Di s per s i v i dad( Ar c i l l asDi s per s i v as ) La er eros osió ión n de su suel elos os es un fe fenó nóme meno no de im impr pred edec ecib ible les s co cons nsec ecue uenc ncia ias s pa para ra es estr truc uctu tura ras s hidráulic hidrá ulicas, as, presa presas s de tier tierra, ra, terr terraplen aplenes es para carre carreteras teras,, entre otras. Part Particula icularmen rmente, te, cuando dicho fenómeno se asocia al uso inapr}opiado de arcillas dispersivas. Por lo anterior, este es un aspecto de vital importancia y que debe ser tenido en cuenta durante el diseño y construcción de los mencionados tipos de estructuras. Algunos suelos arcillosos arcillosos pueden perder cohesión cuando se eponen al agua agua de una composición 1] qu!mica particular particular "Arulanandan "Arulanandan et ál. #$%&'[ . (ichos suelos arcillosos naturales se dispersan o defloculan en presencia de agua relativamente pura y son, por lo tanto, altamente susceptibles a la erosión y la tubificación, incluso cuando el agua a la que se encuentran epuestos tiene poca o ninguna ningu na velo velocidad cidad hidráulica. hidráulica. )al ales es suelo suelos s son conoc conocidos idos como suelos dispe dispersivo rsivos s o arci arcillas llas # dispersivas "*herard et ál. #$%+' . (urante el fenómeno de dispersividad las part!culas de arcilla tienen un m!nimo de atracción electroqu!mica, por lo cual no se adhieren estrechamente a otras part!culas de suelo. n general, la tendencia a la erosión de un suelo debido al fenómeno de la dispersividad depende de variables tales como la mineralog!a y qu!mica de la arcilla, as! como de las sales disueltas en el agua presente en los poros del suelo. La principal diferencia entre las arcillas dispersivas y arcillas ordinarias resistentes a la erosión es la naturale-a de los cationes en el agua presente en los poros de la masa de arcilla. n las arcillas dispersivas predominan los cationes de sodio, mientras que en las arcillas ordinarias predominan los cationes de calcio, potasio y magnesio en el agua de poros. n consecuencia, este fenómeno 2] qu!mico es propio de suelos salinos[ . Las arcillas dispersivas no han sido definitivamente asociadas con un origen geológico espec!fico pero la mayor!a ha sido encontrada como arcillas de origen aluvial. gualmente, en algunas áreas, rocas arcillolitas y lutitas tienen las mismas sales en el agua de poros que las acillas dispersivas y, por lo tant tanto, o, sus suelo suelos s resi residuales duales son dispersivos. dispersivos. stu studios dios recientes recientes indican que las arcil arcillas las dispersivas se encuentran asociadas solo con suelos formados en climas áridos y semiáridos. La identificación de suelos dispersivos comien-a en campo, determinando si eisten indicadores de erosión inusual en el terreno, tales como t/neles o depresiones profundas, simultáneamente con ecesiva turbiedad en los cuerpos de agua, entre otros. l chequeo del potencial dispersivo de una arcilla se hace contando iones disueltos de 0a1, 2g11, 3a11 y 41 y comparando, con el total de sales, en t5rminos de concentración 6. Para esto los cinco ensayos com/nmente utili-ados son nsayo de 3rumb, nsayo de (oble 7idrómetro, nsayo de Pinhole, nsayo de las *ales (isueltas en Poros de Agua y el *P "Porcenta8e de sodio alterable'. La falla por tubificación en terraplenes o presas de tierra ocurre cuando se concentran filtraciones que emergen aguas aba8o de la estructura causadas por el flu8o de agua a trav5s de los poros del suelo. La erosión empie-a en la descarga de la filtración, causando una concentración local del flu8o y de las fuer-as de erosión, lo cual genera, en pocas horas, la propagación hacia aguas arriba formando un t/nel que al alcan-ar la fuente de agua ocasiona la falla repentina de la estructura. La erosión superficial en masas de suelos cohesivos, a menudo ocurre en suelos dispersivos cuando entran en contacto con el agua lluvia. La separación de los gránulos de suelo facilita el arrastre de las part!culas contribuyendo a la erosión superficial y, adicionalmente, puede ser un factor que influya en la erosión interna de la masa de suelo. ste es un problema com/n en terraplenes para carreteras. *in embargo eiste una gran cantidad de presas de arcillas dispersivas que no han presentado los mencionados menci onados tipos de probl problemas. emas. iste mucha evid evidencia encia eperimental eperimental y teóri teórica ca que sopor soporta ta la conclusión de que este tipo de fallas no se inician por la filtración de agua entre los poros de una masa de arcilla bien compactada [ 4] . La mayor!a de los estudios han mostrado que las fallas de estructuras construidas con arcillas d ispersivas ocurren en la primera humectación. )odas )odas las fallas fuer fu eron on as asoc ocia iada das s co con n pr pres esenc encia ia de ag agua, ua, su suma mada da a un ag agri riet etam amie ient nto o po porr co cont ntra racc cció ión, n, asentamientos diferenciales o deficiencias de construcción.
9#: *oil 2echanics in ngineering Practice ; )hird dition < 4arl )er-aghi, =alph >. Pec?, 96: 2ecánica de *uelos < @on-alo (uque . y 3arlos . scobar 9: 3haracteristics and Problems Bf (ispersive 3lay *oils ; Paul 3. 4nodel < C.*. (epartment Bf )he nterior
s per s i v eCl a y s,Re l at edPi pi n g,a ndEr os i oni nGeo t ec hni c al Pr oj ec t s-ASTM [4] Di s p er s i v ea ndEr o di b l eSo i l s–Fu nd ame nt al Di f e r e nc esP.Pa i ge Gr e en [5] Di
