La licuefacción del suelo ocurre cuando un suelo saturado o parcialmente saturado sin cohesión pierde sustancialmente resistencia y rigidez en respuesta a un esfuerzo aplicado , como sacudidas durante un terremoto u otro cambio repentino en la condición de esfuerzo, en el que el material que normalmente es un sólido se comporta como un líquido. En mecánica de suelos , el término "licuado" fue utilizado por primera vez por Allen Hazen [1] en referencia a la falla de 1918 de la presa Calaveras en California . Describió el mecanismo de licuefacción del flujo de la presa de terraplén como:
Si la presión del agua en los poros es lo suficientemente grande para soportar toda la carga, tendrá el efecto de mantener separadas las partículas y producir una condición que es prácticamente equivalente a la de las arenas movedizas ... el movimiento inicial de alguna parte del material podría resultar en una acumulación de presión, primero en un punto, y luego en otro, sucesivamente, a medida que se licuaban los primeros puntos de concentración.
El fenómeno se observa con mayor frecuencia en suelos arenosos saturados, sueltos (baja densidad o no compactados). Esto se debe a que la arena suelta tiene tendencia a comprimirse cuando se aplica una carga . Las arenas densas, por el contrario, tienden a expandirse en volumen o ' dilatarse '. Si el suelo está saturado de agua, una condición que a menudo existe cuando el suelo está por debajo del nivel freático o del nivel del mar , entonces el agua llena los espacios entre los granos del suelo ('espacios porosos'). En respuesta a la compresión del suelo, la presión del agua intersticial aumenta y el agua intenta fluir desde el suelo hacia las zonas de baja presión (generalmente hacia la superficie del suelo). Sin embargo, si ella carga se aplica rápidamente y es lo suficientemente grande, o se repite muchas veces (p. ej., sacudidas de terremotos, carga de olas de tormenta) de modo que el agua no fluya antes de que se aplique el siguiente ciclo de carga, las presiones del agua pueden acumularse hasta el punto de exceder la fuerza ( tensiones de contacto ) entre los granos de suelo que los mantienen en contacto. Estos contactos entre los granos son el medio por el cual el peso de los edificios y las capas de suelo suprayacentes se transfiere desde la superficie del suelo a las capas de suelo o roca a mayor profundidad. Esta pérdida de estructura del suelo hace que pierda su fuerza (la capacidad de transferir el esfuerzo cortante ) y se puede observar que fluye como un líquido (de ahí la "licuefacción").
Aunque los efectos de la licuefacción del suelo se conocen desde hace mucho tiempo, los ingenieros prestaron más atención después del terremoto de Alaska de 1964 y el terremoto de Niigata de 1964 . Fue un factor importante en la destrucción del Distrito Marina de San Francisco durante el terremoto de Loma Prieta de 1989 , y en el Puerto de Kobe durante el terremoto del Gran Hanshin de 1995 . Más recientemente, la licuefacción del suelo fue en gran parte responsable de los extensos daños a las propiedades residenciales en los suburbios del este y los municipios satélites de Christchurch durante el terremoto de Canterbury de 2010 [2]y más extensamente después de los terremotos de Christchurch que siguieron a principios y mediados de 2011 . [3] El 28 de septiembre de 2018, un terremoto de magnitud 7,5 sacudió la provincia central de Sulawesi en Indonesia. La licuefacción del suelo resultante enterró el suburbio de Balaroa y el pueblo de Petobo en lodo de 3 metros de profundidad. El gobierno de Indonesia está considerando designar los dos barrios de Balaroa y Petobo, que han quedado totalmente enterrados bajo el barro, como fosas comunes. [4]
Los códigos de construcción de muchos países exigen que los ingenieros consideren los efectos de la licuefacción del suelo en el diseño de nuevos edificios e infraestructuras, como puentes, presas de terraplén y estructuras de contención. [5] [6] [7]