hicieron posible la realización de este trabajo deinvestigación.
Muy especialmente a mis directores de tesis, Fabián Hoyos Patiño y Juan Ramiro
Sánchez, por su acertada orientación, por compartir sus conocimientos conmigo y por la
discusión crítica que permitió que este trabajo de investigación cumpliera con los objetivos
planteados.
A la dirección de investigaciones (DIME) por el financiamiento de la parte experimental de
esta tesis.
Unagradecimiento especial al profesor Marco Antonio Márquez, que me brindo sus
conocimientos y me contagió de su pasión por la parte mineralógica, aplicada en mi caso
a los suelos. Por su inmenso apoyo y asesoría en el montaje de la parte experimental de
la investigación y su gestión para la utilización de equipos e instalaciones en los
laboratorios de Microscopía Avanzada, Petrografía del Carbón,Análisis Térmico y
Mantenimiento de Máquinas de la Universidad Nacional, Sede Medellín y el laboratorio
de Ciencia de los Materiales de la Universidad de Antioquia.
A los laboratorios de Geotecnia de la Facultad de Minas y física del suelo de la Facultad
de Ciencias de la Universidad Nacional y a sus respectivos directores, los profesores
Francisco Nanclares y Ramiro Ramírez.
Al Ingeniero Jorge A.Pineda por sus aportes en el tema y en el montaje de la parte
experimental.
A mis amigos, Ivan Otálvaro, que estuvo conmigo en todo este proceso, desde la primera
idea hasta el punto final, y a Daniel Arias, por poder contar con él siempre.
A Marco Antonio, meu amigo. Su apoyo y sus palabras me dieron el último impulso
cuando ya no tenía fuerzas, y su compañía fue mi motivación al final deeste proceso.
Graças bonequinho.

ÍNDICE
Página
CAPITULO 1

1

1.

INTRODUCCIÓN Y ALCANCES DE LA INVESTIGACION

1

1.1.

ANTECEDENTES

1

1.2.

ALCANCE DE LA INVESTIGACIÓN

2

1.3.

DESARROLLO DEL TRABAJO

3

CAPITULO 2

5

2.

REVISIÓN DEL ESTADO DEL CONOCIMIENTO

5

2.1.

FACTORES QUE CONTROLAN EL PROCESO DE EXPANSION

6

2.2.

ESQUEMAS DEIDENTIFICACIÓN Y CLASIFICACIÓN DE SUELOS
EXPANSIVOS.

7

2.2.1. Identificación

7

2.2.2. Clasificación

8

2.3.

CUANTIFICACIÓN DEL POTENCIAL EXPANSIVO DEL SUELO

13

2.4.

SUELOS PARCIALMENTE SATURADOS

17

2.4.1. Estado de esfuerzos en suelos parcialmente saturados

17

2.4.2. Succión en suelos parcialmente saturados

19

2.4.3. Técnicas experimentales de evaluacióny medida de la succión matricial

20

2.4.4. Influencia de la succión matricial en el comportamiento volumétrico del suelo.

21

2.4.5. Relación humedad-succión.

22

2.5.

24

RELACION SUCCION-POTENCIAL DE EXPANSION

2.5.1. Succión inicial – Potencial de expansión.

24

2.5.2. Trayectoria succión – Potencial de expansión.

25

2.6.

26

MODELO DEL COMPORTAMIENTO DESUELOS EXPANSIVOS.

2.6.1. Comportamiento macroestructural

27

2.6.2. Comportamiento microestructural

28

2.6.3. Acoplamiento entre los dos niveles estructurales

29

CAPITULO 3

31

3.

GEOMATERIALES UTILIZADOS EN LA INVESTIGACION

31

3.1.

ORIGEN DEL SUELO

31

3.1.1. Geología general de Barranquilla (Atlántico)

31

3.1.2. Geología general de Itagüí...