Características de la curva de retención de agua en un suelo tropical compactado Characteristics of the water retention curve in a compacted tropical soil

Iván Fernando Otálvaro, Manoel Porfírio Cordão-Neto

In the proceedings of: GEO2011: 64th Canadian Geotechnical Conference, 14th Pan-American Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 5th Pan-American Conference on Teaching and Learning of Geotechnical Engineering

Session: Behaviour of Unsaturated Soils

ABSTRACT: The relationship between soil suction and water storage is denoted as the water retention curve (WRC). This relationship has been widely used for predicting the engineering behavior of unsaturated soils. For many researchers this relationship provides a useful tool to bridge the gap between theory and implementation of unsaturated soil mechanics. In this paper are analyzed the compaction effect in the water retention curve for tropical weathering soil highly aggregated. In natural conditions this soil show bimodal-shaped water retention curves. The filter-paper and suction-plate methods are used for obtain the water retention curve. The suction is measured before saturation, on the drying path for dynamic compacted samples with different moisture content. The relationship between compaction and the shape of the retention curve shape are discussed.

RESUMEN: Actualmente la cobertura de la brecha entre la teoría y la implementación de la mecánica de suelos no saturados está tratándose de cerrar con el uso de la curva de retención agua suelo (WRC) o curva característica humedad succión. Son innumerables las propuestas para obtener parámetros de modelos que incluyen el efecto de la saturación parcial mediante la WRC. En este artículo es analizada la influencia de la compactación en la WRC de un suelo tropical fuertemente agregado que exhibe un comportamiento bimodal. La WRC es obtenida por la técnica del papel filtro y placa de succión para muestras compactadas dinámicamente con diferentes humedades y energías. Es estimada la distribución de poros a partir de la curva de retención de agua. Es analizado el efecto de la compactación en los valores de entrada de aire de los macro-poros y micro-poros. Es discutida la variación y la relación entre la compactación y la forma de la WRC para diferentes humedades en trayectorias de secado. 1 INTRODUCCIÓN Los suelos tropicales presentan un comportamiento geotécnico complejo de caracterizar, debido a una serie de particularidades derivadas de su origen y la interacción con los agentes atmosféricos. Los procesos de meteorización que intervienen en su formación producen una serie de compuestos discontinuos que contienen desde minerales originales en la roca hasta arcillo-minerales formados a partir del material parental, y en algunos casos particulares son pobres en sílice y presentan contenido considerable de óxidos e hidróxidos de hierro y aluminio. Por otra parte, debido a la relación entre la infiltración y la evaporación en las regiones tropicales este tipo de suelos se caracterizan por un estado de saturación parcial. Condición que en zonas como el Planalto Central brasilero varía estacionalmente con los periodos de lluvia. De acuerdo con Mitchell & Sitar (1982), los suelos tropicales presentan características diferenciables con respecto a los sedimentos no meteorizados tales como; agregados y aglomeraciones de partículas debido a la acción de agentes cementantes; minerales de arcilla susceptibles al secado; endurecimiento por secado; pesos unitarios secos bajos cuando son compactados; humedades naturales superiores a la óptima, entre otros. La estructura derivada del proceso de formación del suelo y las interacciones con los agentes atmosféricos han despertado el interés por caracterizar este tipo de geomateriales. Debido a la necesidad de; disminuir los daños en infraestructura ocasionados por fenómenos como el colapso; reducir la vulnerabilidad por desastres naturales como inestabilidad de taludes y laderas; y aprovechar condiciones favorables de resistencia al cizallamiento generadas por la succión estacionalmente, con el objeto de optimizar estructuras de contención para excavaciones temporales durante la construcción de obras civiles, entre otros. Este tipo de problemas pueden ser abordados en la práctica mediante la utilización de la curva de retención de agua en el suelo, WRC por sus siglas en inglés. La curva de retención de agua en el suelo es la relación entre la succión en el suelo y el contenido de agua almacenado en los poros del mismo. Usualmente la WRC es definida en términos de la succión matricial, expresada como la diferencia entre la presión de aire y la presión del agua al interior de los poros del suelo ua-uw. La WRC relata directamente el comportamiento hidromecánico del suelo, como la resistencia al corte, el

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