Mecánica de suelos
La mecánica de suelos es una rama de la física de suelos y la mecánica aplicada que describe el comportamiento de los suelos . Se diferencia de la mecánica de fluidos y la mecánica de sólidos en el sentido de que los suelos consisten en una mezcla heterogénea de fluidos (generalmente aire y agua) y partículas (generalmente arcilla , limo , arena y grava ), pero el suelo también puede contener sólidos orgánicos y otras materias. [1] [2] [3] [4] Junto con la mecánica de rocas , la mecánica de suelos proporciona la base teórica para el análisis en ingeniería geotécnica , [5] una subdisciplina deingeniería civil e ingeniería geológica , una subdisciplina de la geología . La mecánica del suelo se utiliza para analizar las deformaciones y el flujo de fluidos dentro de estructuras naturales y artificiales que se apoyan en el suelo o están hechas de él, o estructuras que están enterradas en el suelo. [6] Las aplicaciones de ejemplo son cimientos de edificios y puentes, muros de contención, presas y sistemas de tuberías enterradas. Los principios de la mecánica del suelo también se utilizan en disciplinas relacionadas, como la ingeniería geofísica , la ingeniería costera , la ingeniería agrícola , la hidrología y la física del suelo .
Este artículo describe la génesis y composición del suelo, la distinción entre la presión del agua intersticial y el estrés efectivo intergranular , la acción capilar de los fluidos en los espacios porosos del suelo , la clasificación del suelo , la filtración y la permeabilidad , el cambio de volumen dependiente del tiempo debido a la extracción del agua. de diminutos espacios porosos, también conocidos como consolidación , resistencia al corte y rigidez de los suelos. La resistencia al corte de los suelos se deriva principalmente de la fricción entre las partículas y el enclavamiento, que son muy sensibles a la tensión efectiva. [7] [6]El artículo concluye con algunos ejemplos de aplicaciones de los principios de la mecánica de suelos, como la estabilidad de taludes, la presión lateral de la tierra sobre los muros de contención y la capacidad portante de las cimentaciones.
El principal mecanismo de creación del suelo es la meteorización de las rocas. Todos los tipos de rocas ( rocas ígneas , rocas metamórficas y rocas sedimentarias ) se pueden descomponer en pequeñas partículas para crear suelo. Los mecanismos de meteorización son la meteorización física, la meteorización química y la meteorización biológica [1] [2] [3] Las actividades humanas, como la excavación, las voladuras y la eliminación de desechos, también pueden crear suelo. A lo largo del tiempo geológico, los suelos profundamente enterrados pueden ser alterados por la presión y la temperatura para convertirse en rocas metamórficas o sedimentarias, y si se derritieran y solidificaran nuevamente, completarían el ciclo geológico convirtiéndose en rocas ígneas. [3]
La meteorización física incluye los efectos de la temperatura, la congelación y descongelación del agua en las grietas, la lluvia, el viento, el impacto y otros mecanismos. La meteorización química incluye la disolución de la materia que compone una roca y la precipitación en forma de otro mineral. Los minerales arcillosos, por ejemplo, pueden formarse por meteorización del feldespato , que es el mineral más común presente en las rocas ígneas.
El componente mineral más común del limo y la arena es el cuarzo , también llamado sílice , que tiene el nombre químico de dióxido de silicio. La razón por la que el feldespato es más común en las rocas, pero la sílice prevalece más en los suelos, es que el feldespato es mucho más soluble que la sílice.
De acuerdo con el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos , los tamaños de las partículas de limo están en el rango de 0,002 mm a 0,075 mm y las partículas de arena tienen tamaños en el rango de 0,075 mm a 4,75 mm.
