D Estructuración de los suelos
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ESTRUCTURAS DE
LOS SUELOS.- Un
suelo nunca es un
mero agregado
desprovisto de
organizacin ; siendo
algunas leyes fijas ysegn la accin de
fuerzas naturales
susceptibles de
anlisis.En los suelos formados
por partculas muy
pequeas (limos,
arcillas
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Las fuerzas que intervienen en los procesos
de estructuracin son de un carcter muchomas complejo y las estructuras resultantes son
solo prcticamente verificables por mtodos
indirectos .
Tradicionalmente se han considerado las
estructuras simple, panaloide y floculenta
como las bsicas en los suelos reales. En
pocas ms modernas han aparecido
estructuras como la dispersa.
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a.-ESTRUCTURA
SIMPLE.- Es tpica de
suelos grano grueso
(grava y arena ), y cada
partcula posee varios
puntos de apoyo.Un suelo de estructura
simple tiene dos
caractersticas:Compacidad del
manto
y orientacin de
partculas.
Estado ms suelto
Estado ms compacto
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Compacidad.- Grado de acomodo alcanzado
por las partculas, mas o menos vacos entre
ellos, la capacidad de deformacin bajoacomodo es menor .
Estado ms compacto : n=26%, e=0.35
Estado ms suelto:n=47.6%, e=0.91
Para medir la compacidad, Terzaghi
introdujo una relacin emprica,determinable en laboratorio llamada
COMPACIDAD RELATIVA (Cr).
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Cr(%)= (emx - enat)/ (emx - emn)
emx= suelto
emn= compacto
enat= natural
Para determinar emax debe estar lo mssuelto posible para voltearlo en un
recipiente de volumen conocido.
emin se determina en el mismo
recipiente pero por capas adquiriendo
mayor compacidad con una varilla.
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enat si el manto arenoso es accesible
puede obtenerse una muestra inalteradapresionada cuidadosamente contra el suelo
un cilindro abierto y con filo, a la vez que
se excava el material a los lados del
cilindro, hasta que la muestra sobresalga
por el borde superior del mismo, el
material en exceso puede removerse
enrasando el recipiente cuidadosamente.Se han propuesto varios mtodos, pero
hasta hoy, ninguno es perfecto .
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ORIENTACION.- En partculas de arena
sedimentadas en agua, es tanto mspronunciada cuanto ms se aparta de su
forma de la esfrica: esta orientacin
produce, como efecto principal, una muy
distinta permeabilidad del suelo segn
que el flujo del agua sea normal o
paralelo a la direccin de la orientacin;
el efecto aumenta con partculaslaminares
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b .-ESTRUCTURA
PANALOIDE.- Tpica
en granos de pequeotamao (0.002 mm de
dimetro) que se
deposita en agua y en
ocasiones en aire.
En estas partculas, la
gravitacin ejerce un
efecto que hace que
tiendan a sedimentarse,
pero dan una pequea
masa.
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Otras fuerzas naturales pueden hacerse
de magnitud comparable; concretamente,
si la partcula antes de llegar al fondo del
depsito, toca a otra partcula ya
depositada, la fuerza de adherenciadesarrollada entre ambas, puede
neutralizar al peso, haciendo que la
partcula quede detenida antes decompletar su carrera, otra partcula puede
unirse al conjunto formando una celda.
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ESTRUCTURA
FLOCULENTA.-
Cuando en el proceso desedimentacin dos
partculas de dimetros
menores de 0.02 mmllegan al tocarse con
fuerza y se sedimentan
juntas, pueden unirse al
grupo otras partculas
formando un grumo con
estructura similar a un
panal.
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Cuando los grumos llegan al fondo forman a su vez
panales cuyas bvedas no estn ya formadas por
partculas individuales, si no por los grumosmencionados.- El mecanismo anterior produce una
estructura muy blanda y suelta, con gran volumen
de vacos, llamada floculenta y, a veces panaloide de
orden superior.Las partculas menores de 0.2 micra se consideran ya
coloides; estas pueden permanecer en suspensin
indefinidamente, pues en ellas el peso ejerce poca
influencia en comparacin con las fuerzas elctricas
desarrolladas entre las partculas cargadas
negativamente; cuando dos de estas partculas
tienden a acercarse, sus cargas ejercen una repulsin.
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ESTRUCTURAS COMPUESTAS.-En estas formaciones se define
un esqueleto constituido por los
granos gruesos y por masas
coloidales de flculos que
proporciona nexo entre ellos.
Esto ocurrefrecuentementeen agua de mar o lagos, con
contenidos de sales apreciables,
donde el efecto floculante de las
sales coexisten con el arrastre de
vientos, corrientes de agua, etc...
El proceso de acumulacin
de sedimentos arriba de un
cierto nivel.
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Hace que las capas inferiores se
consoliden bajo el peso de las
suprayacientes; las partculas msgruesas se aproximan ocacionando que la
arcilla floculada entre ellas disminuya de
volumen.- Estas ligas arcillosas estnsujetas a presiones mucho mayores que
el promedio en la masa del suelo,
mientras que la arcilla que llena los
vacos del esqueleto se mantiene blanda
y suelta, sujeta a presiones mucho
menores.
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Es fcil entender la diferencia que
presentan las arcillas en propiedades
mecnicas, entre los estados inalterados yremoldeado; este destruye la liga de
arcilla altamente consolidada entre las
partculas gruesas y permite que la arcilla
suave las rodee, la consistencia en el
estado remoldeado ser muy blanda .- en
tanto no sea destruidas las uniones
consolidadas, la arcilla se comportaelsticamente y posee resistencia a la
accin de las cargas, que depende de la
presin de la naturaleza .
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Algunos autores han atribuidoexclusivamente la diferencia de
comportamiento mecanico de las arcillas
,entre los estados inalterado y remoldeado,a las propiedades tixotropicas de esos
materiales.Sin embargo la resistencia del
material de la liga de arcilla ,no es funcion
de la tixotropia ,sino de la intensa
concentracion de carga en aquelas ligas.
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ESTRUCTURA EN
CASTILLO DE NAIPES
.- Algunosinvestigadores han
sugerido una
interpretacin diferentesobre la gnesis de una
estructura floculenta y la
estructura resultante en siSegn estas ideas la
forma laminar tpica de
los minerales de arcilla.
Estructura en castillo
de naipes
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Es fundamental en la estructuracinresultante para los suelos finos.
En partculas de caolinitas, ilitas y
montmorilonitas demuestran que la longitud
de ellas es del mismo orden de magnitud de su
ancho y el espesor vara de 1/100 en lasmontmorilonitas, a 1/10 en caolinitas,
y las ilitas ocupan una posicin intermedia;
con estos datos estimar la superficieespecfica, de orden 10 en caolinitas 80 ilitas
y 800 y montmorilonitas.
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Si bien las partculas de suelo posee carganegativa, parece cierto que en sus aristas
existe una concentracin de carga positiva,
hace que la zona se atraiga con la superficiede cualquier partcula vecina.- tomando esto
en consideracin los investigadores han
propuesto para las arcillas una estructura
denominada castillo de naipes o floculada.
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ESTRUCTURA
DISPERSA.
Algunasinvestigaciones
modernas han indicado
que una hiptesis de
estructura del tipo de
castillo de naipes, en la
cual las partculas tienen
contactos mutuos, quiz
no es el ms estable en la
que pudiera pensarse.
(a) z.> presin
osmtica(b) presin
osmtica
(c)
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En la parte (a) y (b) de la figura se
muestra el mecanismo por el cual la
presin osmtica tiende a hacer, para
llegar a una condicin mas uniforme, que
las partculas se separen. En
( c) se muestra la estructura en sucondicin final.
Debe hacerse notar que el conjunto de
estructuras antes someramente escrito noconstituye una serie de posibilidades
reales en la naturaleza.
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Muy buen trabajo
nota 10/10