Las estructuras de la tierra proporcionan cimientos más firmes
Los suelos no saturados son relevantes para los ingenieros geotécnicos de todo el mundo, así como para los profesionales relacionados con la interacción de estructuras con el suelo. El uso de suelos no saturados en ingeniería incluye la incorporación en terraplenes de infraestructuras, depósitos de residuos nucleares y defensas frente a inundaciones. Los poros de los suelos no saturados están parcialmente llenos de agua y aire. La mecánica de los suelos no saturados ha avanzado bajo la presión de la industria constructora para mejorar las técnicas de gestión y de evaluación del comportamiento de las estructuras de tierra. Para garantizar la aptitud para el uso a largo plazo y la rentabilidad de los suelos compactados es esencial comprender su comportamiento previo a los fallos. El proyecto Sladus («Deformaciones de pequeñas a grandes en suelos no saturados: aplicación a estructuras de tierra») pretendía investigar la respuesta de los suelos compactados frente a la aplicación de pequeñas tensiones para su aplicación a la dinámica para ingeniería. Los datos obtenidos en esta área también se pueden utilizar para analizar las estructuras de tierra sometidas a cargas estáticas como los pavimentos. Se realizaron pruebas sobre el terreno en Mandova (Italia), donde se construyó un terraplén de lodo arcilloso destinado a investigación junto a las defensas antiinundación del Río Po. Se recogieron muestras de suelo suelto para determinar sus propiedades básicas, así como muestras de suelo inalterado mediante la perforación con un equipo tomamuestras Shelby. Los investigadores de Sladus realizaron cuatro series distintas de pruebas de laboratorio en el suelo sin alterar, e incluyeron dos series de pruebas de tensión torsional de columna resonante para determinar el módulo de deformación elástica y las propiedades de atenuación de los suelos. Las pruebas de celda triaxial aportaron datos sobre el comportamiento de la resistencia en toda una gama de niveles de compresión y cizallamiento hasta un estado crítico. Las pruebas de odometría sirvieron para medir las curvas de retención de agua con distintos niveles de tensión. También se utilizó suelo suelto del terraplén para determinar otras propiedades como los límites de Atterberg, la gravedad específica y el contenido orgánico. En función del contenido de agua, los límites de Atterberg miden el comportamiento de los suelos de grano fino (en este caso, limo arcilloso). La comparación de los datos con muestras anteriores mediante modelización constitutiva de última generación, ayudó a establecer un repertorio de diferencias importantes en resistencia crítica y rigidez frente a la cizalladura con tensiones pequeñas. Con la ayuda de la Universidad de Cassino, se realizó un análisis de la microestructura de las muestras con un microscopio electrónico de rastreo que ayudó a interpretar los resultados. A menudo, el fallo estructural de carreteras y aeródromos, y los daños provocados por el asentamiento de los cimientos, se pueden reconstruir hacia atrás en el tiempo hasta el momento del fallo para lograr una compactación correcta del suelo. El trabajo del proyecto Sladus ayudará a prevenir la desestabilización y a predecir el comportamiento del suelo compactado durante movimientos del terreno debidos a acontecimientos como terremotos o la presencia de vías férreas de alta velocidad.