introducción a la mecánica de suelos no saturados en vías terrestres

Capítulo 3 Mecánica de suelos en ingeniería de pavimentos
base y dren y de la curva de retención del material de la base. También proporciona cálculos
unidimensionales del tiempo de drenaje y los compara con otros métodos.
Las condiciones ambientales imponen transferencias de humedad y cambios de temperatura sobre las
condiciones iniciales de los suelos de las bases y terraplenes. Como consecuencia de estos cambios se
producen deformaciones en los materiales compactados y una modificación de su rigidez,
comportamiento bajo cargas cíclicas y resistencia. Todo ello afecta directamente al comportamiento del
firme. Los procesos de cambio mencionados están fuertemente acoplados y por ello es conveniente que
los modelos de predicción utilicen una formulación conjunta de los fenómenos de transporte (agua,
calor) y deformación. Por otra parte, bases y terraplenes están en condiciones no saturadas. La
saturación es una condición límite que con frecuencia no se alcanza. Por ello, es necesario plantear, con
suficiente generalidad, las condiciones de transferencia de agua (líquida y vapor), aire y temperatura y
las de equilibrio mecánico en suelos no saturados.
3.2.2 Condiciones iniciales
El estado inicial de las capas de base y terraplenes está controlado, para un material dado, por las
condiciones de compactación. En un material granular el estado inicial se puede caracterizar por la
densidad y humedad alcanzada y por el estado inicial de esfuerzos. Todas estas “variables de estado”
definen las propiedades iniciales de las capas de apoyo del firme: permeabilidad, deformabilidad y
condiciones de rotura. En la Fig. 3.5a se consideran dos puntos, A y B, representativos de la base
granular y del terraplén. El punto A soportará un débil esfuerzo vertical y probablemente un esfuerzo
horizontal mayor que la vertical como consecuencia del proceso de compactación. En el punto B, más
profundo, los esfuerzos verticales serán mayores y el estado de esfuerzos completo quedaría definido
por un valor Ko más próximo, aunque superior, al valor Ko virgen correspondiente a una acumulación
de capas sin deformación lateral y sin efecto de compactación.
En condiciones no saturadas las variables de estado, densidad inicial y humedad inicial, pueden quedar
alternativamente representadas por dos variables de esfuerzo: succión, s, y esfuerzo medio fluencia o
preconsolidación en condiciones saturadas, p0 ∗ . Esta descripción alternativa se discute en detalle en
Alonso et al. (1990). Su virtud es que permite un análisis integrado del efecto que los cambios de
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