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Una condición de arenas movedizas es una condición en la que las partículas de suelo no cohesivas, como grava fina o arena, son levantadas por el flujo de filtración que se eleva verticalmente. Cuando ocurre la ebullición de la arena, la capacidad de carga y la resistencia al corte de los suelos no cohesivos disminuyen, lo que revela la agitación de las partículas del suelo.
Una condición de arenas movedizas no es un tipo de suelo, sino una condición fluida que ocurre en suelos no cohesivos. En la práctica, pueden ocurrir condiciones de ebullición debido a la perforación por debajo del nivel freático y al bombeo de agua fuera del pozo de perforación para mantener el área libre de agua.
¿Cómo se producen las condiciones de arenas movedizas?
Una condición de arenas movedizas ocurre cuando la presión osmótica que actúa hacia arriba supera la presión hacia abajo.
Los suelos que experimentan condiciones de arenas movedizas pierden resistencia al corte y capacidad de carga. La resistencia al corte de los suelos no cohesivos depende de la tensión efectiva. La resistencia al corte viene dada por la fórmula:
La tensión efectiva está dada por
Los términos de la Ecuación 2 se explican y muestran en la Figura 1. 2. Reemplazando los componentes de la ecuación 2, obtenemos:
Por lo tanto, la Ecuación 5 se puede expresar como
Sustituyendo el valor de la unidad de peso en agua por la porosidad, obtenemos
Dado G=2.67 y e=0.67, la Ecuación 9 da 1.
Por lo tanto, si el gradiente hidráulico ‘i’ es 1, es decir, si la carga hidráulica que impulsa el flujo es igual a la longitud de la muestra, la tensión efectiva en el suelo con los valores anteriores de G y e es cero.
Más allá del gradiente crítico, el suelo se mueve hacia arriba y la superficie del suelo parece hervir. El estado rápido también se llama estado de ebullición. En esta etapa se produce una agitación vigorosa y visible de las partículas. En el proceso, el coeficiente de permeabilidad aumenta, lo que resulta en un fuerte aumento de la tasa de flujo. Si pones un peso sobre la superficie del suelo, se hundirá. El suelo se comporta como un líquido sin resistencia al corte.
Las arenas movedizas no pueden soportar el peso de humanos o animales, y se comportan como un líquido cuyo peso unitario es aproximadamente el doble que el del agua. Una persona puede flotar fácilmente si aproximadamente un tercio de su cuerpo está fuera de las arenas movedizas. Sin embargo, las arenas movedizas son muy viscosas y requieren mucho esfuerzo y energía para moverse a través de ellas. Las personas pueden ahogarse (asfixiarse) y morir si se cansan y caen de cabeza en las arenas movedizas y entran en pánico.
Si una persona se encuentra en condiciones de arenas movedizas, debe mantener la cabeza alta sobre la superficie del suelo y moverse lentamente hacia la orilla. Tendrá que agarrarse a un árbol en la orilla o tratar de salir de las arenas movedizas.
Los cargos adicionales por suelos no cohesivos aumentan la carga requerida para generar arenas movedizas.
Situación de arenas movedizas en el sitio de construcción
Hay varios sitios de construcción que son susceptibles a las arenas movedizas.
- Perforación en busca de material particulado detrás de ataguías a lo largo de los ríos.
- Donde exista autopresión, es decir, donde la altura del agua sea mayor que la presión hidrostática normal.
- detrás
río Un terraplén para evitar inundaciones.
¿Cómo evitar condiciones de arenas movedizas?
Esto se puede evitar bajando el nivel freático en el sitio antes de perforar o aumentando la longitud de la corriente ascendente. Las condiciones de ebullición también son comunes cuando la capa de arena permeable que subyace al suelo arcilloso está bajo presión.