Un suelo es un agregado natural de granos minerales que se pueden separar con acciones mecánicas de no gran intensidad o con una agitación en agua.
Los términos más frecuentes para describir un suelo son: grava, arena, limo, arcilla.
En estado natural, los suelos están compuestos por una mezcla de dos o más de estos elementos. Las gravas y las arenas se conocen como suelos de grano grueso, mientras que los limos y las arcillas como suelos de grano fino.
Otra distinción que se puede hacer es entre suelos coherentes e incoherentes: los primeros, cuando son secos, presentan una resistencia tracción no despreciable, mientras que pierden su consistencia al impregnarse de agua; los segundos siempre presentan resistencia a tracción igual a cero.
Los suelos de grano grueso se reconocen principalmente en función del tamaño de los granos; la grava tiene granos de diámetros mayores a 2 mm, mientras que la arena está constituida por granos de diámetros entre 2 y 0,063 mm.
En los suelos de grano fino, los limos son los que representan la parte más gruesa y los que cuentan con poca o ninguna plasticidad y cohesión. Los limos, desde el punto de vista granulométrico, están comprendidos entre el límite inferior de las arenas y 0,002 mm.
Las arcillas, por su otro lado, son un agregado de partículas minerales laminares microscópicas y submicroscópicas, caracterizadas por las típicas capacidades coloidales de plasticidad, cohesión y capacidad de absorción de iones.
Nos es posible diferenciar un limo de una arcilla basándose solamente en las dimensiones de las partículas, ya que las propiedades físicas significativas de ambos materiales están relacionadas con las dimensiones de las partículas solo de forma indirecta, por lo tanto generalmente se utilizan otros criterios.
Para poder describir los suelos adecuadamente se efectúan algunas pruebas de clasificación que conducen a la definición de las propiedades.
PARTES QUE CONSTITUYEN EL SUELO
Las características de los suelos dependen básicamente de las fases que los constituyen. De hecho, la estructura de un suelo es consecuencia de los procesos de interacción entre las mismas partículas y el entorno.
Las fases (figura 1) delas que se compone un terreno son:
•fase sólida, representada por las partículas minerales
•fase líquida, representada por el agua intersticial
•fase gaseosa, representada por el aire
Figura 1 - Sección esquemática de una muestra de terreno
La fase gaseosa generalmente se considera sin peso, a diferencia de la fase sólida y de la fase líquida, que cuentan con peso. Generalmente la densidad del agua (gw) se supone igual a 1 g/cm3, aún si este valor es correcto a 4°C de temperatura.
PROPIEDADES ÍNDICES
Las propiedades índices establecen las relaciones de peso y volumen entre las diferentes fases.
Los principales índices son los siguientes:
Índice de vacíos e: volumen de vacíos en la fase sólida.
Resulta mayor que 1 cuando el volumen de vacío es mayor que el volumes de las partículas sólidas. Es una medida de densidad, por lo tanto una de las características más importantes para la definición de un suelo.
Porosidad n: volumen de vacíos referido volumen total.
así como el índice de vacíos, la porosidad es una medida de la densidad del suelo, pero es más aplicable en los problemas de filtración. Normalmente se expresa como un porcentaje.
Peso específico seco γd: Peso de las partículas sólidas, dividido por el volumen total de la muestra;
Peso específico saturado γsat: Relación entre peso del total de una muestra saturada y el volumen total;
Peso específico de los granos γ: relación entre peso específico de la parte sólida y peso específico del agua;
Contenido de agua w: relación entre peso de la fase líquida y peso de la fase sólida; normalmente se expresa como porcentaje y algunas veces se indica como porcentaje de humedad. Este índice es significativo para suelos, ya que puede establecer correlaciones con el comportamiento mecánico.
RELACIONES EXISTENTES ENTRE LAS PROPRIEDADES
Entre las propriedades índice existen varias correlaciones, tal como se aprecia en la siguiente tabla:
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