Resistencia al corte de cenizas de origen volcánico considerando su anisotropía inherente

Dina V. Gómez, Manuel A. Builes, Alvaro Millán

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: Laboratory Testing

ABSTRACT: Volcanic eruptions can destroy ecosystems around them. However, those devastating ashes rise some of the most productive and complex soils of the world. The Colombian Eje Cafetero has a significant proportion of soil deposits with those characteristics, because of the volcanic chain that is in the area. In order to know the properties and behavior of these soils in natural conditions, it shows how through laboratory tests, related conditions inherent soil anisotropy, performing direct shear tests on a non-consolidated undrained with different angles relative to vertical. Soil samples from the city of Pereira, were taken to the failure to obtain the shear strength parameters. In the results there is a tendency of variation of cohesion with the variation of the angle of load application

RESUMEN: Las erupciones volcánicas pueden destruir los ecosistemas a su alrededor. No obstante, esas cenizas devastadoras originan algunos de los más productivos y complejos suelos del mundo. El Eje Cafetero colombiano posee una significante proporción de depósitos de suelos con esas características, debido a la cadena volcánica que hay en la zona. Con el propósito de conocer las propiedades y el comportamiento de estos suelos en condiciones naturales, se muestra cómo a través de ensayos de laboratorio, se relacionaron las condiciones de anisotropía inherentes del suelo, realizando ensayos de corte directo en condiciones no consolidadas, no drenadas a diferentes ángulos de inclinación con relación a la vertical. Muestras de suelo de la ciudad de Pereira, fueron llevadas a la falla para obtener los parámetros de resistencia al corte. En los resultados obtenidos se presenta una tendencia de variación de la cohesión con la variación del ángulo de aplicación de la carga. 1 INTRODUCCION La actividad volcánica en todo el mundo produce diferentes materiales cada vez que hacen erupciones. Esta actividad se produce principalmente en torno al conocido cinturón de Fuego del Pacífico, que cruza casi todos los países que bordean el Océano Pacífico. Entre los múltiples materiales que surgen de las erupciones volcánicas, se encuentra uno que llama atención: la ceniza volcánica, la forma en que se comporta este material será el objeto de estudio. Una vez que este material ha sido depositado y se encuentra en la superficie, se transforma en un material muy singular debido a un proceso de meteorización, singular en cuanto a combinación de forma y composición química, lo que le confiere un comportamiento muy particular mecánicamente hablando. La erosión hace que este proceso inicial de cambio de ceniza volcánica a alófana e imogolita, luego a haloisita, luego a caolinita, luego a sesquióxidos y, por último, en laterita (Wesley1973). Este rápido cambio en el material produce dos materiales que participan en la anterior descripción, alófana imogolita. La primera es una partícula esférica irregular, hueca y con diferen- tes diámetros pasando de 3 a 5 µ. Por otra parte, la imogolita es un material paracristalino, lo que significa que sólo se cristaliza en una dirección y en una forma llamada finanotubosfl (Verdugo, 2008). Con esta singular e inusual morfología de las partículas, el presente artículo se centrará en el comportamiento de esta arcilla alófana, involucrando la anisotropía inherente como una característica importante de su formación geológica. 2 ARCILLAS ALÓFANAS Las arcillas alófanas se derivan principalmente de la meteorización in situ de las cenizas volcánicas; también pueden ser derivados de otros materiales volcánicos. Este material puede ser básico o ácido en la naturaleza, y parece que la principal condición para la formación es que las arcillas alófanas sean un mate- rial con una composición no cristalina (o una estructura mal ordenada). La ceniza volcánica reúne este criterio, ya que está formado por el rápido enfriamiento del grano fino del material piroclástico, el proceso de enfriamiento es demasiado rápido para la formación de estructuras cristalinas bien ordenadas. Además de lo anterior, acerca de la no exigencia de un material parental cristalino, parece que el medio ambiente debe estar bien drenado, con la infiltración de agua verticalmente hacia abajo a través del depósito de cenizas. Las altas temperaturas también parecen favorecer o acelerar la formación de arcillas alófanas. En general, el contenido de tales arcillas alófanas en

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