1.3.- TIPOS DE ESTRUCTURAS DE LOS SUELOS

 La estructura del suelo está formada por la disposición geométrica mutua de las partículas del suelo. Diferentes suelos contienen diferentes estructuras, y cada estructura confiere propiedades de suelo específicas.

1. Estructura del suelo de una sola partícula

Las estructuras de un solo grano existen en suelos menos cohesivos como la grava y la arena. Las partículas de suelo con baja fuerza cohesiva tienen fuerzas superficiales bajas y fuerzas gravitatorias altas. Entonces, si vierte un poco de arena o grava en el suelo, las partículas se asentarán usando la gravedad en lugar de las fuerzas de la superficie. Después de alcanzar la posición final, cada partícula entra en contacto con las partículas circundantes y la estructura formada se denomina estructura de una sola partícula.

Los suelos con una estructura de una sola partícula se depositan por gravedad, pero aquí también es importante la posición de las partículas después de la sedimentación. Suponiendo que todas las partículas son de naturaleza esférica, la porosidad máxima (e = 0.90) ocurre cuando se organizan en un cubo como se muestra, lo que se denomina la condición más suelta del suelo.

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Las partículas generalmente no son esféricas, pero se puede decir que la porosidad de las partículas individuales es de aproximadamente 0,35 a 0,90. Cuando se utiliza como suelo de ingeniería civil, es deseable un suelo con una porosidad mínima, es decir, un suelo denso. La tierra suelta es muy inestable y no puede soportar vibraciones y golpes.

2. Estructura del suelo en panal

Las estructuras de panal que se encuentran en los suelos contienen partículas que varían en tamaño de 0,02 mm a 0,002 mm y suelen ser arena fina o limo. Cuando este tipo de suelo se asienta en el suelo, las partículas se atraen y se unen entre sí para formar puentes de partículas. Grandes vacíos también se forman entre estos puentes, dando al suelo una naturaleza muy suelta. La atracción de partículas se debe a la cohesión entre las partículas, y aunque esta cohesión se debe simplemente al tamaño de las partículas, estos suelos no son inherentemente plásticos. Se produce un abultamiento de arena, que no es más que una estructura de panal. Los suelos de panal están limitados a condiciones de carga estática. No pueden soportar vibraciones e impactos debajo de los edificios, lo que puede causar deformaciones importantes en las estructuras.

3. Estructura del suelo cohesivo

Las estructuras agregadas existen en partículas de arcilla que contienen un área superficial más grande. Estas son partículas cargadas, con una carga positiva en el borde de la partícula y una carga negativa en la superficie de la partícula. Una fuerza de atracción neta entre las partículas atrae las partículas cargadas positivamente hacia la superficie cargada negativamente, formando una estructura agregada. Las arcillas presentes en los océanos son los mejores ejemplos de estructuras cohesivas. La sal contenida en el agua de mar actúa como electrolito, debilitando la fuerza repulsiva entre las partículas y formando una estructura agregada. Este tipo de suelo tiene una alta resistencia al corte. Debido a la orientación de la cara frontal, la porosidad es alta y el contenido de humedad es óptimo, pero es liviano. La compresibilidad de este tipo de suelo es muy baja.

4. Estructura del suelo disperso

La estructura dispersa también ocurre en las partículas de arcilla cuando se remodela la arcilla. La remodelación reduce la resistencia al corte del suelo y reduce las fuerzas de atracción netas entre las partículas. Por lo tanto, la repulsión entre ellos convierte la orientación de borde a cara en una orientación de cara a cara. Eventualmente, se forma una estructura dispersa de arcilla. Este tipo de suelo es altamente compresible y menos permeable. La pérdida de fuerza durante la remodelación se logra lentamente por el suelo con el tiempo. El proceso de recuperación de la fuerza después de la remodelación se llama tixotropía.

5. Estructura del suelo esquelético de grano grueso

El esqueleto de grano grueso es una estructura de suelo presente en suelos compuestos que contienen tanto granos finos como gruesos. Sin embargo, se forma cuando hay más granos gruesos que finos. Las partículas gruesas forman una estructura similar a un esqueleto y los vacíos entre ellas se llenan con partículas finas o de arcilla. Si no se le molesta, da buenos resultados para cargas pesadas. Cuando se le molesta, su fuerza disminuye significativamente.

6. Estructura del suelo de matriz arcillosa

Una estructura de matriz arcillosa que también ocurre en suelos compuestos, pero la cantidad de partículas de arcilla o partículas finas es mayor en comparación con las partículas gruesas. Las partículas gruesas en este suelo están separadas entre sí debido a su pequeña cantidad. Este tipo de suelo es de naturaleza muy estable y tiene las mismas propiedades que los depósitos de arcilla ordinarios.