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Conceptos sobre suelos expansivos

Conceptos sobre suelos expansivos

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  • 1. CARACTERIZACION DE LOS SUELOS EXPANSIVOS CARACTERIZACION DE LOS SUELOS EXPANSIVOS Presentada por: Guillermo Arellano Castillo
  • 2. SUELOS PROBLEMATICOS Suelos Expansivos Suelos Colapsables Suelos Dispersivos Suelos Orgánicos Rellenos Sanitarios
  • 3. SUELOS EXPANSIVOS Algunos componentes de la arcilla tienen la característica de hidratarse. Al hidratarse genera que su nueva composición aumente considerablemente de volumen.
    • Dependen de la estructura de los cristales.
    • Dependen de su composición mineralogica.
    • Depende de la capacidad de cambio de cationes.
  • 4.
    • Su comportamiento se caracteriza principalmente por:
    • La contracción de la arcilla debido al secado
    • La expansión de la arcilla al humedecerse.
    • Desarrollo de presiones de expansión cuando está confinado y no puede expandirse.
  • 5. Los principales investigadores: Lambe Whitman (1959) Fu H. Chen (1975) Brackley (1975) Ya son casi 90 años desde el esmerado estudio de estos suelos.
  • 6. Problemas Presentados por estos Suelos En el mundo un sin fin de infraestructuras han sufrido diversos daños ocasionados por estos suelos.
  • 7. SUDAFRICA
  • 8. LA INDIA
  • 9. AUSTRALIA
  • 10. ESTADOS UNIDOS Fuente: Foundations on Expansive Soils – Fu Hua Chen Fuente: www.libertaddigital.com
  • 11. Canadá, Cuba, Israel, España, etc. En Latinoamérica: Argentina, México, Venezuela, Colombia, Perú, así también en menores rangos en otros países.
  • 12. Zona con mayor problema de suelos expansivos Piura Paita Talara Chiclayo Iquitos Bagua Moquegua
  • 13. IDENTIFICACION DE LOS SUELOS EXPANSIVOS
  • 14. IDENTIFICACION DE LOS SUELOS EXPANSIVOS Los suelos expansivos se pueden identificar visualmente por varias características. De su existencia, son solo probables en zonas arcillosas . Tienen alta plasticidad . Se fundan en zonas costeras , como en el norte del país . Si observamos el terreno encontraremos grietas o rajaduras, esto se debe al fenómeno de palpitación que sufre la superficie de estos suelos cuando varía su humedad. Identificación Visual
  • 15. Identificación por su Mineralogía Existen varios métodos para la identificación mineralógica y las más utilizadas y recomendadas son: La Difracción de rayos X El análisis termino diferencial La absorción de tinte, los análisis químico La microscopía electrónica; IDENTIFICACION DE LOS SUELOS EXPANSIVOS
  • 16. Identificación por Métodos Indirectos Este tipo de identificación se basa en los ensayos de Límite de Atterberg, la contracción lineal, el contenido coloidal, cambio de volumen potencial (PVC), etc. A continuación mostramos los más conocidos: Tabla 1: Relación entre el potencial de hinchamiento y el índice de plasticidad – Seed, Woodward y Ludgren, 1962 Tabla 2: Potencial expansivo, Altemeyer, 1965 IDENTIFICACION DE LOS SUELOS EXPANSIVOS
  • 17. Identificación por Métodos Indirectos IDENTIFICACION DE LOS SUELOS EXPANSIVOS
  • 18. Identificación por Métodos Directos Naturalmente estos métodos son quienes te dan mayor veracidad en cuanto al grado de expansión de un suelo y de acuerdo a esto lo clasificaremos a continuación: Método de campo La prueba de carga de expansión en el campo es la prueba más significativa donde se trata de encontrar la presión de expansión para un cierto cambio de volumen IDENTIFICACION DE LOS SUELOS EXPANSIVOS
  • 19. Identificación por Métodos Directos Método de Laboratorio Ensayo de Expansión o Asentamiento Unidimensional de Suelos Cohesivos Esta basado en las Normas Técnicas ASTM D4546. Ensayo de Expansión o Método de Índice de Expansión Basado en las Normas Técnicas ASTM D4829. Ensayo de Expansión libre Ensayo de Expansión controlada IDENTIFICACION DE LOS SUELOS EXPANSIVOS
  • 20. ANALISIS DE EFICIENCIA DE LOS METODOS DESCRITOS Identificación Visual Identificación por su Mineralogía Identificación por Métodos Indirectos Identificación por Métodos Directos Muy superficial Identificacion relativa Datos muy variables Si es preciso Es muy conocer el tipo de suelo solo observándolo. Solo te da una probabilidad. Es posible que dos muestras te den parecidos resultados. Se necesita conocerlo mejor. Depende que suelo se analiza para obtener estos métodos. No en todos cumple. Es el más preciso de todos los demás. El gran problema en este caso es el tiempo.
  • 21. ANALISIS DE EFICIENCIA DE LOS METODOS DESCRITOS Identificación por Métodos Directos Si es preciso Tiempo requerido promedio para determinar el grado de expansión simple y controlada: 2 a 3 meses .
  • 22. ¿CUAN IMPORTANTE ES PARA NOSOTROS TENER RESULTADOS A CORTO PLAZO?
  • 23. Programación de Obras 1er Mes 2do Mes 3er Mes Procesos de la obra Tiempo para determinar el grado de expansión y diseñar de acuerdo a esto.
  • 24. Demasiado tiempo de espera Costos añadidos que perjudican al proyecto Un grave problema finalmente.
  • 25. PROPUESTAS DE CARACTERIZACION A NIVEL INTERNACIONAL
  • 26. Conferencias Internacionales sobre Suelos expansivos International Conference on expansive Soils Woodward y Lundgren (11) utilizaron solamente el índice plástico para predecir el porcentaje de expansión Ranganatham y Satyanarayana (1965) Nayak y Christensen (1971) Esta ecuación fue derivada del análisis de los datos de prueba a partir de 18 muestras artificiales del suelo condensadas en el contenido de agua óptimo por el método estándar de procurador y permitidas hincharse bajo carga de la sobrecarga de 1 PSI Ecuación de Vijayvergiya y de Ghazzaly (1973) basada en contenido de humedad Hussein Elarabi Building and Road Research Institute, University of Khartoum, Khartoum, Sudan
  • 27. Ecuacion de de Schneider y Poor Esta ecuación fue desarrollada de resultados de la prueba del endometro en la arcilla negra residual condensada (Onderstepoort, Suráfrica). Muestras bajo sobrecarga de 1kPa Ecuacion de Chen (1975) Ecuacion de Weton (1980) Conferencias Internacionales sobre Suelos expansivos International Conference on expansive Soils
  • 28. COMPARAMOS ESTAS ECUACIONES CON LO OBTENIDO EN NUESTROS SUELOS Errores de: -10% 473% ? Valores ilógicos que no ayudan a la comparación ni como propuesta... (Ecuaciones aplicadas en resultados obtenidos en suelos de Moquegua - Perú)
  • 29. “ De las ecuaciones comparadas con los resultados obtenidos en el laboratorio, los resultados de las diversas ecuaciones predichas variaron y también en muchos casos nos daban valores muy lejanos de los reales medidos...” “ Sus valores son exageradamente incomparables y no se podrían considerar de ayuda...” “ Por eso se recomienda caracterizar cada zona con su respectiva ecuación y de acuerdo al comportamiento de su textura y expansión...”
  • 30. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES DEL TEMA DE EXPOSICION
  • 31. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Recomendaciones
    • Hasta ahora, no se ha encontrado tendencias generales que nos permitan trabajar con ecuaciones universales, es por eso que recomendamos trabajar por zonas de estudio, es decir, cada zona debería de tener su ecuación.
    • Una de las recomendaciones mas importantes en este estudio es que si algún investigador desea caracterizar sus suelos expansivos debemos de resaltarles que se deben plantear de acuerdo a la Presión de expansión, mas no al grado de expansión. Esto se debe a que nosotros en el transcurso pudimos comprobar que existen zonas en donde el grado de expansión eran muy altos (46% aproximadamente), pero que era en nuestra zona de estudio en donde se podía observar la mayor problemática generada por estos suelos.
  • 32. Gracias. Guillermo Arellano Castillo [email_address]

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