Obtención de la curva de retención de agua en suelos caoliníticos con mixturas de óxido de hierro usando los métodos del papel filtro y placa de succión

Abstract

La curva de retención de agua (SWRC) o curva característica de un suelo (SWCC) se considera como un parámetro del material que controla las propiedades hidráulicas, en términos del contenido de humedad y la succión. Determinar adecuadamente esta curva es un factor clave para conocer la respuesta hidráulica del material. Ninguno de los métodos disponibles hoy en día para obtener la curva es suficiente per-se para cubrir el espectro completo de valores del tándem humedad/succión. En esta investigación fueron usados dos métodos para estimar la SWRC, con el fin de reducir la incertidumbre para algunos valores extremos difíciles de obtener. El método de papel filtro el cual es idóneo para la estimación de succiones medias y altas, así como la placa de succión, la cual es importante para inducir valores bajos de succión en la muestra menores a 40 kPa. El método del papel filtro está basado en las normas INV E-157-13 “Determinación de la succión de un suelo con el método del papel filtro” y ASTM-D5298-10 “Standard test method of soil potential (suction) using filter paper”. La placa de succión construida para este trabajo está basada en los aportes de Croney & Coleman (1961) y Coleman & Marsh (1961). En la investigación se evaluó la interacción entre un suelo caolinítico con una mixtura de óxido de hierro en diferentes proporciones, con el fin de conocer la dependencia de la retención de agua en este tipo de suelos afectados por la presencia de óxidos. Por medio de diferentes metodologías matemáticas se realizaron unas simulaciones numéricas para observar la mejor representación artificial de la curva para el material compuesto analizado.

The water retention curve (SWRC) or soil characteristic curve (SWCC) is considered as a parameter of the material that controls the hydraulic properties in terms of moisture content and suction. Properly determining this curve is a key factor to knowing the hydraulic response of the material. None of the methods available today to obtain the curve is sufficient per-se to cover the full spectrum of tandem moisture/suction values. In this research, two methods were used to estimate the SWRC, in order to reduce the uncertainty for some extreme values difficult to obtain. The filter paper method which is suitable for the estimation of medium and high suctions, as well as the suction plate which is important to induce low suction values in the sample less than 40 kPa. The filter paper method is based on the standards INV E-157-13 "Determination of the suction of a soil with the filter paper method" and ASTM-D5298-10 "Standard test method of soil potential (suction) using filter paper". The suction plate constructed for this work is based on Croney & Coleman (1961) and Coleman & Marsh (1961). In the research, the interaction between a kaolinitic soil with a mixture of iron oxide in different proportions was evaluated in order to know the dependence of water retention in this type of soil, affected by the presence of oxides. By means of different mathematical methodologies, numerical simulations were carried out to observe the best artificial representation of the curve for the composite material analyzed.