Consistencia y Sensibilidad - Suelos.

Indudablemente, la propiedad índice más importante de los materiales finos en estado natural es la consistencia. 

La consistencia de los depósitos naturales de suelos cohesivos se expresa cualitativamente con términos como blando, medio, firme y duro. Sin embargo, el significado de estos términos varía mucho en las diferentes partes del país, lo que depende de que los suelos locales sean generalmente duros o generalmente blandos. En vez de fiarse de términos tan vagos, el ingeniero debe adquirir la facultad de estimar la resistencia a la compresión del suelo.

Cuantitativamente, la consistencia de un suelo cohesivo inalterado puede expresarse en función de su resistencia a la compresión qu. (determinada en probetas sin confinar). 

En la prueba que se hace para determinar esta resistencia se utiliza un prisma o cilindro de suelo que tenga una altura de 1 1/2 a 2 veces el diámetro medio, que se carga hasta que falle, a la compresión simple, haciendo la prueba con suficiente rapidez para que no cambie la humedad del suelo. El equipo ilustrado en la fig. 1.9 es el que comúnmente se usa en la prueba. Se hacen observaciones simultáneas de la carga y del acortamiento vertical. La carga de falla o, si la muestra no se rompe, la carga necesaria para producir una deformación unitaria de 20 por ciento se expresa como la carga por unidad de área de la sección transversal, en kg por centímetro cuadrado. En la tabla 1.5 se indica la relación entre los términos cualitativos que describen la consistencia y los valores cuantitativos de la resistencia a la compresión simple. Si no se dispone del equipo para hacer pruebas de compresión simple, puede obtenerse una estimación aproximada de dicho valor utilizando las pruebas de campo sencillas que se sugieren en la tabla 1.5.

Cuando se amasa con las manos una muestra de arcilla inalterada sin que se modifique su humedad, generalmente se ablanda. Puede investigarse esta característica, remoldeando sin que pierda agua, una muestra del material que se probó anteriormente a la compresión; introduciendo luego el material amasado en un molde cilíndrico, extrayendo la muestra remoldeada, y haciendo con ella una prueba de compresión simple. 

Figura 1.9. Aparato del tipo comúnmente usado  para determinar la resistencia a la compresión en muestras sin confinar de suelos.

La relación 

se conoce como la sensibilidad de la arcilla. Algunas arcillas con estructuras secundarias que pueden caracterizarse como grietas, juntas, o superficies de resbalamiento, pueden tener sensibilidades menores que 1. La sensibilidad de la mayor parte del resto de las arcillas excede de 1

Tabla 1.5 Expresiones Cualitativas y Cuantitativas de la Consistencia de las Arcillas 

 

pero no pasa de aproximadamente 8. Los suelos naturales en que los valores de la sensibilidad son mayores de 4, se conocen como arcillas sensibles, y si la sensibilidad pasa de 8, se les llama arcillas supersensibles. Hay arcillas de extrema sensibilidad en que este valor sobrepasa 15 (quick clays). Estas arcillas deben tratarse con cuidado durante la construcción, porque con sus operaciones se producen alteraciones que tienden a transformarlas, al menos temporalmente, en liquidos viscosos. Antes de remoldearlas, las arcillas muy sensibles pueden tener una estructura floculada suelta (fig. 1 .8b), mientras que, al remoldearlas puede producirse una estructura dispersa (fig. 1.8c).

Si se deja en reposo una muestra de arcilla remoldeada, sin que sufra más alteraciones y sin que cambie su humedad, puede recuperar cuando menos parte de su resistencia y dureza originales. Este aumento de resistencia se debe a una reorientación gradual de las moléculas de agua adsorbidas, y se conoce como tixotropía.