ESTABILIZACION DE SUELOS CON PET

8/18/2019 ESTABILIZACION DE SUELOS CON PET

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Justificación:

en el caso de los suelos expansivos, estos son susceptibles a mejoramiento ya

que presentan cambios volumétricos por variaciones en su humedad. Existen

distintos tipos de soluciones, las cuales muestran distintas relaciones de costo-efectividad, alunos se muestran en la tabla !-!.

"abla !-!. #étodos de mejoramiento de suelo y sus caracter$sticas.

En comparación con los eosintéticos convencionales %eomallas, eotextiles,

etc.&, alunas de las ventajas de usar fibras se pueden enumerar de la

siuiente manera:

!& 'as fibras discretas son simplemente adheridas y me(cladas con el

suelo, como cualquier me(cla de suelo con cemento, cal o cualquier otro

aditivo.

)& 'as fibras distribuidas aleatoriamente limitan planos potenciales de

debilitamiento que se puedan enerar en dirección paralela al refuer(o

convencional orientado hori(ontalmente.

*& 'a inclusión de fibras solo cambia las propiedades f$sicas del suelo y no

tiene impacto en el ambiente.

+omo se mencionó los métodos de mejoramiento del terreno tienen distintas

relaciones costo-efectividad, este trabajo busca un método con una buena

relación costo- efectividad.

!.*. ipótesis y objetivos. ipótesis.

El adicionar fibras sintéticas al suelo disminuir sus cambios de volumen y

mejorar su resistencia. 'as fibras funcionarn como elementos a tensión a


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través de mecanismos de interacción en su interface que mejorarn la

resistencia mecnica del suelo a compresión, corte e incluso a flexión, y de la

misma manera se vern disminuidos los cambios de volumen por sustitución.

bjetivos.

!. +aracteri(ar eotécnicamente al material natural %no tratado& as$ como

evaluar sus propiedades mecnicas.

). /eali(ar ensayos de expansión unidimensional para estimar el

comportamiento del composite ante cambios de humedad y compararlo al del

suelo inalterado.

*. +onocer la resistencia a la compresión y tensión indirecta del composite

y comparar las mejoras en comparación al suelo en estado natural.

).*.!. "ipos de fibras utili(adas en la literatura.

0ibras naturales y fibras sintéticas.

1e las fibras naturales que han sido utili(adas para el refuer(o del suelo o en el

desarrollo de investiaciónes se encuentran las fibras de coco, sisal, palma,

yute, lino, paja y bamb2 %fiura )-!&.

0iura )-!. "ipos de fibras naturales utili(adas para el refuer(o de materiales.

0ibras de coco.

'a fibra de la cscara del coco es la que se utili(a. 3ormalmente las fibras van

de los 45 a los *45 mm de lonitud y con un dimetro entre 5.! y 5.6 mm, estncompuestas de linina, tanino, celulosa, pectina y otras sustancias solubles al


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aua. 1ado su alto contenido en linina son menos deradables que otras

fibras, lleando a ser utili(adas en varios sistemas de taludes refor(ados con

terminado veetal. "ienen una ran capacidad para absorber aua y han

mostrado ser eficaces para disminuir la tendencia expansiva de los suelos

%eja(i et al., )5!)& tiene menor absorción de aua en comparación con la fibra

de coco.

0ibras de sisal.

7sada como refuer(o para las hojas de tableros de yeso %como "ablaroca8&,

con un dimetro que var$a de 5.56 a 5.9 mm, mientras el laro var$a ya que

depende del tamao de la hoja de donde es obtenida. ;l ser adherida al suelo,

mejora la ductilidad del composite as$ como incrementa en menor medida su

resistencia a la compresión as$ como su resistencia al cortante %harma, )5!5&.

0ibras de lino.

El lino es una de las fibras textiles ms antiuas conocidas por el hombre,

proviene de una flor a(ul, con lonitudes de fibra en promedio de B4 mm. +omo

fibra ha sido adicionada para mejorar la ductilidad de composites suelo


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cemento. +omo alunas otras fibras, ha sido revestida con sustancias para

tratar de mejorar su unión con las part$culas de suelo %>eetin, )55C&.

0ibras de paja.

'a paja es cosechada alrededor de todo el mundo, puede ser usada para

construir ladrillos refor(ados para mejorar su comportamiento. Es sabido a

través de la arqueolo$a que en el antiuo Eipto la paja era utili(ada en la

fabricación de ladrillos y también se sabe fue utili(ado a lo laro de la historia

por distintas civili(aciones sin que tuvieron contacto unas con otras

necesariamente.

0ibras de bamb2.

Es una fibra con altos contenidos de celulosa, tiene una buena resistencia a la

tensión pero un módulo de elasticidad bajo alrededor de los **-95D3mm), con

una absorción de aua menor a aquella de la fibra de coco. 'a fibra de bamb2

ha sido aplicada en el refuer(o del concreto, pero en suelos puede

considerarse un campo fértil para la investiación.

'a industria de las fibras sintéticas es una industria ya desde hace aos

consolidada, que desarrolla fibras y aplicaciones para todos los distintos tipos

de industria. En lo que respecta al refuer(o de los suelos, las fibras ms

utili(adas han sido las de polipropileno, poliéster, polietileno, nylon y de vidrio

%fiura )-)&.

0iura )-). "ipos de fibras sintéticas utili(adas para el refuer(o de materiales.

0ibras de polipropileno %FF fibers&.


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'as fibras de polipropileno son ampliamente usadas para el refuer(o del

concreto a edades tempranas para evitar el miro arietamiento causado por el

frauado, también sirven para mejorar su resistencia al fueo. En lo que

respecta a los suelos fibro refor(ados son también con las que mayor

investiación se ha desarrollado. >e ha reportado que mejoran la resistencia a

la compresión no confinada y que reducen la contracción volumétrica as$ como

la presión de expansión de las arcillas expansivas %Fuppala y #usenda, )555&.

0ibras de poliéster.

>e ha reportado que las inclusiones de fibra de poliéster pueden mejorar en

arenas finas su resistencia pico y su resistencia residual, dependiendo en ran

medida de la lonitud de la fibra as$ como de su contenido, teniéndose mejores

resultados en tanto que aumenta su lonitud y su contenido en porcentaje de

peso seco del suelo, siendo una tendencia momentnea ya que hasta cierto

punto se comien(an a obtener resultados menos favorables %"an et al., )55C&.

0ibras de polietileno.

'a adición de fibras de polietileno al suelo mejora sus capacidades de

resistencia mecnica. 1entro de las mejoras se encuentra el aumento de la

ener$a de fractura del suelo. 'a tenacidad del suelo aumenta resultado de una

mayor capacidad de deformación, esta mejora en el comportamiento esfuer(o

deformación es anada ya que las fibras desarrollan tensión %>obhan y

#ashnad, )55)&. tras de las mejoras son el aumento de la resistencia a la

compresión no confinada as$ como del valor +@/.

0ibras de vidrio.

'as fibras de vidrio mejoran la resistencia pico en arenas limosas, incrementan

el esfuer(o desviador y reducen la frailidad en el composite teniendo un

comportamiento ms d2ctil. +omo se ha visto en las otras fibras, las fibras de

vidrio también mejoran la resistencia a la compresión no confinada.

0ibras de nylon.


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En lo que respecta a las fibras de nylon, me(clas de las mismas con fibras de

yute han mostrado mejoras de hasta el 45G en el valor de +@/ comparado con

el suelo no refor(ado %


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del experimento fue variar la eometr$a de la fibra respecto a las relaciones de

aspecto %la ra(ón de la lonitud y el dimetro& de !4,*5 y 94 con las

dosificaciones de 5.)4G y 5.4G %de peso de suelo seco&.

"an et al. %)5!5& reali(aron un estudio donde llevaron a cabo una serie depruebas de extracción 2nicamente a una fibra utili(ando un aparato modificado.

#idieron la resistencia al corte en la interface de un suelo fibro refor(ado con

fibras de polipropileno y adicionado con cemento portland, tomando en cuenta

los efectos del contenido de aua, el peso espec$fico seco, la inclusión del

cemento y el tiempo de curado en las propiedades mecnicas de la interface

suelo-fibra as$ como su respuesta a la extracción. El suelo de estudio fue una

arcilla de baja compresibilidad %+'& a la cual prepararon en cuatro rupos condistintos contenidos de humedad los cuales fueron !9.4G, !6.4G, !B.4G y

)5.4G, posteriormente, se adhirió el contenido de cemento el cual variaron en

5, *G y 6G.

btuvieron los parmetros de resistencia pico en la interface ?F> %del inlés

?nterfacial FeaD >trenht& y el de resistencia residual en la interface ?/> %del

inlés ?nterfacial /esidual >trenht&. 'os cuales se definen como la cara

mxima resistente de la fibra dividida por el rea de contacto de la fibra

embebida para el ?F>, y como la cara resistente de la fibra después de la

falla dividida por el rea de contacto de la fibra embebida para el ?/>.

Frepararon espec$menes c2bicos de 4x4x4 mm, para los cuales primero

compactaron estticamente el material necesario para llenar la primera mitad

del molde, el molde contaba con dos mini aberturas en caras opuestas por las

cuales pasaron una fibra de !45 mm, posteriormente colocaron la otra mitad

del suelo necesaria para llenar el molde compactndola de la misma manera

que la primera.

El método de ensaye consistió en la modificación de un aparato micro

penetrómetro >#F-! al cual se le adicionaron una bscula, micrómetros,

pesos, etc. El diarama de la fiura )-* explica a randes rasos el

funcionamiento.


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0iura )-*. Esquema del aparato utili(ado para medir la resistencia a la

extracción de una fibra embebida en el suelo %tomada de "an et al., %)5!5&&.

En la parte superior del marco de cara se coloca bien centrada la muestra de

suelo cubierta con una caja de vidrio para evitar pérdidas de humedad en el

espécimen, el marco de cara tiene un orificio por el cual se atraviesa la fibra,

la fibra es adherida con un peamento especial al peso que descansa sobre la

bscula. El procedimiento de prueba es sencillo, la mquina comien(a a

trabajar a una velocidad constante hacia abajo, la fibra comien(a a carar el

peso mientras el micrómetro mide la deformación y la bscula la cara a la queest sometida la fibra hasta el momento de la falla.

1e la observación de las curvas cara vs despla(amiento y de la obtención de

los parmetros ?F> e ?/>, concluyeron que ambas resistencias disminu$an con

el incremento del aua. 1e la misma manera, concluyeron que el peso

espec$fico seco influ$a en ambos parmetros, ambos ?F> e ?/> aumentaban al

incrementar el peso espec$fico seco del espec$men. En los espec$menes

adicionados con cemento al 6G y con tiempo de curado de )B d$as,encontraron un aumento dramtico en la resistencia ofrecida por la fibra ante la

extracción, por lo tanto ambos parmetros ?F> e ?/> también se vieron

mejorados.

+heeni(adeh y 3iDra( %)5!!& refor(aron un limo de baja compresibilidad con

el caol$n como mineral predominante con fibras macro estructurales de

polipropileno, cabe resaltar que esta fibra es utili(ada ampliamente como

material de refuer(o secundario en el concreto, tiene ran aplicación en el


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colado de losas de piso en naves industriales as$ como en la inenier$a de

taludes y t2neles como refuer(o del concreto lan(ado. >in embaro, en cuanto

a su me(clado con el suelo, esta investiación es la 2nica donde se pudo

encontrar la utili(ación de fibras del tipo macro estructural. >e utili(aron fibras

con lonitudes de !5-)5- *5mm a 5.4G, !G y )G. /eali(aron ensayos de

compresión no confinada, encontrando mejoras en cuanto a la resistencia

compresión no confinada al aumentar el contenido de fibra y al aumentar la

relación de aspecto de la misma.

'as ceni(as volantes son de los residuos enerados con mayor volumen en la

industria. 'a quema de carbón para la eneración de ener$a produce

mundialmente millones de toneladas de ceni(as volantes. Es por eso que >enol%)5!)& propone a la industria de la construcción como un potencial consumidor

de estos residuos. Fara esto investió la factibilidad de la estabili(ación de

suelos mediante la adición de ceni(as y fibras sintéticas.

aimolu y Ketimolu %)5!)& experimentaron con un limo de alta

compresibilidad %#& la cual refor(aron con fibras de polipropileno. 7tili(aron

los siuientes incrementos de sustitución en cuanto a peso seco del suelo para

la dosificación de la fibraL 5.)4G, 5.4G, 5.C4G y !G. #e(claron las fibras con

el suelo a su contenido de humedad óptimo determinado mediante el

procedimiento de compactación Froctor estndar. 1e acuerdo a los autores, la

orientación del refuer(o juea un papel importante en el proceso de refuer(o.

El prorama de pruebas consistió en el desarrollo de pruebas de resistencia a

la compresión no confinada, al corte directo as$ como del valor +@/.

/eali(aron pruebas a la compresión no confinada en probetas remoldeadas de

suelo con y sin refuer(o de *B mm de dimetro y C6 mm de altura. 1e estas

pruebas obtuvieron comportamientos y resistencias semejantes para las

dosificaciones de 5.C4G y !G las cuales fueron las mayores obtenidas.

'os espec$menes fibro refor(ados exhibieron una pequea pérdida de

resistencia post pico, cabe mencionar que también hubo un incremento en la

resistencia pico. >in embaro, la riide( inicial del suelo %la tanente del

módulo de las curva esfuer(o- deformación&, aparentemente no se vio afectadapor la adición de la fibra. 1e la observación de las rficas de esfuer(o


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deformación, los autores suieren que la adición de las fibras cambia el

comportamiento fril de los suelos a uno ms d2ctil, tanto para las pruebas de

compresión no confinada como para las de corte directo.

1e los resultados de las pruebas de corte directo concluyeron que laintercepción de la cohesión para muestras de suelos fibro refor(ados

aumentaba al incrementar el contenido de fibra hasta valores del 5.C4G,

después de este contenido los resultados indicaron que el incremento en el

valor era pequeo. >e puede decir que las fibras discretas distribuidas

aleatoriamente act2an como una red espacial tridimensional que entrela(a los

ranos del suelo, ayudando a los ranos a formar una matri( unitaria coherente

que restrine los despla(amientos. For lo tanto la cohesión del suelo se vemejorada. For el otro lado, el nulo de fricción por corte directo no mostró

cambios sinificativos al incrementar el porcentaje de sustitución, lo cual puede

ser atribuido al hecho que las inclusiones de fibra no tienen efecto apreciable

en la micro estructura del suelo. 1e las prueba del +@/ encontraron un

aumento considerable en el suelo refor(ado con un porcentaje de 5.C4G en

comparación al suelo no refor(ado, el suelo con el 5.C4G mejoró en un B5G el

valor del +@/.

Estabrah et al. %)5!*& estudiaron el efecto de las fibras de palma en cuanto a

compresibilidad y resistencia al esfuer(o cortante, usaron fibras de )mm a

!5G, )5G y *5G de sustitución. Encontraron un aumento considerable en el

nulo de fricción que fue de )CG a *6G en términos de esfuer(os

totales. +omentan que para suelos finos es recomendable utili(ar fibras con

lonitudes pequeas y proponen el uso del método del lodo l$quido para

homoeni(ar bien la me(cla.

).9. ?nteracción del suelo y el refuer(o.

En el concepto tradicional del suelo refor(ado %inclusiones planares&, los

mecanismos de interacción entre el suelo y la inclusión han sido estudiados

ampliamente, formando de esta manera una fuerte base teórica que sustenta el

éxito y la vasta aplicación del concepto. >in embaro, los mecanismos de

funcionamiento del suelo fibro-refor(ado son materia de discusión y estudio, yhasta el momento no se ha lleado a un consenso eneral. En este cap$tulo se


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mencionan alunas hipótesis propuestas por alunos autores acerca del

funcionamiento de estos materiales.

).9.!. #ecanismos de interacción suelo-refuer(o tradicional.

'a masa de suelo refor(ado es de aluna manera anloa al concreto

refor(ado ya que las propiedades mecnicas de la masa se mejoran por

refuer(os paralelos a la dirección principal de deformación para compensar la

falta de resistencia a la tensión del suelo. 'as propiedades de resistencia a la

tensión mejoradas son el resultado de la interacción entre el suelo y el refuer(o.

El material composite tiene las siuientes caracter$sticas %Elias et al., )55!&:

'a transferencia de esfuer(os entre el suelo y el refuer(o sucede de maneracontinua a lo laro del refuer(o.

El refuer(o se distribuye a través de toda la masa de suelo con un rado de

reularidad y no debe ser solamente local.

'os esfuer(os se transfieren al refuer(o por fricción o por resistencia pasiva

dependiendo de la eometr$a del refuer(o.

'a fricción se desarrolla en luares donde hay despla(amientos relativos de

cortante y corresponden al esfuer(o cortante entre el suelo y la superficie del

refuer(o. 'os elementos de refuer(o donde la fricción es importante deben

estar alineados con la dirección relativa de despla(amiento. Ejemplos de ese

tipo de refuer(o son las barras de metal, eotextiles y eomallas %fiura )-9&.

0iura )-9. #ecanismo de transferencia de esfuer(os por fricción.

'a resistencia pasiva ocurre mediante el desarrollo de esfuer(os en las

secciones transversales del refuer(o normales a la dirección del movimiento


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relativo del refuer(o. 'a resistencia pasiva es eneralmente considerada ser el

mecanismo de interacción primario en eomallas r$idas, malla electro soldada,

etc. 'as crestas transversales en las tiras de metal o en las eomallas triaxiales

también proporcionan resistencia pasiva %fiura )-4&.

0iura )-4. #ecanismo de transferencia de esfuer(os por resistencia pasiva.

'a contribución de cada mecanismo de transferencia para un refuer(o en

particular depender de la ruosidad de la superficie %fricción en la piel&,

esfuer(o normal efectivo, dimensión de las aberturas de la malla, espesor de

los miembros transversales, y caracter$sticas de elonación del refuer(o.

?ualmente importante para el desarrollo de la interacción son las

caracter$sticas del suelo, incluyendo tamao del rano, distribución del tamao

de rano, forma de la part$cula, densidad, contenido de aua, cohesión y

riide(.

'a función principal del refuer(o es restrinir las deformaciones del suelo. ;l

hacerlo, los esfuer(os se transfieren del suelo al refuer(o. Estos esfuer(os son

soportados por el refuer(o de dos maneras: en tensión o corte y flexión.

'a tensión es el modo de acción ms com2n para restrinir las deformaciones

en el suelo. "odos los elementos de refuer(o lonitudinales %elementos de

refuer(o alineados en la dirección de la extensión del suelo& son eneralmente

sometidos a altos esfuer(os de tensión. 'os esfuer(os de tensión también se

desarrollan en refuer(os flexibles que cru(an planos de corte.

'os elementos de refuer(o transversales que tienen cierta riide(, pueden

soportar esfuer(os cortantes y momentos flexionantes.

).9.). #ecanismo de interacción suelo-fibra.


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El mecanismo de interacción entre el suelo y la fibra es similar en alunos

aspectos al mecanismo de interacción del concepto tradicional de suelo

refor(ado.

1iambra et al. %)5!*& estudiaron a fondo el efecto de las fibras en las arenas alreali(ar ensayos triaxiales de compresión y extensión ante variados esfuer(os

confinantes y a distintos contenidos de fibra. +on base en sus resultados

mencionan lo que consideran los aspectos ms importantes a tener en cuenta

en el anlisis de los mecanismos de funcionamiento de los suelos

fibrorrefor(ados:

+ontenido de fibra. Fara condiciones de compresión triaxial, el incremento de

resistencia movili(ada inducida por la adición de fibras es notable y altamente

dependiente del contenido de fibras.

1ependencia del nivel de deformación. 'a riide( inicial del suelo composite no

est influenciada por la presencia de fibras, en otras palabras, sobre el dominio

de esfuer(os pequeos el comportamiento del composite es solamente

obernado por la matri( de suelo. El comportamiento a compresión de un suelo

refor(ado divere del no refor(ado conforme la prueba continua, por lo tanto elmecanismo de interacción arena-fibra es dependiente del nivel de deformación.

Efecto de unión. 'a observación de los espec$menes ensayados no muestra

visiblemente al2n sino de deformación plstica en las fibras, lo que suiere

que, a pesar de que la unión entre las fibras y la arena est totalmente activa,

al2n desli(amiento relativo parcial puede estar ocurriendo.

#ecanismo de extracción. 'a observación de los espec$menes ensayados no

muestra sinos de rompimiento o de deformación plstica en las fibras. 'o que

suiere que a altas deformaciones, la unión entre las fibras y la arena se puede

perder, y la extracción completa de la fibra ocurre.

rientación de la fibra. En las pruebas triaxiales que reali(aron a extensión

hubo una mejora despreciable lo que demostró que los planos preferenciales

hori(ontales de las fibras inducidos por la técnica de compactación mediante

apisonado puede ser considerada responsable por esta respuesta con ciertorado de anisotrop$a.


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Efecto volumétrico. En el plano de deformaciones volumétricas, el

comportamiento de contracción de los espec$menes no refor(ados se vuelve

ms dilatado cuando las fibras son adheridas para ambas condiciones de

contracción y extensión. El decremento en relación de vac$os debido a la

adición de fibras es t$picamente menor a 5.54, y este cambio en la densidad

puede explicar solo parcialmente la dilatación incrementada observada en el

composite. ;simismo, se puede esperar que la pronunciada contribución a

tensión de las fibras proporcione un confinamiento de la matri( mejorado y por

lo tanto una mayor respuesta a contracción. ;s$, un efecto adicional en el

mecanismo de interacción arena-fibra debe ser considerado para explicar el

incremento en la dilatación.

1e la misma manera, 1iambra et al. %)5!)& proponen las siuientes hipótesis

para estimar la contribución de las fibras al suelo:

M 'as fibras estn distribuidas homoéneamente a través de la matri( de

arena. El estado de esfuer(o y deformación del material composite se derivan

de un procedimiento de promedio volumétrico del estado de esfuer(o

deformación de ambos constituyentes.

M 'as fibras se consideran mono-dimensionales, discretas %no continuas&,

elementos elsticos con solo resistencia a la tensión que se movili(a por las

deformaciones por tensión que se desarrollan en el suelo refor(ado.

M 1urante la cara, ocurren despla(amientos relativos parciales entre

las fibras y los ranos de arena.

M 'as fibras pueden ser extra$das de la matri( de arena.

M 'a orientación de las fibras debe ser considerada.

M 'a presencia de las fibras afecta la alomeración de la matri( de arena.

).9.*. ;nlisis de la interface suelo-fibra.

'a interface entre los materiales de construcción y el suelo juean un papel

importante en muchos sistemas eotécnicos incluyendo las cimentaciones con

pilas, los muros de retención y especialmente los sistemas de suelo refor(ado


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"an et al. %)5!5& utili(aron el microscopio electrónico de barrido o >E#

%>cannin Electron #icroscope& a probetas de suelo fibro refor(ado %fiura )-6&.

0iura )-6. ?maen >E# de "an et al. %)5!5&: a& 1espués de compactación, b&

1espués de prueba de extracción.

+omo se observa en la fiura )-6a, después de la compactación, la fibra es

envuelta y trabada por part$culas de suelo. 1espués de que la fibra es sometida

a la prueba de extracción, alunas part$culas se quedan adheridas a la misma

como se aprecia en la fiura )-6b. Esto indica que la estructura de la interface

es perturbada e incluso rota durante el proceso de corte. For lo tanto, cuando

ocurre el corte, la fricción en la interface depende en ran manera de la

resistencia de las part$culas de suelo. Entre ms estén empacadas y trabadas

las fibras con el suelo, se tendr una mayor resistencia en la interface al

cortante.

'a resistencia a la rotación de las part$culas, as$ como la penetración de las

mismas sobre la fibra pueden incrementar la resistencia a la extracción de las

fibras. "ambién se puede mencionar que se puede desarrollar succión mtrica

debido a la capilaridad entre el aua, las part$culas de suelo y la superficie de

la fibra, lo que dar$a un incremento al esfuer(o efectivo en la interface suelo

fibra %fiura )-C&.


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0iura )-C. 1iarama esquemtico de la interface suelo fibra.

El aumento en el contenido de aua sinificar$a un decremento en la succión

mtrica as$ como podr$a juar un papel importante como una capa lubricante

en la interface que facilite la rotación de la las part$culas con la fibra, facilitando

la extracción de la misma y por consiuiente, reduciendo la resistencia

mecnica del compuesto.

in embaro, cuando

se trata de anali(ar la estabilidad interna y las interacciones de interface, laprueba de la extracción parece ser la ms apropiada %"an et al., )5!5&.

1e manera anloa, 'opes y 'adeira %!==6& indicaron que cualquier

incremento en el esfuer(o confinante, el peso espec$fico seco o la ta(a de

despla(amiento incrementaban la resistencia a la extracción de una eomalla.

"ambién influyen la lonitud embebida y el esfuer(o vertical efectivo en el

comportamiento a la extracción.

+omparada con la /esistencia al corte o a compresión, bsicamente la

resistencia a tensión del suelo siempre es asumida como cero en la prctica de

la inenier$a eotécnica dado su valor bajo. 1e hecho, es dif$cil medir

precisamente la resistencia a tensión del suelo debido a la falta de técnicas de

laboratorio satisfactorias.

).4. Fosibles aplicaciones del concepto.


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'os suelos finos son aplicados en distintas estructuras térreas, tales como

barreras impermeables en los rellenos sanitarios y en cora(ones impermeables

en bordos y presas, de la misma manera, los suelos finos que son excavados

para deshecho pueden ser reutili(ados como material de relleno en alunas

estructuras.

'a mayor aplicabilidad del compuesto puede ser en terraplenes, sub rasantes,

sub bases y en problemas de estabilidad de taludes.

.-.-.-.-.-.-.-.--.------------------

F/F?E1;1E> K +;/;+"E/N>"?+;> 1E ';> 0?@/;>

?-!.- %estndar y alta tenacidad&

Folietileno FE %Iarios tipos&

Folipropileno FF %atctico, isotctico: estndar o alta tenacidad&

"odas ellas, adems, pueden tener tratamientos antibacterias y antimoho, as$

como otras caracter$sticas diferenciadas tanto f$sicas como qu$micas.

+abe mencionar también que, dado que la investiación no cesa, todos los

aos salen nuevas fibras, o nuevas familias de pol$meros o nuevos

tratamientos o modificaciones, por lo que la lista que se encuentra en este

art$culo se debe considerar como orientativa a d$a de hoy y naturalmente

variar en el futuro.

?-).- +;/;+"E/N>"?+;> 1E ';> 0?@/;>

a. Fropiedades mecnicas y caracter$sticas f$sicas


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"enacidad %3tex&. 1eben tener una tenacidad suficiente y siempre

mayor que el esfuer(o que deben soportar.

;laramiento %G&. Fara una misma tenacidad, cuanto menos

alaramiento mejor, o lo que es lo mismo, a mayor módulo de elasticidad%3tex&, mejor es la fibra para refuer(o.

1ensidad o peso espec$fico de la fibra %cm*&. +uanto menor sea,

mayor ser la superficie de fibra para un mismo peso dado.

1imetro %Om&. +uanto menor sea el dimetro mayor ser la superficie

espec$fica para un mismo peso.

"$tulo %dtex&. Feso en ramos de !5.555 m lineales de fibra o filamento.

0orma. 1ebido a las caracter$sticas de cada pol$mero y a la forma de

obtención de las fibras y los dispositivos empleados, las fibras pueden tener

diferentes formas:

+il$ndricas ;rrionadas tras formas

>uperficie %mm)m&. "ambién en función del pol$mero y de su forma de

obtención, la superficie puede ser lisa o ruosa, con lo cual la superficie

espec$fica ser superior en este seundo caso y por tanto mayor el ro(amiento

con otros materiales.

/esistencia a la compresión. Es la fuer(a de rotura en relación con la

sección en un ensayo de compresión.

#ódulo de ci(allamiento. Es el módulo de elasticidad medido en un

ensayo de torsión.


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/i(ado %ondascm y amplitud de las ondas&. 'as fibras sin ri(ado no

Penla(anQ entre ellas. 'as fibras con ri(ado pueden quedar retenidas unas con

otras.

>uperficie %mm)m&. "ambién en función del pol$mero y de su forma deobtención, la superficie puede ser lisa o ruosa, con lo cual la superficie

espec$fica ser superior en este seundo caso y por tanto mayor el ro(amiento

con otros materiales.

/esistencia a la compresión. Es la fuer(a de rotura en relación con la

sección en un ensayo de compresión.

#ódulo de ci(allamiento. Es el módulo de elasticidad medido en un

ensayo de torsión.

/i(ado %ondascm y amplitud de las ondas&. 'as fibras sin ri(ado no

Penla(anQ entre ellas. 'as fibras con ri(ado pueden quedar retenidas unas con

otras.

b. Fropiedades qu$micas y medioambientales.

• /esistencia a los cidos• /esistencia a los lcalis• /esistencia a los disolventes• /esistencia a los rayos 7I y a la intemperie• /esistencia a los microoranismos• "asa de humedad• @ioderadabilidad

?-*.- E'E++?R3 1E ';> 0?@/;> ;1E+7;1;> F;/; +;1; ;F'?+;+?R3

>e encuentran en el mercado una variedad enorme de fibras de diferentes

caracter$sticas que, si bien en un principio fueron concebidas para ser

empleadas en la industria textil, hoy en d$a ya se estn fabricando para

diferentes ramos de la inenier$a.

El factor o caracter$stica dominante a la que, al final, se debe remitir la

selección es el coste final de la fibra en la proporción adecuada para cumplir

con unas especificaciones o expectativas dadas.


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>i lo que se quiere es que la superficie espec$fica de la fibra sea elevada, pues

su misión ofrecer resistencia al desli(amiento, se eliir una fibra de pequeo

dimetro y a ser posible de sección no circular y ruosa para ofrecer una mayor

superficie por unidad de peso.

>i lo que se pretende es que sea bioderadable, se usarn fibras naturales

animales o veetales o sintéticas con diferentes componentes qu$micos que

haan descomponer a la fibra a lo laro de un cierto tiempo, ya sea por s$ solas

o en contacto con ciertas sustancias o con ciertos medios.

>i estas fibras deben estar en contacto con microoranismos, cidos o lcalis,

productos oxidantes, etc., se deber revisar su comportamiento frente a estas

sustancias.

"odas estas premisas o pre-elecciones de fibras deben estar contrastadas por

su coste y su facilidad de obtención en el mercado.


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+uando se dice que una tenacidad o módulo de elasticidad es adecuada, lo

que se quiere decir es que las fibras deben ser ms tenaces que los materiales

que deben armar. 3o es necesario que sean mucho ms tenaces, ya que sólo

se aprovecha la tenacidad compatible con el ro(amiento, es decir, a mayor

ro(amiento mayor ser la tenacidad necesaria para que las fibras no se

rompan ni que el material se disreue.

'a ran mayor$a de fibras sintéticas tiene suficiente tenacidad para cumplir con

los requisitos necesarios para su uso en refuer(o, incluso las fibras

reprocesadas, si es que no se han deradado mucho al procesarlas una o ms

veces, suelen tener la tenacidad suficiente para la mayor$a de aplicaciones.

?-9.- 0?@/;> F;/; E' /E07E/ 1E "?E//;>

+omo se ha visto en el apartado anterior, se deben eleir las fibras en función

de sus caracter$sticas técnicas y también en función de su facilidad de servicio

y su coste.

oy por hoy, las fibras sintéticas de mayor producción en el mercado, las ms

utili(adas y también las de menor coste %posiblemente por ser las que se

producen a mayor escala& son F;3, F; 6.6, F; 6, FE>, FE, FF.

>us precios no var$an mucho de unas a otras, son fciles de encontrar en el

mercado en randes cantidades y se pueden conseuir también reprocesadas.

For todo ello, se muestra a continuación la siuiente "abla con las

caracter$sticas representativas de estas fibras para estos usos:

Fibra p.e. Tenac* A.Rot Forma Resistencia a

SIM g/cm3 N/tex % Secc. Ácidos Álcalis ! Microorg.

"oliacrilonitrilo "AN #.#$ &'(&) #$() Ri+,n --- -- --- ----

"oliamida "A #.#' &)(&$ #(3 0irc1lar -- -- -- ---

"oliamida . "A #.#) &)(&)) #()' 0irc1lar - --- - --

"oli2ster "S #.3 &3$(& #3() 0irc1lar --- -- --- ---

"olietileno " &4 & #(3 0irc1lar ---- ---- -- ----

"olipropileno "" &4# &) '(' 0irc1lar ---- ---- - ----

S3ota: 'as mismas fibras en alta tenacidad %" ó ;"& aumentan su tenacidad

un C5-B5 G.


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1esde el punto de vista de la fabricación, aunque todas ellas pueden, en teor$a,

fabricarse a dimetros muy pequeos, en la prctica resulta que, por ejemplo,

las fibras FE y FF no se fabrican a menos de * dtex mientras que las dems se

fabrican normalmente hasta !,4 dtex.

En principio, todas ellas deben ser vlidas para el refuer(o de suelos, pero para

hallar una relación entre dimetro y superficie espec$fica, se muestra la

siuiente tabla:

Fibra#& dtex 3&3 dtex & dtex

SIM 5 S1per6i 5 S1per6i 5 S1per6i

7m m'/8g 7m m'/8g 7m m'/8g

"oliacrilonitrilo "AN #' 3. #4 '. ' #.

"oliamida "A #3 '4. ' #$. '$ #3#.

"oliamida . "A #3 '$. ' #$$. '$ #3#.

"oli2ster "S ## '. #$ #$. ' ##.

"olietileno " #) 3. '# '. '4 #).

"olipropileno "" # '4. '' #44. 3 #).

+omo puede observarse, la superficie espec$fica es muy similar de una fibra a

otra y, realmente, la diferencia est ms en el dimetro o finura que en la clase

de pol$mero.

tra cosa a contemplar puede ser la posible compatibilidad incompatibilidad

de las fibras con el medio a refor(ar por el hecho de que alunas %F;3& son

susceptibles de hacer ciertas uniones f$sico-qu$micas mientras que otras como

el FF, FE y FE> no tienen tantas posibilidades.

"ambién, desde el punto de vista de PmanejabilidadQ o prctica de uso, las

fibras como el polipropileno son mucho ms PvoltilesQ que las dems, lo cual

requiere ciertos cuidados cuando hay que colocarlas con viento.

En cuanto a la lonitud de las fibras se puede admitir que fibras cortas y laras

sirven para refuer(o y que las muy cortas sólo para refuer(o, mientras que las

laras pueden ejercer también funciones de retención o filtro. El uso, pues, de

unas o de otras, o de ambas, depender de las funciones que queramos que

realicen.


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; partir de los datos de los apartados anteriores y del anlisis de las

publicaciones revisadas, incluidas como biblioraf$a, se considera que, entre

otras, pueden hacerse las siuientes apreciaciones con relación a las fibras.

!. Existen diferentes fibras que pueden ser utili(adas en el refuer(o desuelos. 'as ms comunes para usar en estos momentos son las acr$licas

poliacrilonitrilo, las de poliéster y las de polipropileno.

). 3o todas las fibras producen los mismos efectos de refuer(o. 'os

efectos de refuer(o para tierras los producen ms las fibras de mayor superficie

espec$fica %ms finas, sección no redonda, superficie ruosa&.

*. 'as caracter$sticas intr$nsecas de cada fibra son las que puedendeterminar su mejor o peor comportamiento.

9. Existe una relación directa entre la superficie espec$fica de cada fibra y

su capacidad de refuer(o. %; mayor superficie espec$fica, mayor refuer(o&

4. 'as fibras cortas refuer(an, pero no hacen una función marcada de filtro

o retención.

6. 'as fibras laras pueden hacer también la función de filtro %efecto de

retención de finos&, pero son ms dif$ciles de me(clar y conseuir una me(cla

uniforme. El ri(ado de las fibras ayuda a que éstas se Pl$enQ unas con otras y se

acent2e su acción de filtro, minimi(ando la infiltración del aua.

C. Existen aparatos de laboratorio y normas para ensayos de medida de

finuras, lonitudes, tenacidades, etc., por lo que pueden determinarse estos

valores a priori y relacionarlos con los ensayos de tierras PcaradasQ con fibra.

B. 1e forma eneral parece que las aplicaciones se centran en

inestabilidades superficiales, que pueden alcan(ar alunos metros, siendo una

alternativa a la solución de retalu(ar con menos pendiente, al conseuirse una

mejora de la resistencia al corte, mejorndose, adems, el comportamiento

frente a la erosión de los taludes tratados.

=. El procedimiento de reparación exie una excavación del material

inestabili(ado por debajo de la superficie de rotura. 'a eometr$a de la


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excavación %mediante bermas hori(ontales y retalu(ado& debe facilitar la

posterior colocación del material, que puede ser el mismo o bien de préstamo

se2n los casos, una ve( me(clado con las fibras.

!5. El me(clado de las fibras con el suelo se reali(a con mquinas del tipoPme(cladoras a rotación o radas rotatorias %rotary mixer, roto-till pulveri(er&Q.

!!. 7na ve( reali(ada la me(cla del suelo con las fibras, el material se

extiende y compacta con medios convencionales, que deben especificarse en

proyecto. 3o obstante, parece recomendable alcan(ar, salvo criterios

espec$ficos de la obra, densidades del orden del =4 G del Froctor 3ormal,

siendo preferible el uso de compactadores de pata de cabra, con espesores de

tonada limitados por la lonitud de los dientes.

!). 'as dosificaciones se reali(an en función del peso seco del material,

pudiendo estar en el orden del 5,)-5,9 G. El control de la dosificación se puede

hacer en función de las bolsas de fibras necesarias por capa para una correcta

dosificación.

!*. 'a lonitud de las fibras a utili(ar est asociada con la ranulometr$a del

material a tratar, aunque los art$culos no recoen criterios con relación a este

parmetro.

!9. 1e forma eneral, parece que los materiales ms usados en las fibras

para refuer(o de suelo son el polipropileno y el poliéster.

!4. 'a mejora que se obtiene se asocia a un aumento de la resistencia al

corte, cuya cuantificación en ensayos puede llear a ser importante. En este

sentido, cabe indicar que las mejoras de resistencia que se consiuen sonaltas, pareciendo que en el caso de la cohesión la mejora se puede asociar con

un aumento de la cohesión aparente por efecto de las fibras, en cuanto a los

nulos de ro(amiento los valores que se obtienen, en determinados casos,

parecen excesivamente altos %hasta 49T&, y de dif$cil justificación. 'os ensayos

reali(ados son en eneral triaxiales, aunque en al2n caso también se habla de

ensayos de corte directo.

.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-..-.--.-.-.-.-.-.--.-.--.-.-.-.--.-.-.--.-.-.-.--.-.-.-.--.-.-.--.-.-.-.


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VARIABLES INVOLUCRADAS

3umerosas variables intervienen en el comportamiento del suelo refor(ado.

Entre las principales se pueden citar %


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Existen adems numerosos materiales sintéticos provenientes de la

reutili(ación de desechos, tales como fibras de polietileno tereftalato FE"

%+onsoli et al., )55)&, polietileno de alta densidad %>obhan y #ashnad, )55)& y

fibras de omas de neumtico %ataf y /ahimi, )556L ;Dbulut et al., )55C&.

+on respecto a la cantidad de tirillas de FE" en el suelo, las publicaciones

existentes utili(an un porcentaje que var$a entre el 5.)4G y el *G respecto al

peso de suelo seco.

Fibras Naturales

El refuer(o de suelos mediante fibras naturales constituye una técnica de

mejoramiento de suelos ecolóicamente amiable y de muy bajo costo.

; modo de ejemplo se pueden citar los trabajos de FrabaDar y >ridharb %)55)&

donde se emplearon fibras de sisal, >ivaDumar @abu y Iasudevan %)55B&

quienes emplearon fibras de coco, #arandi et al. %)55B& que utili(aron fibras de

palmera %ver 0i. )&, y HhattaD y ;lrashidi %)556& donde se emplearon fibras de

celulosa procesada.

0i. ): 0ibras de palmera %#arandi et al., )55B&.

>in embaro, este tipo de fibras se caracteri(an por una baja resistencia

qu$mica y a la corrosión, lo que sumado a la bioderadación, limitan su uso a

estructuras provisorias y de bajo rieso frente a una eventual falla por

deradación.


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claro aumento en los parmetros de resistencia al corte %c y V&, siendo ms

notorio este incremento en el suelo refor(ado con fibras de polipropileno.

For su parte,


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30

capaces de desarrollar tensiones de tracción mayores sin desli(ar, y por lo

tanto el aumento de la resistencia es mayor que en el caso del suelo refor(ado

sólo con fibras.

Mo&elos )re&i!ti#os

7no de los primeros modelos predictivos sobre suelos refor(ados con fibras fue

el propuesto por


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31

1onde X es el nulo de distorsión de corte %ver 0i. 9a&.

Esta ecuación puede enerali(arse para fibras orientadas en otro nulo

respecto al plano de falla:

>iendo Y el nulo de las fibras deformadas respecto al plano de falla %ver 0i.

9b&. Este nulo se obtiene a partir del nulo de orientación inicial de las

fibras %i&, y del despla(amiento por corte %x&.

'a contribución al corte debido a las fibras W> es lueo sumada a la resistencia

al corte del suelo sin refor(ar. El modelo considera que las fibras se

encuentran completamente empotradas en el suelo fuera de la (ona de corte y

que no se producir desli(amiento de las mismas.

0iura 9: 0ibra cru(ando la (ona de corte %


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modelo propuesto por #aher y e calcula la fuer(a friccional de una fibra

mediante la siuiente ecuación:

1onde a es la componente de adhesión, tan δ es la componente

friccional, y Zn,ave es la tensión normal promedio actuando en las fibras. >e

definen dos coeficientes de interacción como la relación entre las

componentes de adhesión y de fricción en la interface y en el suelo:

1onde c y V son la cohesión y el nulo de fricción interna del suelo sin

refor(ar respectivamente. +ombinando las ec. %4&, %6& y %C&, la fuer(a friccionalen una fibra queda definida se2n la siuiente expresión:

;F'?+;+?3E>

>on numerosas las potenciales aplicaciones de suelos refor(ados con fibras:

estabili(ación de taludes, construcción de terraplenes, refuer(os de bases de

pavimentos y mejoramiento de suelos potencialmente licuables, entre otros.


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El mejoramiento de suelos mediante la adición de fibras tiene las siuientes

ventajas %'i, )554&:

M El refuer(o de fibras puede reali(arse mediante el uso de equipos

convencionales de construcción. 'a compactación del suelo refor(ado confibras puede efectuarse con los métodos tradicionales de compactación, sin

rieso de daar el refuer(o.

M ; diferencia de otros métodos de refuer(o yo estabili(ación, como la

adición de cemento o cal, la incorporación de fibras no se encuentra afectada

por las condiciones climticas.

M 'os materiales que pueden ser usados para las fibras son de muy bajocosto, haciendo a este tipo de refuer(o altamente competitivo.

'os suelos refor(ados con fibras han probado ser eficientes en la reparación de

fallas en taludes existentes como as$ también para la construcción de nuevos

taludes %


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utili(aron fibras de polipropileno con un tratamiento de carbono para limitar el

dao por los rayos 7I de la lu( solar.

For otro lado, en la construcción de pavimentos, el refuer(o con fibras podr$a

usarse a los fines de estabili(ar una ran variedad de suelos de base osubbase, desde arenas hasta arcillas altamente plsticas %'i, )554&. 1iversos

investiadores han reportado que el n2mero de ciclos para alcan(ar la falla en

pruebas de campo sobre pavimentos aumenta al adicionar fibras en la capa de

base del mismo %antoni, et al., )55!&.

For 2ltimo, ?braim et al. %)5!5& reportó que la inclusión de fibras en arenas

sueltas reduce el potencial de licuación. For lo tanto, esta técnica de

mejoramiento podr$a resultar 2til para estratos de fundación susceptibles a

sufrir licuación.

M 'a adición de fibras tanto en suelos ranulares como cohesivos aumenta

la resistencia al corte a randes niveles de deformación.

M En suelos ranulares con baja compacidad refor(ados con fibras,

diversos investiadores han reportado que las curvas de tensión - deformación

no alcan(an un l$mite asintótico de resistencia como en los modelos

hiperbólicos clsicos, sino que la resistencia crece indefinidamente a2n para

niveles de deformación superiores al )5 G.

M 'a inclusión de fibras en el suelo produce una disminución de la densidad

debido a que las fibras son ms livianas y a que proveen mayor resistencia a

los métodos de compactación usuales.

M 'as fibras son sometidas a tensiones de tracción debido al movimientorelativo de los ranos de suelo. For lo tanto el refuer(o de fibras contribuye a la

resistencia al corte del suelo a partir de un cierto nivel de deformación.

M 'os modelos predictivos existentes plantean dos mecanismos de falla de

las fibras que atraviesan el plano de rotura: desli(amiento para bajas presiones

de confinamiento, y fluencia para altas presiones de confinamiento. Esto se

traduce en una envolvente de falla bilineal del suelo refor(ado.


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M >on muchas las potenciales aplicaciones del suelo refor(ado con fibras.

>in embaro se requiere de estudios de campo ms profundos y mayor

experiencia basada en el uso de la técnica para cuantificar con mayor

confian(a el efecto de las fibras en el comportamiento del suelo refor(ado.

.-.-.-.-.-..--..-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.--.-.----------------------

).! Estudios dinmicos reali(ados en suelos arenosos mejorados con fibra

'os investiadores >adehi y @eii %)5!9& hacen referencia a alunos estudios

reali(ados principalmente en suelos arenosos, del cual parafraseo lo siuiente:

el refor(amiento de suelos usando un material resistente a la tensión es un

método atractivo para mejorar la resistencia compresiva y de tensión en suelos.Estudios experimentales indican que el comportamiento del arietamiento en la

desecación del suelo fue sinificativamente influenciado por la inclusión de

fibras referenciando en su art$culo a 3ahlaAi and HodiDara, %)556&. "an et al.

%)5!)&L 'aDshmiDanth et al., %)5!)&L 1ivya et al., %)5!9&.

Estudios de resistencia a la licuefacción en suelos remoldados han demostrado

que las inclusiones de fibra incrementan el n2mero de ciclos requeridos que

causan la licuefacción durante caras no drenadas referenciando en su art$culo

a 3oorany and 7(davines, %!=B=&L #aher and [oods, %!==5&L HrishnasAamy

and ?saac, %!==9&L ?braim et al., %)5!5&L #aheshAari et al. %)5!*&. /esultados

de pruebas de caras indican que las fibras pueden ser consideradas como un

buen sistema de refuer(o especialmente en un contenido de fibra de 5.4G

respecto al peso seco del suelo referenciando en su art$culo a ;buel-#aaty,

%)5!5&. Fruebas sin confinamiento y de valor relativo de soporte indican que la

cantidad optima de fibra me(clada en suelo, limo y ceni(a de cascara de arro(tiene ranos de 5.9 a 5.BG de la masa seca referenciando en su art$culo a

#untohar et al., %)5!*&. ; pesar de las numerosas aplicaciones de esta fibra, no

existen metodolo$as para la dosificación de contenido de fibra basado en un

criterio racional para el comportamiento dinmico de suelos refor(ados con la

misma.

).) Estudios dinmicos reali(ados en suelos finos mejorados con fibra


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En el art$culo publicado por Iettorelo y +laria %)5!9& parafraseo lo siuiente.

>on pocos los estudios reali(ados sobre suelos arcillosos refor(ados con fibras.

>in embaro entre ellos cabe remarcar los estudios estticos desarrollados por

;Dbulut et al %)55C&, referenciado en el art$culo anteriormente mencionado.

Estos autores estudiaron el efecto de las fibras sintéticas de polipropileno y

polietileno tienen en el comportamiento de un suelo arcilloso. >e observó un

aumento en los parmetros de resistencia al corte.

herAall %)5!9& en dirección con el 1r.

@otero, indican que a mayor cantidad de fibra aplicada a un suelo limoso existe

un mayor comportamiento d2ctil en el suelo y un incremento exponencial en la

capacidad de cara.

/especto al efecto que produce el refuer(o con fibras en el módulo de

deformación aparecen resultados contradictorios en la literatura del tema, al

iual que en suelos ranulares.

* ;F'?+;+?3E>

>on numerosas las potenciales aplicaciones de suelos refor(ados con fibras:

estabili(ación de taludes, construcción de terraplenes, refuer(os de bases de

pavimentos y mejoramiento de suelos potencialmente licuables, entre otros. El

mejoramiento de suelos mediante la adición de fibras tiene las siuientes

ventajas 'i, %)554& referenciado en el art$culo publicado por Iettorelo y +laria

%)5!9&:


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M El refuer(o de fibras puede reali(arse mediante el uso de equipos

convencionales de construcción. 'a compactación del suelo refor(ado con

fibras puede efectuarse con los métodos tradicionales de compactación, sin

rieso de daar el refuer(o.

M ; diferencia de otros métodos de refuer(o yo estabili(ación, como la adición

de cemento o cal, la incorporación de fibras no se encuentra afectada por las

condiciones climticas.

M 'os materiales que pueden ser usados para las fibras son de muy bajo costo,

haciendo a este tipo de refuer(o altamente competitivo. 'os suelos refor(adoscon fibras han probado ser eficientes en la reparación de fallas en taludes

existentes como as$ también para la construcción de nuevos taludes, on muchas las potenciales aplicaciones del suelo refor(ado con fibras. >in

embaro se requiere de estudios de campo ms profundos y mayor experiencia

basada en el uso de la técnica para cuantificar con mayor confian(a el efecto

de las fibras en el comportamiento del suelo refor(ado

+3+'7>?3E>

M El mejoramiento del suelo con fibras de FE" es una alternativa

sustentable y con resultados experimentales positivos, sin embaro se

requieren ms estudios para saber su comportamiento dinmico y esttico, as$

como comprobar la cantidad de fibra óptima que se ajuste a los procesos


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constructivos y que incremente los parmetros de resistencia estticos y

dinmicos del suelo.

M Existen m2ltiples aplicaciones y beneficios en la utili(ación de este

material, lo que hace viables los estudios del comportamiento de la interaccióndel suelo y la fibra de FE".

M 3o existe mucha información relacionada con el comportamiento que

tienen las fibras de polietileno en un suelo blando expansivo, especialmente en

su comportamiento dinmico.

El material composite tiene las siuientes caracter$sticas %Elias et al., )55!&:

\Existe una transferencia de esfuer(os entre el suelo y el refuer(o, la cual toma

luar continuamente a lo laro del refuer(o.

\El refuer(o est distribuido a lo laro de toda la masa de suelo con un rado

de reularidad.

\'os esfuer(os son transferidos entre el suelo y el refuer(o mediante fricción

yo resistencia pasiva dependiendo del tipo de eometr$a del refuer(o.

>e ha detallado el concepto tradicional del refuer(o del suelo, sin embaro, la

adición de las fibras de manera aleatoria, enera una matri( de suelo refor(ado

homoénea que en teor$a evita la eneración de posibles planos de falla, ya

que en la manera que se presenten los esfuer(os se encontrarn fibras a lo

laro del suelo que ayuden a portarlos a manera de elementos tensionantes

mediante un mecanismo de interacción entre el suelo y la fibra.

En la literatura existente se encuentran numerosos trabajos que estudian elfibro refuer(o del suelo, sin embaro se concentran en su mayor$a en suelos

ruesos ranulares.

Evaluaron el efecto de las fibras en la compactación Froctor, utili(ando las

mismas dosificaciones que para el anlisis de las probetas a compresión no

confinada, de los datos de compactación no encontraron cambio sinificativo ni

en el contenido óptimo de humedad ni en el peso espec$fico seco mximo.

Fosteriormente con este porcentaje de arena, pasaron a la introducción de la


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fibra, utili(ando lonitudes de *, 6 y !) mm y dosificaciones de 5G, 5.4G, !G,

!.4G y )G. Encontraron incrementos sustanciales en la resistencia a la

compresión no confinada del suelo con el !5G de arena y con la fibra con la

combinación de 6mm a )G y !)mm a !G.

9 +3+'7>?3E>

El concepto de suelo fibro refor(ado presenta una buena opción de

mejoramiento de suelos. Existe una dosificación que podr$a ser considerada

como óptima, la cual presenta ventajas mecnicas en comparación al suelo en

estado remoldeado sin refuer(o.

1e los resultados obtenidos se puede concluir lo siuiente:

\El tamao de fibra desempea un papel importante en la resistencia a la

compresión no confinada del composite, obteniéndose un mejor desempeo en

eneral con tamaos menores de fibra.

\>e puede considerar como combinación óptima la fibra con =.4 mm de

lonitud a una dosificación de )G de peso seco del suelo estudiado.

\'a combinación considerada como óptima, obtuvo un aumento de resistencia

del B9G en comparación al suelo sin refuer(o, siendo el esfuer(o resistente

promedio iual a 4.9) Dcm).

\En una prueba de Ialor /elativo de >oporte el esfuer(o en el pistón

incrementa de manera similar para el suelo sin refuer(o y el composite, sin

embaro conforme la penetración contin2a, las fibras en el composite

comien(an a trabajar presentando un comportamiento mecnico ms favorable

al del suelo sin refuer(o.

Existe una relación de aumento de resistencia conforme aumenta la

dosificación de la fibra, sin embaro, debe aclararse que entre mayor es la

dosificación de la fibra, el proceso de me(clado y la obtención de una me(cla

homoénea se vuelve ms dif$cil.

El presente trabajo forma parte de una investiación que se encuentra todav$a

en proceso, se presentaron resultados de pruebas de compresión no confinada


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y de valor relativo de soporte encontrando mejoras considerables, sin

embaro, debe mencionarse que la importancia del método de fibro-

refor(amiento reside también en el aumento en la resistencia a tensión debida

a las fibras. En futuras investiaciones, se debe hacer hincapié en investiar el

comportamiento del composite ante esfuer(os de tensión.

ESTABILIZACION DE SUELOS CON PET

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