Diferencia entre suelos cohesivos y suelos granulares

En esta segunda entrada de esta serie de apuntes de geotecnia, profundizaremos en los diferenciación de suelos cohesivos y suelos granulares.

Para entender el comportamiento del terreno, en primera instancia ahí que diferenciar si el terreno está compuesto por un material granular o se trata de un material cohesivo.

Para llevar a cabo esta primera diferenciación, en campo se puede recurrir al tacto como primera toma de contacto. En laboratorio se lleva a cabo mediante el ensayo denominado análisis granulométrico por tamizado, el cual nos permite determinar el contenido de la fracción gruesa (gravas y arenas) mientras que el análisis granulométrico por sedimentación nos permite obtener el porcentaje de partículas finas (limos y arcillas), unidos, nos proporcionan la curva granulométrica completa del terreno en cuestión.

Detalle. Representación de Curvas Granulométricas para distintos tipos de suelo. Fuente Geotecnica I. Propiedades del terreno. Universidad de Cantabria

Un terreno granular es el que está compuesto mayoritariamente por partículas de grava, arena o limo; el límite de tamaño de estas partículas difiere en función de la clasificación empleada, siendo la más habitual la clasificación USCS (Unified Soil Classification System).

La diferencia en el comportamiento entre un tipo de terreno u otro radica en la interacción entre las partículas. En un terreno granular esta interacción es fundamentalmente mecánica, mientras que las partículas de los suelos arcillosos sufren de una interacción eléctrica entre sí debida a la existencia de cargas no compensadas.

La existencia de dichas cargas les confiere a estos suelos ciertas propiedades como el cambio de comportamiento en función del contenido en agua (Plasticidad), el aumento de volumen debido a la absorción de agua (expansividad) o la evacuación del agua presente de manera muy prolongada en el tiempo (consolidación).

Conociendo los distintos comportamientos, hay que saber que lo más habitual es encontrarse con terrenos mixtos, con partículas de todos los tamaños, de forma que la diferencia se puede obtener de la curva granulométrica antes mencionada, que nos indicará el porcentaje de material grosero y material fino presente en el terreno, mientras que una clasificación en la que se incluyan los Limites de Atterberg, nos indicará con “nombre y apellido” el terreno frente al que nos encontramos, permitiendo determinar cuál será el comportamiento predominante.

Estos limites de Atterberg mencionados, son ensayos que se realizan a los suelos arcillosos y marcan el contenido en agua que hace que dicho suelo pase de comportarse como un sólido frágil a tener un comportamiento como sólido plástico o como líquido viscoso.

Independientemente del tamaño de sus partículas, para una completa identificación del suelo, se realizan distintos ensayos orientados a conocer lo que se conocen como parámetros de estado del terreno.

Mediante estos ensayos, se definen características como el contenido de agua presente en el terreno, los pesos específicos, el grado de saturación que tiene el terreno o el índice de poros o la porosidad. Conociendo la relación entre pesos y volúmenes de los distintos componentes del suelo (partículas sólidas, agua y aire), podemos conocer el estado de compacidad o definir el estado tensional.

Detalle. Tabla de Valores orientativos según CTE-DB-SE-C

Con el cómputo de información recabada durante los ensayos de campo y los de laboratorio, podemos estimar de manera fiable los parámetros que rigen el comportamiento tenso – deformacional del terreno, los cuales necesitaremos para introducir en las distintas ecuaciones con las que obtendremos la capacidad portante del terreno, o la deformación vertical que tendrá lugar al colocar una carga en superficie.

Detalle. Esquema de Distribución de tensiones en distintos suelos bajo una misma cimentación. CTE-DB-SE-C

Tras conocer de una forma somera las diferencias entre cada tipo de suelo, iremos introduciendo en sucesivas entradas aspectos más concretos que se observan en obra, ligados a una deficiente caracterización geotécnica del terreno.

Este artículo ha sido desarrollado por:

LUIS MANUEL BALLÉN GARCÍA

Ingeniero de Minas

Master Mecánicas de Suelos e Ingenieria Geotécnica. CEDEX

Ingeniero de Gabinete en Geotecnia Consultores desde 2019

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