¿Qué es el fenómeno de consolidación de suelos?
Es el proceso mediante el cual un suelo fino saturado, que, al aplicarle una carga de compresión, experimenta una reducción en su volumen, el cual, se ve reflejado como un asentamiento vertical debido a la expulsión, en el tiempo o diferido, del agua que se encuentra dentro de sus poros. Un fenómeno asociado a los suelos finos es la baja capacidad permeable que estos tienen por lo que, el agua, que se encuentra en sus poros, se le dificulta salir de manera inmediata tal y como ocurre con los suelos granulares.
- Cambio de volumen: Suelos finos
- Cambio de forma: Suelos granulares
Debido a la naturaleza de estos materiales, se puede decir que, al aplicarle una carga de compresión, estos no pueden disipar la sobrepresión de poro y se le conoce como el comportamiento a “corto plazo” o comportamiento no drenado, de la misma manera cuando este material pudo disipar toda la sobre presión de poro, ejercida por la carga vertical de compresión o condición drenada, se le conoce como el comportamiento a “largo plazo”.
¿Qué es la compresibilidad?
Es la propiedad que tiene un suelo, el cual, disminuye su volumen ante una carga de compresión. Cabe mencionar que la compresibilidad de un suelo no depende de la deformabilidad de las partículas solidas del suelo ni de las partículas de agua que se encuentran dentro de sus poros, sino, del espacio donde las partículas solidas puedan cambiar de posición por la expulsión del volumen de aire que estas contienen. Al terminar la evolución del asentamiento por consolidación, las partículas solidas de suelo pueden llegar a deformarse ante la aplicación de un esfuerzo efectivo constante.
¿Por qué se estudia?
El proceso de consolidación de suelos saturados tiene dos objetivos muy importantes:
- La reducción del volumen, que anteriormente indicamos que se veía reflejado en un asentamiento vertical que se le conoce como Asentamiento por consolidación.
- El incremento de la resistencia al esfuerzo cortante.
El fenómeno de consolidación se puede producir en todo tipo de suelos, pero su importancia radica en el estudio de los suelos finos, debido a su baja permeabilidad, y es aquí donde se puede llamar a este asentamiento como diferido en el tiempo.
Magnitud del asentamiento por consolidación
Para poder entender la magnitud del asentamiento por consolidación se debe entender que es la presión de preconsolidación, Pc, la cual significa la máxima presión efectiva que el suelo a experimentado a lo largo de su historia en el momento de la observación. Un concepto importante es la identificación del suelo Normalmente consolidado, el cual, se interpreta como aquel suelo que nunca ha experimentado una presión efectiva mayor a su presión de preconsolidación, por último, otro concepto importante es la identificación de un suelo Sobre consolidado, el cual, se interpreta como aquel suelo que ya experimento una presión efectiva mayor a su presión de preconsolidación.
Donde:
- OCR: Razón de sobre consolidación
- Pc: Presión de preconsolidación
- σ’actual: Esfuerzo efectivo actuante en la capa de suelo a estudiar
- s: Asentamiento por consolidación primaria
- H: Altura del espesor de la capa de suelo a estudiar
- .e0: Relación de vacíos inicial
- Cc: índice de compresión
- Cs: índice de expansión
- Δσ’: Incremento del esfuerzo efectivo actuante en la capa de suelo a estudiar
