Física

Mecánica del Suelo – Compresibilidad

Publicado por Monica González

Propiedad que tienen los materiales que sufren disminución de volumen cuando son sobre ellos aplicadas fuerzas externas. Una de las principales causas de los asentamientos es la compresibilidad del suelo.

La variación del volumen de los suelos es por efecto de compresión y es influenciada por los siguientes factores:

  • Granulometría
  • Densidad
  • Grado de Saturación
  • Permeabilidad
  • Tiempo de acción de la carga de compresión

La influencia de cada uno de estos factores y de su conjunto sobre la compresibilidad puede ser simulada de forma didáctica por el Modelo Analógico de Terzaghi.

Analogía:

  • Los resortes representan la estructura del suelo. Los resortes resistentes y/o previamente comprimidos representarían un suelo más compacto o más rígido y viceversa.
  • Los agujeros del émbolo representan los vacíos del suelo. Agujeros de pequeño diámetro son análogos a una estructura de vacíos muy pequeños como los de la arcilla (suelo con baja permeabilidad), agujeros grandes se aproximan a los presentados por arenas y pedregullos (suelos con elevada permeabilidad)
  • El agua representa el agua en los vacíos del suelo. El recipiente totalmente lleno representa un suelo saturado.

Se describen a continuación algunos experimentos a partir de la compresión del émbolo.

Ejemplo 1:

  • Agujeros cerrados y el recipiente lleno (S = 1);
  • Aplicada una carga “P” de compresión y siendo el agua incompresible, toda la carga será absorbida por el agua.

Entonces tenemos que:

Ejemplo 2:

  • Agujeros abiertos y el recipiente lleno (S = 1);
  • Aplicada la carga “P”, esta de inmediato (t = 0) se transmite al agua. Como el agua puede escapar por los agujeros ocurre un proceso de deformación por compresión, los resortes se van comprimiendo y consecuentemente van absorbiendo la deformación.
  • El proceso finaliza, el agua deja de salir y los resortes no se deforman más, cuando toda la carga “P” hubiese sido transmitida del agua hacia los resortes.

Conclusiones:

En el suelo real, la medida del proceso de compresión ocurre, existe una transferencia de presión del agua hacia la estructura sólida de los suelos y la tensión total se va transformando en tensión efectiva, de lo que se provoca una deformación en el suelo. Y cuanto menos permeable fuese el suelo más lento será el proceso de compresión y viceversa.

Ejemplo 3:

  • Agujeros abiertos y el recipiente parcialmente lleno (S ≠ 1);
  • Aplicada la carga “P”, esta será transmitida a los resortes de inmediato. La deformación será rápida porque se trata de la expulsión de aire de los vacíos.

Expulsado el aire y teniendo apoyado el émbolo en el agua, el proceso pasará a tener las características del segundo Ejemplo.

 

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