El proceso conocido como licuefacción del suelo ocurre cuando un bloque de suelo de repente comienza a comportarse más como un líquido que como un sólido.
El escenario más común de licuefacción es cuando una fuerza aplicada, como un terremoto, aumenta la presión de los poros y reduce la tensión efectiva del suelo.
La licuefacción ocurre en suelos saturados, donde el agua puede llenar los espacios entre las partículas individuales. El peso del suelo enterrado descansa sobre la estructura de los contactos de grano que forman el área antes de un terremoto, ya que la presión del agua es generalmente baja en este momento.
Sin embargo, cuando un terremoto sacude el edificio, el peso ya no lo soportan las partículas terrestres y la presión del agua subterránea comienza a aumentar. Cuando el suelo se mueve, las partículas del suelo pueden moverse más y quedar atrapadas en el agua. A medida que el suelo se licua, abre fisuras en la tierra, permitiéndole escapar y llegar a la superficie. El material expulsado a menudo provoca inundaciones y puede provocar agujeros en el suelo.
La licuefacción del suelo depende de varios factores.
Factores que afectan la licuefacción del suelo.
- Tipo de suelo
- nivel de saturación
- Tamaño y distribución del grano.
- Densidad relativa original del suelo.
- Propiedades de vibración
- Disposición de drenaje
- Cargos adicionales
- Duración del terremoto
- Frecuencia de terremotos
- Profundidad de las capas del suelo.
- Contenido de aire atrapado
- Compactación del suelo
- Suelos cercanos a la costa
¿Qué sucede cuando se produce la licuefacción del suelo?
El estrés efectivo del suelo se puede expresar de la siguiente manera
Esfuerzo vertical efectivo = (esfuerzo vertical) – (presión de poro)
El suelo pierde su cohesión interna y se comporta más como un líquido que como un sólido cuando la tensión vertical efectiva del suelo se vuelve negativa, lo que significa que la presión de los poros es mayor que la tensión vertical. Esto puede causar daños importantes a las estructuras construidas en el suelo.
La licuefacción del suelo se denomina peligro secundario porque suele ser causada por la sacudida de un terremoto.
La licuefacción del suelo se produce en suelos arenosos, suelos con alta porosidad y granos grandes. Además, como ya se mencionó, predominarán los factores que afectan la licuefacción.
Consecuencias de la licuefacción
La licuación es un problema grave en la construcción porque puede provocar, por ejemplo, el colapso de estructuras de gran tamaño. Si construimos en esos suelos, se debe realizar una evaluación adecuada antes de comenzar la construcción y se deben tomar las precauciones necesarias si construimos en la misma área.
Algunos de los efectos de la licuefacción del suelo son los siguientes.
- arena hirviendo
- Daños a estructuras marinas
- Edificio se derrumba por asentamientos y vuelcos
- Defectos del muro de contención
- Desarrollo de cargas laterales muy elevadas en estructuras como diques
- Daños en cimentaciones de pilotes con pérdida de soporte lateral
- Ubicaciones de superficie
- Grietas en los cimientos
- Erosión de pendientes
- Pérdida de soporte de almacén.
- Estructuras subterráneas flotantes como tanques.
- Líneas de suministro atascadas flotantes
- Propagación lateral; Movimiento lateral del suelo y formación de grandes fisuras.
Método para determinar la licuefacción.
El método de Idriss-Boulanger se utiliza para determinar el potencial de licuefacción del suelo. Esto se hace calculando la relación de tensión cíclica (CSR) y la relación de resistencia cíclica (CRR).
A continuación se muestran algunas otras formas de determinar la licuefacción del suelo.
- Juicio técnico basado en la experiencia.
- Prueba de explosión estándar
- Análisis de la reacción del suelo y procedimientos de prueba de laboratorio.
Métodos para reducir la licuefacción.
Es muy importante tomar las precauciones necesarias a la hora de construir una estructura en suelos propensos a la licuefacción. Algunos de los aspectos importantes a considerar en este contexto son los siguientes.
- Evitar suelos propensos a la licuación.
- Construir estructuras resistentes a la licuefacción
- mejorar el suelo
Si pretendemos construir sobre un suelo propenso a la licuefacción, debemos tomar alguna de las medidas anteriores. Veamos cómo podemos evitar esto.
Cómo prevenir la licuefacción del suelo
Existen medidas preventivas que se pueden tomar para evitar la licuefacción del suelo. Algunos de los métodos principales son los siguientes.
- Usando una mezcla de suelo profundo
- Técnicas de pila de drenaje/columna de drenaje
Este método puede reducir el desarrollo de presión de agua en los poros. Como se mencionó, esto es útil para minimizar/evitar que el suelo se comporte como un líquido.
- Compresión dinámica
La compactación dinámica es más útil cuando necesitamos compactar grandes áreas. Además, este método se puede utilizar para compactar el suelo en capas más profundas.
- Pilares de piedra
Los pilares de piedra mejoran la rigidez del suelo y reducen la pérdida de resistencia del suelo debido a los terremotos. Además, los pilares de piedra son resistentes a la exposición al agua.
- Procesos de compactación y voladura.
