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Determinación de la matriz de succión de suelos finos parcialmente saturados en condición remoldeada y su correlación con el potencial de colapso

Abstract:

La mecánica de suelos clásica clasifica a los suelos en estado seco y en estado saturado. Un suelo seco es aquel donde no existe la presencia de agua y sus espacios vacíos están ocupados por aire. Mientras que uno saturado, está bajo el nivel freático y sus espacios vacíos están ocupados por agua (Lambe y Whitman, 1972). Los suelos generalmente no se encuentran en un estado totalmente saturado ni totalmente seco y es aquí donde radica la importancia de una caracterización de aquellos que están en estado parcialmente saturado, en los que los espacios vacíos están ocupados por agua y aire. Los primeros estudios de la mecánica de suelos ya considerando los suelos parcialmente saturados, fueron realizados alrededor de los años 70 donde se determinó que estos son una extensión de la mecánica de suelos saturados (Fredlund, Rahardjo, & Fredlund, 2012). Se comenzó a formular conceptos e implementaron teorías fundamentales, sin embargo, estos están mínimamente aplicados en la práctica profesional y no han sido históricamente incluidos en los programas estudiantiles o cátedras universitarias de la carrera de ingeniería civil ni carreras afines. Se considera que su inclusión es muy importante ya que si se tienen bases teóricas definidas el siguiente paso es llevarlas a la práctica (Elena & Ochoa, 2012). Uno de los autores principales quien dedicó y aportó significativamente a los estudios sobre estos suelos fue Delwyn Fredlund quien ya realizaba estudios desde los años 50 aproximadamente. A finales de esta época, ensayos experimentales señalaron la posibilidad de medir o controlar la presión de poros a través del uso de discos cerámicos de entrada de aire (Fredlund et al., 2012), sin embargo, fueron necesarias algunas décadas más de estudios hasta que se pudiera llegar a comprender las diferencias entre suelos saturados y parcialmente saturados. Por otro lado, al realizar investigaciones se observa que en libros antiguos de los años 70 como es el de George B. Sowers y George F. Sowers se indica que estas teorías no deben considerarse. Mencionan que no es necesario usar la resistencia de las arcillas que se encuentren en un estado parcialmente saturado cuando se tenga un problema práctico y especifican que puede tenerse en cuenta si el suelo se encuentra en estas condiciones permanentemente (Sowers & Sowers, 1972). Es decir, todos los diseños ingenieriles están basados en la mecánica de suelos clásica. En el material de estudio, la cohesión le otorga un cierto nivel de estabilidad en un estado no saturado, pero cuando este se inunda los aglutinantes pierden su resistencia y experimentan un colapso estructural (Das, 2012). Siendo este un problema que puede comprometer o afectar la estabilidad de una estructura. Es por lo que en la actualidad este es un tema muy novedoso y en auge, y ya se han realizado varios estudios principalmente en institutos como el Imperial College de Inglaterra y el MIT de Estados Unidos. Sin embargo, a pesar del avance de las investigaciones, en la práctica ingenieril estos no son tomados en cuenta por completo. El primer paso para que todos los conceptos e investigaciones al respecto sean aplicados, radica en su implementación en las cátedras universitarias. Sólo de esta manera se podrá llegar a sistematizar, organizar, el conocimiento con el propósito de mejorar el tratamiento de los suelos parcialmente saturados Al buscar en varias bases de datos como son: Scopus, Web of Science, Engineering Village, Researchgate, Google académico, la biblioteca de la PUCE, entre otras, se pudo evidenciar que dentro del país no existen suficientes investigaciones o publicaciones sobre el tema anteriormente mencionado por lo que mediante esta disertación se busca una mayor inclusión de estas en el Ecuador a través de estudios de laboratorio que permitan determinar su comportamiento real.