Modelación de los desplazamientos de una arcilla expansiva parcialmente saturada sujeta a fuentes puntuales de humedad

Dentro del área de la Geotecnia y más particularmente dentro de los suelos no saturados, el estudio de las arcillas expansivas resulta en la actualidad una problemática común y de difícil tratamiento debido principalmente al complejo comportamiento de este tipo de suelos que está asociado a cambios volumétricos por modificaciones en los contenidos de agua. Dichos cambios resultan de manera común en desplazamientos en el suelo y por ende en muchos casos también en daños en las estructuras que se encuentran cimentadas sobre este tipo de arcillas. En México y de manera específica en el centro del país que comprende la Ciudad de México, Querétaro o León, esta problemática no resulta ajena, la existencia de arcillas montmorilonitas y el clima existente en esta región se ve reflejado en cambios en los valores de humedad del suelo, modificando el estado de esfuerzos y provocando su expansión. De manera central, estos cambios volumétricos son una respuesta a la interacción entre el agua y los suelos expansivos y son por tanto parte fundamental en la comprensión y posterior predicción del comportamiento de las arcillas expansivas. Se planteó el uso del programa computacional ¿ANSYS¿ para formular una herramienta que permita determinar el comportamiento volumétrico de una arcilla expansiva localizada en la ciudad de León Gto., al ser sometida a un cambio espontáneo en su contenido de agua proveniente de una fuente puntual localizada dentro del estrato de suelo en estudio y que pudiera suponerse como el gasto equivalente de una tubería de agua convencional; el estudio se realizó haciendo uso de la norma AS 2870 (2011) que establece el desplazamiento total vertical ¿¿¿, del perfil de un suelo expansivo y que tiene su base en el índice de reactividad del suelo ¿Ipt¿, mismo que fue determinado a distintos valores de humedad inicial a fin de establecer la influencia del valor en la respuesta del suelo. El resultado para el caso de análisis determina que el programa es capaz de modelar los desplazamientos que presenta en la superficie una arcilla expansiva por efecto del gasto de agua al cual se somete el suelo.

Within the area of geotechnics and more particularly in unsaturated soils, the study of expansive clays is now a common and difficult problem to treat, mainly because complex behavior of such soils is associated with volumetric deformation due to changes in the water content Such changes commonly result in deformations in the soil and hence in many cases also in damage to the structures which are built on this kind of clays. In Mexico and specifically in the center of the country which includes Mexico City, Querétaro and León, this issue is not surprising, the existence of montmorillonite clays and the climate in this region is reflected in changes in the values of moisture floor, modifying the state of stress and causing expansion. Centrally, these volumetric changes are a response to the interaction between water and expansive soils, and it is therefore crucial part in understanding and predicting subsequent behavior of expansive clays. In this work the use of a computer program "ANSYS" is proposed to develop a tool to determine the behavior of a swelling clay located in the city of Leon Gto. México when is subjected to a spontaneous change in his water content from a point source located within the soil stratum under study and could be assumed as the water flow equivalent of a conventional water pipe; the study was conducted using the AS 2870 (2011) standard that sets the total vertical displacement "¿". Profile of an expansive soil, which is based on the soil reactivity index "Ipt," which was determined at different initial values of moisture to establish its influence on the soil response. The result for the case of analysis determined that the program is capable of modeling the displacements on the expansive clay surface like an effect of swelling by water consumption at which the soil is subjected.