Un modelo hidromecánico para suelo fino no saturado y compactado a partir de su porosimetría

Desde los albores del desarrollo de la mecánica de suelos, se intuía que existía una estrecha relación entre la estructura del suelo y su comportamiento macroscópico. No obstante, no fue hasta que el desarrollo de los instrumentos de medición posibilitó la estimación, en principio cualitativa y posteriormente cuantitativa de elementos de la estructura del suelo, que se pudo confirmar la existencia de relaciones que hasta entonces sólo se intuían. Uno de estos instrumentos de medición fue el porosímetro de intrusión de mercurio, empleado en investigaciones geotécnicas a partir de la década de 1970. Este equipo, permite conocer de forma cuantitativa, una de las características más importantes en materiales deformables como el suelo, cual es la distribución de tamaños de poros (PSD). Este conocimiento, se constituye a su vez en una estimación indirecta de la fábrica del suelo, que es uno de los elementos principales de la estructura del mismo. Desde entonces, se han realizado numerosas investigaciones, en principio en suelos finos saturados y posteriormente en suelos finos no saturados, respecto de las posibles relaciones entre la PSD y propiedades macroscópicas del suelo, tales como la deformabilidad, permeabilidad saturada y no saturada y curvas características suelo-agua. Sin embargo, la gran mayoría de estos trabajos, han concebido estas relaciones como si sucediesen de forma independiente, es decir, no se ha logrado establecer un único modelo que agrupe en su seno, tanto el comportamiento volumétrico debido a modificaciones del estado tensional, como la variación en sus propiedades hidráulicas y mecánicas. Es menester, no obstante, destacar el modelo presentado por Simms y Yanful como el único que ha intentado lograr tal meta. La Tesina presentada en esta oportunidad, tiene como objetivo fundamental, desarrollar un modelo hidromecánico original para suelo fino no saturado y compactado, que a partir de datos obtenidos mediante porosimetría por intrusión de mercurio, permita estimar su comportamiento volumétrico ante cambios del estado tensional y al mismo tiempo, estimar propiedades fundamentales en suelos no saturados, tales como la función de conductividad hidráulica no saturada y la curva característica suelo-agua. En el documento se presenta un modelo hidromecánico que permite explorar las posibilidades de conseguir tal objetivo. Se presenta, asimismo, una validación del modelo utilizando datos experimentales del suelo del Campus Nord de la UPC. Los resultados iniciales son alentadores aunque claramente existen limitaciones en el modelo que deberán ser superadas en futuros desarrollos