introducción a la mecánica de suelos no saturados en vías terrestres

Capítulo 2 Comportamiento de suelos no saturados. Estado del conocimiento
− Fase sólida: transmisión de fuerzas a través de las partículas, fuerzas normales y tangentes en los
contactos entre ellas y fuerzas de atracción y repulsión eléctricas.
− Fases líquida y gaseosa: presiones de agua (uw) y de aire (ua) en cada punto.
− Interacción entre las fases: fenómenos de superficie.
Las fuerzas de atracción y repulsión eléctrica que se producen entre partículas, debidas tanto a las
cargas netas que éstas poseen como a su distribución en ellas, pueden ser originadas por uno o varios
factores, como son, entre otros, la sustitución isomorfa dentro de la red cristalina, que es la más
importante, la ausencia en ella de cationes o la adsorción de aniones. El efecto de esta carga eléctrica en
el comportamiento del suelo estará directamente relacionado con la superficie específica de las
partículas. Por esta razón, la importancia relativa de las fuerzas de masa debidas a su peso y las fuerzas
eléctricas, dependerán fundamentalmente de dicho parámetro.
En el caso de los limos y arenas las fuerzas eléctricas perderán su papel predominante y la interacción
entre las partículas se realizará básicamente a través de los contactos, mientras que en arcillas serán las
fuerzas eléctricas las que determinarán su comportamiento. En este último caso, en arcillas con
estructura floculada, muy preconsolidadas, desecadas o cementadas, se puede hablar de la existencia de
contactos entre partículas, sin embargo en arcillas muy plásticas remoldeadas o compactadas por el
lado húmedo del óptimo, el área de contacto entre partículas puede ser incluso nulo (Lambe, 1960).
2.2.5.1 Fenómenos de superficie
El estado de esfuerzos producido en las zonas de contacto entre fases diferentes será debido a la acción
de las fuerzas de atracción y repulsión intermoleculares de origen eléctrico y gravitatorio. Estas
últimas, sin embargo, son prácticamente despreciables en este sentido. En estas zonas de contacto se
combinarán las fuerzas de cohesión propias de cada fase y las fuerzas de adhesión entre moléculas de
fases diferentes. En el caso de un suelo no saturado esto ocurrirá en las interfases agua–partículas, aire–
partículas, aire–agua y aire–agua–partículas. Estas dos últimas son las que tienen mayor importancia y
son tratadas más ampliamente a continuación.
19