Influencia de la rotación de los esfuerzos principales en las propiedades de arcillas con alto contenido de materia orgánica

Abstract

En la práctica, el estudio del comportamiento mecánico de los suelos se realiza bajo la suposición de que es un material isotrópico y homogéneo, sin embargo, el suelo es un material creado por la naturaleza que es anisotrópico y no homogéneo, por lo tanto, es difícil entender su comportamiento. Esta anisotropía inherente es producto de su composición y procesos de formación, y tiene como consecuencia que el suelo tenga una dependencia direccional ante carga, es decir que tiene una respuesta diferente dependiendo de la dirección en que se aplique la carga, por lo anterior en el presente documento se presenta un estudio experimental de la influencia que tiene el cambio en la orientación de esfuerzos principales en las propiedades de resistencia de suelos arcillosos con alto contenido de materia orgánica como consecuencia de la anisotropía inherente del suelo. Se realizó una serie de ensayos Triaxiales variando la orientación de la muestra, en relación con el plano principal durante la consolidación unidimensional del suelo, con el fin de evaluar cómo influye la anisotropía en la resistencia a corte no drenado de los suelos: sobre muestras de materiales reconstituidos de caolín y muestras de caolín con 3 contenidos de materia orgánica diferentes. Se encontró que la rotación del esfuerzo principal tiene una mayor incidencia sobre la resistencia en el caolín con contenido de materia orgánica que en el caolín puro, evidenciando una reducción más marcada en la resistencia. Sin embargo, cuando el contenido de materia orgánica es muy elevado, el suelo tendió a comportarse de manera más isotrópica, de modo que la influencia de la anisotropía solo fue significativa hasta un cierto nivel de materia orgánica. (Texto tomado de la fuente).

In practice, the study of the mechanical behavior of soils is usually carried out under the assumption that soil is an isotropic and homogeneous material. However, soil is a natural material that is inherently anisotropic and heterogeneous; therefore, even today its behavior is difficult to fully understand. This inherent anisotropy results from its composition and formation processes, leading to a directional dependence under loading—in other words, soil exhibits different responses depending on the direction in which the load is applied.

Accordingly, this document presents a study on the influence of changes in the orientation of principal stresses on the strength properties of clay soils with high organic matter content, as a consequence of soil’s inherent anisotropy. A series of triaxial tests were carried out by varying the sample orientation in order to evaluate how anisotropy affects the undrained shear strength of soils: tests were performed on reconstituted kaolin samples and on kaolin samples with three different organic matter contents.

It was found that the rotation of the principal stress has a greater impact on the strength of kaolin with organic matter content than on pure kaolin, showing a more pronounced reduction in strength. However, when the organic matter content was very high, the soil tended to behave in a more isotropic manner, indicating that the influence of anisotropy was only significant up to a certain level of organic matter.