UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
“FRANCISCO DE MIRANDA”
ÁREA DE
PROGRAMA DE INGENIERA CIVIL
COMPLEJO ACADÉMICO LOS PEROZOS
MINERALOGÍA DE LAS ARCILLAS Y PRINCIPIOS GENERALES DE LOS MÉTODOS DE EXPLORACION Y SONDEO
Santa Ana de Coro, Abril del 2012
MÉTODO DE EXPLORACIÓN Y SONDEO
La
exploración y muestreo de suelo es algo con lo que un proyectista debe contar
antes y después de la ejecución de la obra, ya que, del mismo obtiene datos
importantes sobre el suelo donde se realizara dicha obra. Con los datos
obtenidos el proyectista analiza de manera razonable si los resultados
obtenidos de la muestra indican que las propiedades físicas del suelo son actas
para ejecutar la obra.
Realmente
los datos definitivos sobre el estudio del suelo donde se va a laborar se
obtienen en el laboratorio, es allí cuando el proyectista tiene los resultados
exactos para su trabajo, conocer cuáles son los problemas que se presentan y en
particular pueden definir las características de deformación y resistencia a
los esfuerzos a ese suelo. La ventaja de conocer previamente los problemas que
presenta el suelo permite que se pueda realizar a su vez, programar de forma
completa las pruebas necesarias y así obtener un cuadro completo donde se
refleje que esas propiedades físicas del suelo para así tener presente aquellas
características que puedan provocar algunas condiciones críticas en la obra.
El sondeo realiza exploraciones
a profundidad en el subsuelo. Este método permite, ya realizado la
clasificación rocosa de cada una de las muestras obtenidas tener un mejor
perfil del subsuelo a diferencia de otros métodos en los que por tener
reducidas muestras no pueden obtenerse este tipo de perfil.
Poder determinar el tamaño de
partículas de suelo se llama análisis granulométrico, el cual se obtiene por el
tamizado, y consiste en suelos de granos gruesos y el proceso de sedimentación
en agua (análisis granulométrico por vía húmeda) en suelo fino.
El análisis granulométrico
combinado es cuando se usan varios procesos. Por otro lado calcular el
porcentaje de piedra, grava, arena, limo y arcilla que hay en una cierta masa
de suelo se llama análisis granulométrico.
A fin de conocer el subsuelo el
sondeo puede dividirse en tres tipos los cuales a su vez se subdividen en
varios métodos de elaboración.
Los tipos de sondeo en general
son: método de exploración de carácter preliminar, métodos de sondeos
definitivos y métodos geofísicos.
Un aspecto importante será
siempre que la magnitud, tanto en tiempo como en costo, del programa de
exploración y sondeo este acorde con el tipo de obra por ejecutar.
MINERALOGÍA DE ARCILLAS
La
arcilla se caracteriza por estar compuesto de roca intemperizada, siendo un
suelo fino, el cual presenta plasticidad. Está constituidas por silicatos de
aluminio hidratados a y en determinadas ocasiones presenta silicatos de
magnesio, hierro, metales alcalinos, tierras
alcalinas y otros y otros minerales que poseen
una estructura definida y cristalina.
Los minerales
arcillosos se caracterizan por hojas
bidimensionales de esquinas
compartiendo SiO4 y tetraedro AlO4. Cada tetraedro
comparte 3 de sus átomos de oxígeno en vértice con otro tetraedro. Los cuatro
vértices no se comparten con otro tetraedro, y todos los puntos tetrahédricos
en la misma dirección. En las arcillas, las hojas tetraédricas están
siempre unidas a hojas octaédricas formadas por cationes pequeños, como
aluminio o magnesio, coordinados por seis átomos de oxígeno. El vértice no
compartido de la hoja tetraédrica también forma parte de un lado de la hoja
octaédrica pero se localiza un átomo adicional de oxígeno arriba en la hoja
tetraédrica al centro del sexto tetraedro. Ese átomo de oxígeno se une al átomo
de hidrógeno formando un grupo OH en la estructura arcillosa.
En la estructura interna de la
arcilla, las partículas del suelo poseen cargas negativas, donde la intensidad
de dicha carga va a depender de la composición de la arcilla, de esta manera de
atraen iones positivos del agua y cationes de diversos elementos químicos. Esto
produce que cada partícula de arcilla se vea rodeada de una molécula de agua.
Las moléculas de agua que se encuentran más alejadas del cristal de arcillas se
someten a presiones menores por lo que se tiene un fluido de alta viscosidad y
las moléculas de agua que no se encuentran cerca del cristal, conservan sus
características normales.
La Arcilla puede cambiar sus
propiedades mecánicas al cambiar los cationes adjuntos en los complejos de
absorción, esto es debido a que cuando se ligan cationes diferentes,
corresponde a distintos espesores de la película absorbida. Esto ha sido
utilizado, para mejorar las propiedades mecánicas de los suelos y modificar su
comportamiento.
La
superficie específica de la arcilla es el área de la superficie externa en
conjunto con el área de la superficie interna de las partículas constituyentes,
por unidad de masa, expresada en m2/g. Las arcillas poseen una
elevada superficie específica, muy importante para ciertos usos
industriales en los que la interacción sólido-fluido depende directamente de
esta propiedad. Algunos ejemplos de superficies específicas de arcillas:
Caolinita de elevada cristalinidad hasta 15 m2/g, Caolinita de baja
cristalinidad hasta 50 m2/g, entre otros.
El intercambio iónico ocurre en base a diferente
teoría como es la de la red cristalina la cual considera que las partículas de
los minerales son sólidos iónicos; los iones encontrados en los bordes puedes
abandonar la estructura, cambiándose con los de la solución del suelo. La doble
capa eléctrica se basa en el contacto entre el sólido y la fase líquida como un
condensador plano. Membrana semipermeable, es la
interface sólido-líquido que actúa como una membrana semipermeable que deja
pasar los iones de la solución y a los de la superficie de las partículas pero
no a los del interior de los materiales.
La
capacidad del intercambio, proviene que en el suelo son varios los materiales
que pueden cambiar cationes. Los principales cambiadores son las arcillas y la
materia orgánica. Las causas de la capacidad de cambio de
cationes de las arcillas son la sustituciones atómicas
dentro de la red, existencia de bordes, disociación de los OH de las capas basales y enlaces de Van der Waals
REFERENCIAS
·
http://www.ingenieracivil.com/2009/04/metodos-de-explotacion-para.html
·
http://www.arqhys.com/construccion/suelos-exploracion.html
·
Badillo,
J. Rodríguez, R. (2005). "Mecánica
de los suelos: Fundamentos de la Mecánica de los suelos". editorial
Limusa, México. Disponible en:
http://ingenieria-civil2009.blogspot.com/2010/08/mecanica-de-suelos-juarez-badillo.html.
·
"Minerales
de la Arcilla".
http://es.wikipedia.org/wiki/Minerales_de_la_arcilla
·
García,
E. "Arcilla: propiedades y usos"
http://www.uclm.es/users/higueras/yymm/arcillas.htm
·
"Cambio
iónico". http://edafologia.ugr.es/introeda/tema05/ccc.htm
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