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La compresibilidad del suelo se define como la capacidad de un suelo para reducir su volumen bajo carga mecánica, mientras que la consolidación es la compactación del suelo saturado bajo presión constante, lo que resulta en la reducción del desplazamiento de agua a través de los vacíos del suelo. La compresibilidad y compactación del suelo son parámetros importantes requeridos para las consideraciones de diseño.
La consolidación del suelo se puede dividir en tres etapas: consolidación primaria, consolidación primaria y consolidación secundaria. La compactación del suelo depende del tiempo y su análisis generalmente se basa en la teoría de Terzaghi.
En el diseño de estructuras, es importante conocer la tasa de consolidación y la consolidación total esperada. De esta forma, los diseñadores pueden establecer las precauciones y consideraciones de diseño necesarias para mantener el asentamiento dentro de límites aceptables. De lo contrario, el deseo de usar la estructura puede verse socavado y la vida útil de diseño de la estructura puede acortarse.
Tabla de contenido
compresibilidad del suelo
Cuando un terrón se somete a una fuerza de compresión, su volumen disminuye. En otras palabras, se produce la cantidad de hundimiento. La compresibilidad del suelo es la propiedad del suelo que disminuye en volumen debido a la fuerza de compresión.
La compactación del suelo puede ocurrir a través de la compactación de partículas sólidas y agua en los vacíos, la compactación y expulsión de aire en los vacíos y la expulsión de agua en los vacíos.
compactación del suelo
La compactación de suelos saturados bajo una presión estática constante se denomina consolidación debido a la expulsión total del agua de los vacíos. La compactación generalmente se asocia con suelos de grano fino como limo y arcilla.
Los suelos de grano grueso, como la arena y la grava, también se consolidan, pero debido a que son altamente permeables, lo hacen a un ritmo mucho más rápido. Las arcillas saturadas fraguan mucho más lentamente porque son menos permeables.
El proceso de consolidación a menudo se confunde con el proceso de compactación. La compactación aumenta la densidad de los suelos no saturados al reducir el volumen de aire en los vacíos. Sin embargo, la compactación es un proceso relacionado con el tiempo que aumenta la densidad de los suelos saturados al expulsar parte del agua de los vacíos.
La teoría de la consolidación es necesaria para predecir tanto la magnitud como la tasa de asentamiento por consolidación para garantizar la utilidad de las estructuras construidas sobre capas de suelo comprimibles.
La consolidación del suelo consta de tres componentes: consolidación inicial, consolidación primaria y consolidación secundaria.
1. Conexión inicial
Cuando se carga un suelo parcialmente saturado, pierde volumen debido a la evacuación y compresión del aire en los vacíos. La compresión de partículas sólidas da como resultado una ligera reducción de volumen.
La disminución del volumen del suelo inmediatamente después de la carga se conoce como consolidación inicial o compactación inicial. Para suelos saturados, la compactación inicial se debe principalmente a la compactación de partículas sólidas.
2. Consolidación primaria
Después de la compactación inicial, el volumen se reduce aún más debido al desplazamiento del agua de los vacíos. Cuando se aplica presión a un suelo saturado, toda la presión es inicialmente absorbida por el agua como exceso de presión intersticial. Se desarrolla un gradiente hidráulico y el agua comienza a fluir, reduciendo su volumen.
Esta reducción de volumen se denomina consolidación primaria del suelo. En suelos de grano fino, la compactación primaria ocurre durante un largo período de tiempo. Sin embargo, en suelos de grano grueso, la compactación primaria ocurre bastante rápido debido a su alta permeabilidad.
3. Integración secundaria
La reducción de volumen continúa a un ritmo muy lento incluso después de que el exceso de presión hidrostática causado por la presión aplicada se haya disipado por completo y se haya completado la consolidación primaria.
La reducción adicional de volumen se denomina consolidación secundaria. La compactación secundaria es importante para ciertos tipos de suelo, como la turba y la organoarcilla blanda.
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