¿Qué es la mecánica del suelo?
La mecánica del suelo se refiere principalmente al subconjunto de la ingeniería civil que estudia las propiedades del suelo cuando se usa como material de construcción o como base. En un sentido más amplio, también puede involucrar el estudio de la formación del suelo por meteorización y su transporte por viento y agua. El proceso de formación determina muchas de las propiedades físicas del suelo, como la estructura, la composición y la densidad relativa. La forma en que estas propiedades pueden afectar un proyecto de construcción se examina mediante metodologías de ingeniería que incluyen la mecánica de fluidos y la mecánica de materiales. De particular preocupación en la mecánica del suelo es cómo reaccionará el suelo en un sitio determinado a las tensiones que le imponen las demandas de un proyecto.
Desde la perspectiva de un ingeniero, el suelo son las capas de material suelto no estratificado en la superficie de la tierra que resulta de la desintegración de las rocas. Por lo general, contiene cierta cantidad de agua, puede contener material orgánico y descansa sobre una capa sólida subyacente. La mecánica del suelo es única porque los ingenieros a menudo tienen poco control sobre las propiedades del material de un componente importante del proyecto. Se deben hacer adaptaciones a las propiedades del suelo tal como se encuentra en el sitio.
Estas propiedades variables son producto del proceso de formación geológica y de los factores climáticos locales. La mecánica del suelo de un sitio se puede anticipar mediante muestreo para construir un perfil de suelo. En general, el perfil examina tres capas que pueden dividirse en capas componentes cuando sea necesario
La capa superior es generalmente rica en material orgánico y rara vez tiene más de 15 pies (4,6 m) de profundidad. Debajo de esto hay una capa de aproximadamente 2 pies (0,61 m) de profundidad de material suelto, de grano fino y químicamente activo que se ha depositado desde arriba. La capa más baja permanece esencialmente en el mismo estado geológico que cuando se depositó por primera vez y puede extenderse hacia abajo más de 100 pies (30.5 m). La construcción de carreteras y los cimientos para edificios residenciales o comerciales livianos generalmente dependen de las propiedades de la capa secundaria. Las construcciones de tierra grandes, como las presas o diques, generalmente están compuestas de material tomado del nivel más bajo.
Varias estructuras comunes del suelo pueden clasificarse por su composición mineral, propiedades químicas y disposición de partículas. El comportamiento de cada uno varía en respuesta a la compresión, el estrés angular y el flujo de agua. La ingeniería civil aplica ciencias físicas como la mecánica de fluidos y materiales para determinar la mecánica del suelo para un sitio en particular. Este análisis puede descartar un sitio para un proyecto en particular o indicar las adaptaciones necesarias para continuar.
El conocimiento de la mecánica del suelo es fundamental en muchos aspectos de la ingeniería civil. Todas las estructuras descansan sobre una base construida en referencia a las propiedades del suelo. El diseño del pavimento depende de cómo reacciona el suelo subyacente al estrés de la carga y los cambios debido a la saturación del agua o la variación de temperatura. La construcción subterránea, como túneles y tuberías, es una interacción dinámica de las propiedades del suelo, los métodos de construcción y los materiales componentes.