Efecto de la microestructura en la permeabilidad, la compresibilidad ante carga y el módulo de corte de un limo arcilloso compactado

Abstract

Las propiedades mecánicas e hidráulicas de los suelos compactados dependen no únicamente del tipo de suelo (mineralogía y granulometría), sino también de la microestructura (distribución del tamaño de poros) generada durante el proceso de compactación. Cambios en las condiciones de compactación (humedad, densidad seca y energía de compactación) de un mismo suelo conducen a diferentes microestructuras y, en consecuencia, a respuestas distintas frente a acciones mecánicas e hidráulicas. En este trabajo se analiza el efecto de la microestructura del limo arcilloso de Barcelona sobre algunas propiedades como son la permeabilidad saturada, la permeabilidad al aire, la compresibilidad saturada, la tensión de fluencia saturada y el módulo de corte a pequeñas deformaciones. Se trata de proporcionar un enfoque adicional a la compactación de suelos, tanto en la rama seca como húmeda, que enriquezca las bases clásicas y ampliamente aceptadas, mediante nuevas evidencias experimentales. Con ello se pretende ofrecer nuevos datos para mejorar la predicción y modelación del comportamiento de los suelos compactados ampliamente utilizados en obras de ingeniería. Los trabajos recientes realizados sobre el mismo suelo (Buenfil 2007 y González 2012) se han centrado en el estudio de probetas a densidad seca relativamente baja, con estructura abierta susceptible de sufrir cambios de volumen significativos bajo cambios tensionales (carga y humedecimiento). En el presente estudio se evalúan muestras compactadas a densidades secas bajas, medias y altas (1.50, 1.60, 1.65 y 1.80 Mg/m3), y a diferentes humedades, barriendo así todo el plano de compactación. La microestructura se caracteriza a partir del tamaño de poros y su distribución y se mide mediante la técnica de Porosimetría por Intrusión de Mercurio (MIP). Para una misma densidad seca, se consiguen diferentes microestructuras variando la humedad de compactación. Los resultados obtenidos indican que la microestructura tiene un efecto significativo en las propiedades analizadas. Es de destacar el efecto observado en la permeabilidad, módulo de corte a baja deformación, compresibilidad y tensión de fluencia de las muestras en estado saturado. Ello indica que la microestructura generada durante la compactación en el lado seco se mantiene, incluso después de la saturación total.