Los impactos de la presión del agua intersticial de los suelos en la erosión del suelo son profundos, particularmente en taludes y terraplenes. Las altas presiones del agua intersticial pueden disminuir la cohesión del suelo, haciendo que los taludes sean más susceptibles a la erosión y fallos. Implementando medidas de drenaje adecuadas, los ingenieros en geotecnia pueden reducir significativamente el riesgo de erosión, protegiendo infraestructura y paisajes naturales. Este aspecto de la geotecnia enfatiza la importancia de consideraciones hidrológicas en el mantenimiento de la estabilidad del suelo y en la prevención de daños relacionados con la erosión.«Seguimiento de tensiones y cambios en la presión de agua intersticial durante una prueba de relajación modificada en etapas múltiples en suelo orgánico Arabian Journal of Geosciences»
El esfuerzo efectivo es la fuerza aplicada sobre las partículas sólidas en el suelo debido al peso del esqueleto del suelo. Es la diferencia entre el esfuerzo total (esfuerzo aplicado) y la presión del agua intersticial. La presión del agua intersticial es la presión ejercida por el agua presente en los poros del suelo. Cuando hay un aumento en la presión del agua intersticial (por ejemplo, debido a la lluvia o al aumento del agua subterránea), reduce el esfuerzo efectivo y puede llevar a la inestabilidad o falla del suelo. Por el contrario, una disminución en la presión del agua intersticial (por ejemplo, debido al drenaje) aumenta el esfuerzo efectivo y mejora la estabilidad del suelo.«Evolución de la presión de agua intersticial dependiente de la densidad en una prueba de corte cíclico simplificada International Journal of Geosynthetics and Ground Engineering»
| Tipo de Suelo | Rango Típico de Presión del Agua en los Poros (kPa) | Contenido de Humedad Típico (%) | Permeabilidad (m/s) | Usos Típicos | Comentarios |
|---|---|---|---|---|---|
| Arcilla | 52 - 131 | 35 - 55 | 0.1 - 0.1 | Cimientos, terraplenes | Alta plasticidad, baja permeabilidad |
| Limo | 27 - 98 | 21 - 38 | 0.1 - 0.1 | Subbases de carreteras, rellenos | Plasticidad media, permeabilidad variable |
| Arena | 5 - 27 | 11 - 27 | 0.1 - 0.1 | Capas de drenaje, agregados para concreto | Baja cohesión, alta permeabilidad |
| Grava | 1 - 19 | 6 - 18 | 0.1 - 0.8 | Sistemas de drenaje, bases de carreteras | Muy alta permeabilidad |
| Turba | 101 - 185 | 50 - 89 | 0.1 - 0.1 | No apto para construcción sin tratamiento | Orgánico, compresible, alto contenido de agua |
| Marga | 30 - 75 | 25 - 39 | 0.1 - 0.1 | Uso agrícola y paisajístico | Buen equilibrio de propiedades, permeabilidad moderada |
En conclusión, el estudio de la presión intersticial y sus impactos en la erosión del suelo es crucial en la geotecnia. Al comprender cómo los cambios en la presión intersticial pueden conducir a la erosión del suelo, los ingenieros pueden desarrollar estrategias efectivas para mitigar los riesgos asociados con la erosión, como la estabilidad de taludes y la estabilidad de cimientos. Este conocimiento puede contribuir al diseño y construcción exitosos de proyectos de infraestructura, asegurando su seguridad y longevidad. Se necesitan más investigaciones y estudios en esta área para profundizar nuestro entendimiento de la presión intersticial y mejorar las técnicas de prevención de la erosión en la práctica geotécnica.«Modelo acoplado de filtración-deformación para predecir la respuesta de presión de agua intersticial durante la carga de tsunamis»
Los diferentes tipos de presión de poros en geotecnia incluyen la presión de poros hidrostática, que es la presión debido al peso del agua en los espacios porosos del suelo o roca; la presión de poros efectiva, que es la diferencia entre la presión total y la presión de poros hidrostática y afecta la fuerza y estabilidad de los suelos; y la presión de poros excesiva, que es la presión transitoria generada durante la carga o descarga de suelos y puede causar licuefacción del suelo o asentamientos.«Relación única entre la presión de agua intersticial generada en el primer ciclo de carga y la resistencia a la licuefacción»
La presión de poros es la presión ejercida por los fluidos dentro de los poros o huecos de una masa de suelo o roca. Puede variar dependiendo de factores como el contenido de agua, la saturación y las condiciones de estrés. La presión de poros puede ser cero en ciertas situaciones, como cuando el suelo o la roca está completamente drenado, lo que significa que toda el agua ha sido expulsada de los huecos. También puede ser cero en la superficie del suelo o en capas permeables donde el agua fluye libremente sin acumulación. Sin embargo, en la mayoría de los casos, la presión de poros no es cero y debe ser considerada en análisis geotécnicos.«Water Free Full-Text Análisis del efecto de la presión de agua intersticial en una sección de curva de radio pequeño de una capa de arena fina bajo metro cíclico»
La relación de presión de agua porosa se puede calcular dividiendo la presión de agua porosa excesiva (u) por el estrés vertical total (σv). La fórmula es la siguiente: Relación de Presión de Agua Porosa (Ru) = u/σv. La presión de agua porosa excesiva (u) se puede determinar mediante pruebas de laboratorio o mediciones de campo, mientras que el estrés vertical total (σv) se puede calcular usando el peso unitario del suelo y el estrés efectivo vertical.«Soluciones analíticas de distribuciones de presión de agua intersticial en un talud multicapa vegetado considerando los efectos de las raíces en la permeabilidad del agua»
En casos raros, la presión de agua porosa puede exceder el estrés total. Esto puede ocurrir cuando el suelo está completamente saturado y sometido a carga rápida o cambios repentinos en los niveles de agua. Bajo tales condiciones, el esfuerzo efectivo del suelo puede disminuir, lo que puede causar un aumento en la presión de agua porosa. Sin embargo, generalmente este es un fenómeno transitorio y la presión de agua porosa eventualmente se disipará, volviendo a un nivel por debajo del estrés total. Monitorear y gestionar la presión de agua porosa es crucial en geotecnia para mantener la estabilidad del suelo y las estructuras.«Respuesta de la presión de agua intersticial de lechos de suelo totalmente saturados durante multiriesgos de terremoto-tsunami»
