Licuefacción de Suelo - Wikipedia, La Enciclopedia Libre
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Licuefacción de suelo a causa del terremoto ocurrido en Niigata en 1964. Obsérvese cómo los edificios se han inclinado al perder su apoyo en el suelo. La licuefacción permitió que esta boca de alcantarilla flotara y se elevara por sobre la superficie. Licuefacción de suelo De Wikipedia, la enciclopedia libre La licuefacción de suelo describe el comportamiento de suelos que, estando sujetos a la acción de una fuerza externa (carga), en ciertas circunstancias pasan de un estado sólido a un estado líquido, o adquieren la consistencia de un líquido pesado. Es un tipo de corrimiento, provocado por la inestabilidad de un talud. Es uno de los fenómenos más dramáticos y destructivos y, además, más polémicos y peor explicados que pueden ser inducidos en depósitos por acciones sísmicas. Es más probable que la licuefacción 1 ocurra en suelos granulados sueltos saturados o moderadamente saturados con un drenaje pobre, tales como arenas sedimentadas o arenas y gravas que contienen vetas de sedimentos impermeables. 2 Durante el proceso en que actúa la fuerza exterior, por lo general una fuerza cíclica sin drenaje, tal como una carga sísmica, las arenas sueltas tienden a disminuir su volumen, lo cual produce un aumento en la presión de agua en los poros y por lo tanto disminuye la tensión de corte, originando una reducción de la tensión efectiva. Los suelos más susceptibles a la licuefacción son aquellos formados por depósitos jóvenes (producidos durante el Holoceno, depositados durante los últimos 10,000 años) de arenas y sedimentos de tamaños de partículas similares, en capas de por lo menos más de un metro de espesor, y con un alto contenido de agua (saturadas). Tales depósitos por lo general se presentan en los lechos de ríos, playas, dunas, y áreas donde se han acumulado arenas y sedimentos arrastrados por el viento y/o cursos de agua. Algunos ejemplos de licuefacción son arena movediza, arcillas movedizas, corrientes de turbidez, y licuefacción inducida por terremotos. Según cual sea la fracción de vacío inicial, el material del suelo puede responder ante la carga bien en un modo de ablandamiento inducido por deformación o alternativamente sufrir endurecimiento inducido por deformación. En el caso de suelos del tipo ablandamiento inducido por deformación, tales como arenas sueltas, los mismos pueden alcanzar un punto de colapso, tanto en forma monótona o cíclica, si la tensión de corte estática es mayor que tensión de corte estacionaria del suelo. En este caso ocurre licuefacción de flujo, en la cual el terreno se deforma con una tensión de corte constante de valor reducido. Si el terreno es del tipo endurecimiento inducido por deformación, o sea arenas de densidad moderadas a altas, en general no ocurrirá una licuefacción por flujo. Sin embargo, puede presentarse un ablandamiento cíclico a causa de cargas cíclicas sin drenaje, tales como cargas sísmicas. La deformación durante cargas cíclicas dependerá de la densidad del terreno, la magnitud y duración de la carga cíclica, y la magnitud de inversión de la
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5/5/2015 LicuefaccindesueloWikipedia,laenciclopedialibre
http://es.wikipedia.org/wiki/Licuefacci%C3%B3n_de_suelo 1/6
LicuefaccindesueloacausadelterremotoocurridoenNiigataen1964.Obsrvesecmolosedificiossehaninclinadoalperdersuapoyoenelsuelo.
Lalicuefaccinpermitiqueestabocadealcantarillaflotarayseelevaraporsobrelasuperficie.
LicuefaccindesueloDeWikipedia,laenciclopedialibre
Lalicuefaccindesuelodescribeelcomportamientodesuelosque,estandosujetosa laaccindeunafuerzaexterna(carga),enciertascircunstanciaspasandeunestadoslidoaunestadolquido,oadquierenlaconsistenciadeunlquidopesado.Esuntipodecorrimiento,provocadoporlainestabilidaddeuntalud.Es uno de los fenmenos ms dramticos y destructivos y,adems, ms polmicos y peor explicados que pueden serinducidosendepsitosporaccionesssmicas.
Es ms probable que la licuefaccin1 ocurra en suelosgranulados sueltos saturados o moderadamente saturados conun drenaje pobre, tales como arenas sedimentadas o arenas ygravasquecontienenvetasdesedimentosimpermeables.2
Durante el proceso en que acta la fuerza exterior, por logeneral una fuerza cclica sin drenaje, tal como una cargassmica, las arenas sueltas tienden a disminuir suvolumen, locualproduceunaumentoenlapresindeaguaenlosporosypor lo tanto disminuye la tensin de corte, originando unareduccindelatensinefectiva.
Los suelos ms susceptibles a la licuefaccin son aquellosformados por depsitos jvenes (producidos durante elHoloceno, depositados durante los ltimos 10,000 aos) dearenas y sedimentos de tamaos de partculas similares, encapasdepor lomenosmsdeunmetrodeespesor,y conunalto contenido de agua (saturadas). Tales depsitos por logeneralsepresentanenloslechosderos,playas,dunas,yreasdondesehanacumuladoarenasysedimentosarrastradosporelviento y/o cursos de agua. Algunos ejemplos de licuefaccinsonarenamovediza,arcillasmovedizas,corrientesdeturbidez,ylicuefaccininducidaporterremotos.
Segncualsealafraccindevacoinicial,elmaterialdelsuelopuederesponderantelacargabienenunmododeablandamientoinducidopordeformacinoalternativamentesufrirendurecimiento inducidopordeformacin. En el caso de suelos del tipo ablandamiento inducido por deformacin, tales como arenassueltas,losmismospuedenalcanzarunpuntodecolapso,tantoenformamontonaocclica,silatensindecorteestticaesmayorquetensindecorteestacionariadelsuelo.Enestecasoocurrelicuefaccindeflujo,enlacualelterrenosedeformaconunatensindecorteconstantedevalorreducido.Sielterrenoesdeltipoendurecimientoinducidopordeformacin,oseaarenasdedensidadmoderadasaaltas,engeneralnoocurrirunalicuefaccinporflujo.Sinembargo,puedepresentarseunablandamientocclicoacausadecargascclicassindrenaje, talescomocargasssmicas.Ladeformacindurantecargascclicasdependerde la densidad del terreno, lamagnitud y duracin de la carga cclica, y lamagnitud de inversin de la
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tensindecorte.Siesqueocurreunainversindelatensin,latensindecorteefectivapuedesernula,encuyocasopuedeoccurrirelfenmenodelicuefaccincclica.Sinoocurreinversindelastensiones,noesposiblequelatensinefectivaseanula,encuyocasopuedeoccurrirelfenmenodemovilidadcclica.3
La resistenciadeunsuelo sincohesin frentea la licuefaccindependerde ladensidaddel terreno, lastensiones de confinamiento, la estructura del terreno (textura, antigedad y cementacin), lamagnitud yduracindelacargacclica,ydesiocurreinversindelatensindecorte.4
La licuefaccin de los suelos es un proceso observado en situaciones en que la presin de poros es tanelevadaqueelagregadodepartculaspierdetodalaresistenciaalcorteyelterrenosucapacidadsoportante.Seproducenensuelosgranulares:
ArenaslimosassaturadasArenasmuyfinasredondeadas(loess)ArenaslimpiasRellenosmineros
Debidoalagrancantidaddeaguaintersticialquepresentan,laspresionesintersticialessontanelevadasqueunsesmo,ounacargadinmica,olaelevacindelnivelfretico,puedenaumentarlas, llegandoaanularlas tensiones efectivas. Esto motiva que las tensiones tangenciales se anulen, comportndose el terrenocomounpseudolquido.
Sibien losefectosde la licuefaccinhansidocomprendidosdesdehacemucho tiempo, los ingenierosysismlogoshantenidounrecordatoriosobresurelevanciaapartirdelosterremotosde1964ocurridosenNiigata,JapnyAlaska.ElfenmenotambinjugunpapelmuyimportanteenladestruccindelDistritodelaMarinaenSanFranciscoduranteelterremotodeLomaPrietaocurridoen1989.
ndice
1Anlisis1.1Condicindeunsueloparaquesealicuable1.2Clculo
2Estudio3Licuefaccininducidaporterremoto4Arenasmovedizas5Arcillasrpidas6Corrientesdeturbidez7Efectos8Vasetambin9Referencias10Enlacesexternos
Anlisis
Condicindeunsueloparaquesealicuable
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UnmapadesusceptibilidadalalicuefaccinextractodeunmapadelServicioGeolgicodelosEstadosUnidosdelazonadelabahadeSanFrancisco.Numerosaszonasenestareaposeenunaurbanizacindealtadensidad.
SeedandIdriss(1982)consideranqueunsuelopuedelicuarsi:
Elporcentajeenpesodepartculas
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Lalicuefaccininducidaporterremotoesunodelosprincipalescontribuyentesalriesgossmicourbano.Lassacudidashacenqueaumentelapresindeaguaenlosporosloquereducelatensinefectiva,yporlotanto disminuye la resistencia al corte de la arena. Si existe una corteza de suelo seco o una cubiertaimpermeable,elexcesodeaguapuedeavecessurgirenlasuperficieatravsdegrietasenlacapasuperior,arrastrando en el proceso arena licuificada, lo que produce borbotones de arena, comnmente llamados"volcanesdearena".
El estudio de caractersticas de licuefaccin resabios de terremotos ocurridos en pocas prehistricas,llamado paleolicuefaccin o paleosismologa, puede brindar gran cantidad de informacin sobre losterremotos que ocurrieron antes de que existieran registros histricos o se pudieran realizar medicionesprecisas.5
Arenasmovedizas
Lasarenasmovedizasseproducencuandounazonadearenassueltasqueestsaturadaconaguaesagitada.Cuandoelaguaqueseencuentraatrapadaenelbloquedearenanopuedeescapar,selicaelsueloypierdela capacidad de soportar pesos. La arena movediza se puede formar por un flujo en ascenso de aguassubterrneas(comoelqueprovienedeunmanantialnatural),oacausadeterremotos.Enelcasodeunflujode agua subterrneo, la fuerza producida por el flujo de agua se contrapone a la fuerza de gravedad,produciendolaflotacindelosgranosdelaarena.Enelcasodeterremotos,lafuerzadelasacudidapuedeaumentarlapresindeaguassubterrneasprximasalasuperficie,yenelprocesolicuarlosdepsitosdearenaysedimentosde la superficie.Enamboscasos, la superficiequese licapierde resistencia, loquedesestabilizaalosedificiosuotrasestructurasqueseencuentranenlasuperficieproduciendoseinclinenoderrumben.Lossedimentossaturadospuedenparecersumamenteslidoshastaelinstanteenqueuncambioenlapresindelsueloounasacudidadisparanelprocesodelicuefaccin.dichoprocesohacequelaarenaformeunasuspensinen lacualcadagranopasaaestar rodeadoporunadelgadapelculadeagua.Estaconfiguracinleotorgaalasarenasmovedizas,yotrossedimentoslicuadosunatexturaesponjosasimilaralaconsistenciadeunfluido.Losobjetosqueseencuentranenvueltosenarenasmovedizassehundirnhastaelnivelenelcualelpesodelobjetose igualeconelpesodesplazadode lamezcladearenayaguayelobjeto"flote"deacuerdoalprincipiodeArqumedes.
Arcillasrpidas
Las llamadas arcillas rpidas o arcillasmarinas, tambin conocidas enCanad comoarcillas de Leda oquickclays,esuntipoparticulardearcillasumamentesensible,quealserperturbadaposeelatendenciaacambiar su estado desde uno relativamente rgido a un estado lquido. En reposo, las arcillas rpidasparecenungelhidrosaturado.Sinembargo,sisetomaunbloquedearcillayselegolpea,instantneamentetoma la constitucin de un fluido, mediante un proceso conocido como licuefaccin espontnea. Lasarcillas rpidas se comportan as porque, aunque son slidas, tienen un altsimo contenido de agua, quepuede ser dehasta un80%.La arcilla retieneuna estructura slida a pesar de su alto contenido acuoso,porque la tensin superficial del agua mantiene "escamas" de arcilla unidas en una delicada estructura.Cuandolaestructurasequiebraporungolpe,laarcillacambiasuestadoysetransformaenunfluido.
Lasarcillasrpidasseencuentranporlogeneralenregionesubicadasenelnortedelhemisferionorteenpases tales como Rusia,Canad,Alaska en Estados Unidos, Noruega, Suecia, y Finlandia, todas estaszonasfueroncubiertasporglaciaresduranteelPleistoceno.
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Las arcillas rpidas han sido la causa subyacente de muchos corrimientos de tierra mortales. Slo enCanad, se le ha asociado con ms de 250 movimientos de tierra identificados. Algunos de ellos sonantiguos, y pudieron haber sido confundidos con sismos. [2](http://geoscape.nrcan.gc.ca/ottawa/landslides_e.php)
Corrientesdeturbidez
Los corrimientos de tierra submarinos son corrientes de turbidez y consisten del desplazamiento desedimentossaturadosporelaguaquefluyenhacialasprofundidadesmarinas.UnejemplodeestefenmenotuvolugarduranteelTerremotodeGrandBanksde1929queocurrienlaplataformacontinentalcercadelacostadeTerranova.Alospocosminutosdeocurrido,varioscablessubmarinosempezaronaromperseensecuencia, en puntos cada vezms alejados a lo largo del tald, y alejndose del epicentro. En total separtierondocecablesenuntotalde28lugares.Lostiemposexactosysitiosenqueseprodujocadaroturafueron determinados con precisin. Los investigadores sugirieron que un deslizamiento submarino ocorrientedeturbidezdesedimentossaturadosporelaguaquesedesplazaunavelocidadde100km/hysepropaghaciaabajoporlaplataformacontinentalalolargodeunrecorridode600km,partiendoloscablesasupaso.6
Efectos
La licuefaccinpuedecausardaoaestructurasenvariasmaneras.7Losedificioscuyoscimientosestndirectamente en la arena que se lica experimentan una prdida de apoyo repentina, que resulta en elasentamiento drstico (asentamiento absoluto) e irregular (asentamiento diferencial) del edificio. Lalicuefaccincausaasentamientosirregularesenelrealicuada,yestopuededaarlosedificiosyromperloscablesdeserviciopblicosubterrneosdondelosasentamientosdiferencialessongrandes.Lastuberasdedistribucindeaguaygasyotrosductospuedenflotarydesplazarsehacialasuperficie.Fornculosdearenapuedenentrarenerupcinenlosedificiosatravsdebocasdeconexindeservicios,conloqueelaguapuedeingresarydaarlaestructuraosussistemaselctricos.Lalicuefaccindelsuelotambinpuedecausar colapsos de plataformas. Las reas de recuperacin ambiental de suelo (rellenos sanitarios) sonpropensasalalicuefaccinporquemuchassonrecuperadasconrellenohidrulico,yamenudoseasientansobresuelosblandosquepuedenamplificarlasacudidadelosterremotos.Lalicuefaccindelsuelofueunfactor importante en la destruccin delDistritoMarina de San Francisco durante el terremoto de LomaPrietaen1989.
La mitigacin del dao potencial debido a la licuefaccin forma parte del campo de la ingenierageotcnica.
VasetambinLmitesdeAtterbergTixotropaVolcndelodoTerremotoTsunami
Referencias
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http://es.wikipedia.org/wiki/Licuefacci%C3%B3n_de_suelo 6/6
1. Jefferies, M. and Been, K. (Taylor & Francis, 2006) Soil Liquefaction [1](http://www.tandfbuiltenvironment.com/books/SoilLiquefactionisbn9780419161707)
2. Youd,T.L.,andIdriss,I.M.(2001)."LiquefactionResistanceofSoils:Summaryreportfromthe1996NCEERand1998NCEER/NSFWorkshopsonEvaluationofLiquefactionResistanceofSoils",JournalofGeotechnicalandGeoenvironmentalEngineering,ASCE,127(4),297313
3. Robertson, P.K., and Fear, C.E. (1995). "Liquefaction of sands and its evaluation.", Proceedings of the 1stInternationalConferenceonEarthquakeGeotechnicalEngineering,Tokyo
4. Robertson,P.K., andWride,C.E. (1998). "EvaluatingCyclicLiquefactionPotentialusing theconepenetrationtest."CanadianGeotechnicalJournal,Ottawa,35(5),442459.
5. http://earthquake.usgs.gov/research/hazmaps/whats_new/workshops/CEUSWORKSHP/Tuesday/NETuttle.2.pdf6. BruceC.Heezen andMauriceEwing, TurbidityCurrents andSubmarineSlumps, and the 1929GrandBanks
Earthquake,AmericanJournalofScience,Vol.250,December1952,pp.849873.
Enlacesexternos
Licuefaccindelsuelo.(http://www.ce.washington.edu/~liquefaction/html/main.html)Licuefaccin en Harbor Island(http://www.pnsn.org/SEIS/EQ_Special/WEBDIR_01022818543p/quakestory.html), una de laspocas situaciones enqueun sismlogohapodidopresenciar enpersonaun eventode licuefaccininducidoporunterremoto
Obtenidodehttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Licuefaccin_de_suelo&oldid=81172160
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