Mecánica de Suelos

Contenido:

MECÁNICA DE SUELOS

DEFINICIÓN.

En 1925 con la aparición en Viena de su ya clásico Erdbaumechanik, Terzaghi dio a la luz la primera publicación en que en forma sistemática se da una interpretación científica al suelo como material ingenieril. Ilustre geólogo, distinguido consultor de ingeniería, investigador completo, Terzaghi ha marcado desde entonces la pauta a seguir en el desarrollo de la ciencia novel.

Para definir la Mecánica de Suelos, no se ocurre nada mejor que recurrir al mismo Terzaghi, quien en su libro Theoretical Soil Mechanics dice: «La Mecánica de Suelos es la aplicación de las leyes de la Mecánica y la Hidráulica a los problemas de ingeniería que tratan con sedimentos y otras acumulaciones no consolidadas de partículas sólidas, producidas por la desintegración mecánica o descomposición química de las rocas, independientemente de que tengan o no contenido de materia orgánica».

Mecánica de Suelos – Tomo 1. Juarez Badillo. Pg. 29

La mecánica de suelos es una parte del área de la ingeniería que esta dedicada a estudiar las fuerzas o cargas que son establecidas en la superficie terrestre.

La mecánica de suelos es la aplicación de las leyes de la mecánica y la hidráulica a los problemas de ingeniería que tratan problemas relacionados a la consolidación de partículas subatómicas y de los sedimentos.

Modos de rotura. Resistencia al corte

La resistencia a tracción de los suelos es prácticamente nula. Solamente en los casos especiales de suelos cementados (que constituyen un caso de transición hacia el comportamiento de las rocas) y, en menor medida, en suelos parcialmente saturados (con uniones entre partículas por meniscos capilares), tienen
relevancia práctica los estados de tracción. Estos dos casos (rocas y suelos parcialmente saturados) se estudian por separado en capítulos posteriores.

Por ello, el interés se centra en la rotura o deformación por deslizamiento relativo o rodadura entre partículas, que macroscópicamente se traduce en deformaciones de corte. Por ello, cuando se habla de resistencia de los suelos, se entiende implícitamente «resistencia al corte».

Roca y Suelo

Una diferencia muy palpable entre dos materiales distintos es la que existe entre la roca y el suelo, a pesar de su definición en la parte natural de la corteza terrestre. La diferencia mas significativa entre la roca y el suelo es la resistencia, en ingeniería se conoce como roca un material altamente resistente, el mismo esta formado por partículas minerales unidas mediante fuerzas cohesivas sorprendentes, sin embargo dentro de las principales características del suelo es la forma en la cual se encuentran sus partículas, estas están separadas ligeramente con medios mecánicos de poca fuerza. Si no se conoce a simple vista la diferencia de ambos materiales se procede a realizar una prueba en un vaso precipitado, la prueba consiste en introducir los materiales en un vaso con agua, si el material se desintegra entonces este corresponde al suelo, en la parte contraria se estaría hablando de una roca.

Sin embargo, un dato muy importante es que con el paso del tiempo las rocas pueden ir convirtiéndose en suelo debido a los fenómenos de metereorizacion, esto provoca que la misma vaya perdiendo la resistencia mecánica y por lo tanto que sus partículas se vayan desintegrando de manera tal que llegue a ser totalmente suelo. La mecánica de los suelos incluye temas importantes como la investigación de las propiedades físicas y químicas del suelo, la teoría del comportamiento de los suelos sujetos a cargas y la aplicación de dichos conocimientos empíricos a la práctica. El comportamiento estético de la estructura también estará determinado por la funcionalidad del material aplicado, quien en todo momento interactúa con el medio del soporte.

SUELO.

El suelo es un material constituido por el esqueleto de partículas sólidas rodeado por espacios libros (vacios), en general ocupados por agua y aire. Para poder describir completamente las características de un depósito de suelo es necesario expresar las distintas composiciones e sólido, líquido y aire, en términos de algunas propiedades físicas.

En el suelo se distinguen tres fases:

Sólida: Formada por partículas minerales del suelo, incluyendo la capa sólida absorbida.
Líquida: Generalmente agua (específicamente agua libre), aunque pueden existir otros líquidos de menor significación.
Gaseosa: Comprende sobre todo el aire, si bien pueden estar presentes otros gases, por ejemplo: vapores de sulfuro, anhídridos carbónico, etc.

La capa viscosa del agua absorbida, que presentan propiedades intermedias entre la fase sólida y la líquida, suele incluirse en esta última, pues es susceptible de desaparecer cuando el suelo es someteido a una fuerte evaporación (secado).

Algunos suelos contienen, además, materia orgánica (residuos vegetales parcialmente descompuestos) en diversas formas y cantidades.

Las fases líquida y gaseosa conforman el Volumen de Vacios, mientras que la fase sólida constiuye el Volumen de Solidos.

Un suelo está totalmente saturado, cuando todos sus vacíos están ocupados únicamente por agua; en estas circunstancias consta, como caso particular, de sólo dos fases: la sólida y la líquida. Muchos suelos bajo la napa, están saturados.