Tener un conocimiento profundo de los tipos de suelos y como se compartan es, para un ingeniero civil, algo fundamental dentro de sus «habilidades blandas» para la ejecución de su trabajo.
La mecánica de suelos puede ayudar a un ingeniero a anticipar áreas que pueden derrumbarse o causar deslizamientos de tierra durante la excavación de relleno y encontrar formas apropiadas de prevenir tales incidencias desastrosas.
¿Qué es la Mecánica de Suelos?
Pero primero definamos la «mecánica de suelos», por partes y luego su concepto original:
Definición de Mecánica
La mecánica es la rama de la ciencia que se ocupa del comportamiento o respuesta de cuerpos en reposo o con velocidad despreciable sometidos a fuerzas, presiones o desplazamientos.
Definición de Suelo
El suelo es un aglomerado natural que se utiliza tanto como material de construcción como de soporte y está compuesto por partículas de rocas rotas que van cambiando en su textura, estructura, consistencia, color, características químicas, biológicas y otras de su material parental (roca) por procesos químicos y mecánicos como desintegración, erosión, congelación y descongelación.
Mecánica de suelos
La Mecánica de Suelos es la rama de la ingeniería civil que se ocupa del comportamiento del suelo en reposo bajo diferentes condiciones de carga directa (cargas estructurales) e indirecta (tensiones térmicas).
«La Mecánica de Suelos es la aplicación de las leyes de la mecánica y la hidráulica a problemas de ingeniería relacionados con sedimentos y otras acumulaciones no consolidadas de partículas sólidas producidas por la desintegración química y mecánica de rocas, independientemente de si contienen o no una mezcla de componentes orgánicos.»
Terzaghi
¿Por qué en ingeniería estudiamos la mecánica de suelos?
Toda estructura hecha por el hombre descansa sobre la tierra y, por lo tanto, necesita una base para transferir la carga final sin fallar. Para determinar el comportamiento del suelo y resistir estas cargas últimas, necesitamos estudiar su mecánica.
- Por ello necesitamos realizar nuevas investigaciones en el campo relevante.
- Reemplazar los métodos de construcción antiguos (no científicos) por los nuevos y avanzados.
Usos del suelo en la ingeniería civil
En ingeniería civil, el suelo se puede utilizar de diferentes formas. Los usos del suelo se pueden dividir en tres categorías:
1) Como material de apoyo
El suelo se utiliza como material de soporte para soportar la carga de estructuras, por ejemplo en:
- Puentes
- Carreteras
- Edificios
2) Como materia prima
En forma natural, el suelo se puede utilizar para los siguientes propósitos:
- Terraplenes de control de inundaciones
- Terraplenes de carreteras
- Presa llena de tierra
3) Como material procesado
Pasó por algún proceso para obtener
- Ladrillos quemados
- Mezclas de concreto
¿Cómo puede ayudar la mecánica de suelos en la ingeniería?
El suelo estructural se define como la presencia de materiales estructurales abundantes, fuertes y estables, principalmente arena, limo y arcilla. El estado del suelo estructural está determinado por la densidad del suelo y el tamaño del grano.
- Los suelos ricos en materia orgánica generalmente tienen una densidad baja y tienden a ser blandos o arenosos.
- Los suelos de baja densidad pueden presentar desafíos para la construcción de túneles, ya que es más probable que la estructura del suelo se derrumbe o pierda compactación.
Los túneles más profundos para la minería tradicional o la excavación industrial tienen mucho riesgo de hundimiento. Por otro lado, una disminución significativa de la densidad del suelo puede hacer que el túnel colapse más rápida y fácilmente. Esto puede ser una gran preocupación, particularmente en proyectos de túneles.
Conclusión
La mecánica de suelos es la «espalda» de la ingeniería civil. Y es que la concepción de la distribución de las cargas en una estructura radica en lo siguiente:
«La carga en el edificio está sostenida por varias vigas, las vigas transfieren la carga a las columnas, las columnas se transfieren a los cimientos, pero ¿a dónde los transfieren los cimientos?
AL SUELO».
Un pequeño desplazamiento de suelo debajo de nuestra estructura puede ocasionar el colapso de esta, por eso necesitamos conocer propiedades como RESISTENCIA, CAPACIDAD DE SOPORTE DEL SUELO, PERMEABILIDAD DEL SUELO, etc. antes de construir nuestra estructura.
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