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Licuefacción de  suelos, este es uno de los fenómenos más trágico y destructivo que sucede en la naturaleza los cuales pueden ser ocasionado por los depósitos de las acciones sísmicas.

licuefacción de suelos

Licuefacción de  suelos

Se describe como el comportamiento de los suelos que están sujetos a las acciones de las fortalezas externas, en algunas ocasiones crean un estado sólido a un estado líquido adquiriendo la consistencia de un líquido bastante pesado, este es un tipo de deslizamiento ocasionado por la inestabilidad de un declive. (ver artículo: Suelos Salinos)

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¿Qué es?

Este es un fenómeno en donde los terrenos causan la congestión de agua más que todo en los sedimentos recientes como la arena o la grava que van perdiendo la firmeza en donde aparecen los resultados de los impulsos ocasionados por los temblores la licuefacción es un fundamento de mayor destrucción vinculada con los terremotos más que todo por la acción directa de las ondas encima de los edificios.

En otras palabras se puede decir que la licuefacción de suelos es capaz de desplazar, hundir o voltear infraestructuras como casas edificaciones entre otros, como se sabe la infraestructura de zonas costeras es la posee mayor peligro por ello toda obra fabricada en estas áreas deben estudios previos y detallados que especifiquen qué modelo de suelo se encuentra en el lugar. (ver artículo: componentes del suelo)

Los suelos más capaz a la licuefacción de suelos son aquellos constituidos por los depósitos provocados durante el Holoceno almacenado durante los últimos 15.000 años, de arenas y sedimentos de tamaños exclusivos de partículas semejantes en capas de por lo menos un metro de grosor con un elevado contenido de agua abarrotadas.

Tales almacenamiento por lo general se presentan en los estratos de los ríos, playas dunas y zonas en donde se han aglomerado arenas y sedimentos que fueron arrastrados por el viento o cursos de agua, algunos modelos de la licuefacción de suelos son las arenas movedizas, arcilla movediza,  corrientes de turbidez, y licuefacción inducida por terremotos.

Depende de cual sea la fracción del vacío principal el material del suelo puede responder a la carga en un modo de ablandar provocado por deformaciones, tales como las arenas sueltas, los mismos pueden tener un punto de ruptura, tanto en la parte monótona o constante si la tensión es estática es mayor que la tensión de corte estacional del suelo.

En esta ocasión  pasa la licuefacción de flujo, en la cual el terreno se desfigura con una tensión de corte habitual de valor disminuido, si el terreno es de modelo endurecida impulsado por deformaciones o de arenas de densidad de moderado a elevadas, en general no ocurre la licuefacción por flujo, sin embargo se puede presentar un reblandecimiento cíclico a causa de cargas constantes sin drenajes, tales como las imposiciones sísmicas.

La desfiguración durante estas acciones dependen de la densidad  del terreno, la dimensión y duración de la carga constante y la dimensión de inversión de la tensión del corte, si no pasa la inversión de las tensiones no es probable que la tensión efectiva sea negativa, en cuyo caso puede suceder el fenómeno de desplazamiento constante.

La resistencia de un suelo sin atracción frente a la licuefacción de suelos depende de la consistencia del terreno, las tensiones de encierro junto con la estructura del terreno textura, antigüedad y cementación, la dimensión y durabilidad de la carga constante es cuando sucede la tensión de carga. (ver artículo: Nutrientes del Suelo)

El restringido conocimiento de este fenómeno se debe a diferentes factores:

  • El impedimento en ver las particularidades en situaciones verdaderas.
  • La dificultad del fenómeno aparte de ser la consecuencia de una actividad sísmica de forma variable, impulsa en el suelo una conducta no lineal con fuertes degeneraciones de las características mecánicas que están presente en el suelo durante cada ciclo determinado por la generación de las presiones neutrales en la muestra bajo la actividad sísmica.

Uno de los inconvenientes principales es el conocimiento elemental sobre los mecanismos de rotura y deformaciones vinculados con el fenómeno de la licuefacción, lo que restringe la utilización de ensayos elementales para investigarlos.

No existe una determinación única para este fenómeno de la licuefacción.

Una explicación completa para este fenómeno es capaz de producir enormes degradaciones en el terreno y de las estructuras en él se encuentran vinculados con las características mecánicas de los suelos granulares debido a la generación de exceso de presión neutra resultante de la actividad constante provocada por los sismos en situaciones que no fueron drenadas.

Causas

Vamos a conocer cuales son las causas que ocasionan el fenómeno de licuefacción, en donde se determina por los tipos de suelos que se encuentran en el sitio, a continuación descubre de que se tratan cada uno de los mismos para entender un poco más acerca de este gran fenómeno.

Magnitud del Movimiento Sísmico

La magnitud del desplazamiento está vinculado con la magnitud de los esfuerzos y degradaciones impulsados en el terreno por este movimiento, dependiendo de la longitud hipo-central, la capacidad del desplazamiento produce cierto valor de aceleración máxima en la roca basal, la cual sufre el alargamiento dependiendo de las condiciones locales del suelo.

La licuación de los suelos y resistencia constante hasta llegar a la base de esta forma la extensión de las ondas de corte durante un terremoto mediante el esqueleto del suelo, provoca una distribución difícil de esfuerzos de corte de función del tiempo, provocando de esta manera degradaciones en la masa del suelo cuya dimensión depende de la magnitud que ocasionó el terremoto.

La licuefacción provocada por el terremoto es uno de los primordiales contribuyentes al peligro sísmico urbano, las sacudidas logran que incremente la presión de agua en los poros lo que ocasiona la disminución de la tensión efectiva.

Por lo que disminuye el corte de la arena, si existe una corteza de suelo seco o una cubierta impenetrable, la sobra de agua puede aparecer en la superficie mediante las grietas en la capa superior arrastrando en el proceso de arena licuificada lo que provoca burbujas de arenas los cuales se llaman volcanes de arena.

La investigación de las características de licuefacción de los terremotos que ocurrieron en las épocas prehistóricas, llamado paleo-sismología puede enseñar una cantidad de información acerca de los estudios de los terremotos que sucedieron antes de que existieran los registros históricos donde se puedan realizar las mediciones adecuadas.

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Arenas movedizas

Las arenas movedizas se forman cuando una área de arenas sueltas están repletas de agua, cuando el agua se encuentra atrapada en el bloque de arena no puede salir, en donde se licúa el suelo perdiendo la capacidad para soportar los pesos, la arena movediza se puede crear por un flujo en ascenso de las aguas subterráneas como es el que proviene del manantial natural, causado por los terremotos, en el caso de los flujos de agua subterránea.

La fortaleza provocada por el flujo de las aguas se confronta a las fortaleza de la gravedad, produciendo la flotación de los gramos de arena, en el caso de los terremotos la fortaleza es sacudida puede incrementar la presión de las aguas subterráneas próximo a la superficie en el proceso de licuar los depósitos de arena junto a los sedimentos de la superficie.

En ambos casos, la superficie que se disuelve se pierde la resistencia lo que desestabiliza a los edificios o las estructuras que se ubican en la superficie provocando que se inclinen o derrumben, los sedimentos que se encuentran saturados pueden parecer sólidos hasta el momento en que ocurra un cambio en la presión del suelo o una sacudida disparan el  procedimiento de la licuefacción.

Este método hace que las arenas movedizas y otros sedimentos licuados con una textura esponjosa parecida a la consistencia de un fluido, los objetos que se ubican envueltos en las arenas movedizas se hunden al nivel en donde el peso del objeto se encuentre igual con el peso movilizado de la mezcla de arena y agua provocando que el objeto flote.

Arcillas rápidas

Las llamadas arcillas rápidas o arcillas marinas, también conocidas en Canadá como arcillas de Leda o quick clays, son un modelo particular de arcilla muy sensible que al ser agitado contiene la tendencia de transformar su estado desde uno rígido a un estado líquido.

En reposo, las arcillas rápidas tienen la apariencia de un gel  hidro-saturado, si se agarra un bloque de arcilla y se golpea de forma rápida a conformación del fluido mediante un procedimiento llamado licuefacción natural, las arcillas rápidas se comportan de esta manera porque a pesar de que son sólidas tienen un elevado contenido de agua que puede llegar a un 80%.

La arcilla obstruye una estructura sólida a pesar de mantener un elevado contenido acuoso, porque la tensión superficial del agua mantiene membranas de arcilla unidas en una delicada estructura, cuando la estructura se rompe por un golpe la arcilla cambia de estado formando un fluido.

Las arcillas rápidas pueden observar más que todo en zonas ubicadas en la parte norte del hemisferio norte en países como  Rusia, Canadá, Alaska en Estados Unidos, Noruega, Suecia, y Finlandia, entre otros, todas estas áreas fueron cubiertas por glaciares durante el Pleistoceno.

Duración del Movimiento Sísmico

De manera formal la duración de un desplazamiento sísmico es coto de 5 a 40 segundos pero si se trata de uno intenso, destaca la condición no drenada esto quiere decir que la disipación de la presión de poros se verá limitado por el contrario se demuestra el incremento de la misma produciendo en alguna oportunidad condiciones de esfuerzo efectivo nulo por lo tanto el proceso de licuefacción.

Efectos

La licuefacción puede ocasionar deterioros a estructuras de diferentes formas, los edificios que tienen fundamentos están en la arena de forma directa esta se licúa experimentando una pérdida de soporte repentino que resulta ser el asentamiento fuerte o conocido como el asentamiento único e irregular de la edificación.

La licuefacción ocasiona los asentamientos irregulares en la zona licuada, esto puede deteriorar las edificaciones rompiendo los cables de servicio público subterráneos donde los asentamientos diferenciales tienen gran tamaño.

Las tuberías que distribuyen el agua gas y otros tubos pueden flotar y movilizarse hacia la superficie, los abscesos  de arena pueden tener erupción en las edificaciones mediante la bocas de conexiones de servicios con lo que el agua puede entrar dañando las estructuras o los sistemas eléctricos, la La licuefacción del suelo también puede ocasionar colapsos de las plataformas.

Las zonas que se mantienen en recuperación ambiental de suelo llamado rellenos sanitarios son proclive a la licuefacción porque muchas de estas son recuperadas con el relleno hidráulico, y constantemente se colocan encima de los suelos blandos que pueden extender la sacudida de los terremotos.

La licuefacción se puede definir mediante las investigaciones de los procedimientos de licuefacción históricos, la historia sísmica del área el ambiente geológico de la creación, la situación del nivel freático (este es el volumen de agua que se encuentra en las capas superiores del acuífero), y los criterios de las composiciones del mismo suelo como contenido de finos índices de plasticidad entre otros.

De forma natural cuando se disminuye la resistencia y rigidez del suelo ocasionado por un terremoto, se puede generar un colapso de las estructuras ubicadas encima del mismo provocados por los asientos diferenciales de los fundamentos sostenidos encima de ellos, también puede ocasionar desplazamientos de laderas, ocasionando el colapso de las presas destruir los muros que soporten dichos suelos.

Por último, es importante comprobar que para disminuir el peligro de la La licuefacción del suelo existen diferentes medidas que se pueden utilizar, entre las más importantes se encuentran eliminar por completo los fundamentos de las obras en los suelos que son aptos a la La licuefacción del suelo, formar fundamentos que sean resistentes o mejorar los suelos aptos que puedan ocasionar la aparición de  La licuefacción del suelo.

Fueron varios los países que sufrieron los efectos de La licuefacción del suelo como Japón en el año 1965, Estados Unidos en 1990 y México en el año 2011, como resultado de ello los ingenieros se encuentran trabajando para mejorar los fundamentos en este tipo de suelos para mantener una mejor seguridad.

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