Análisis de la Resistencia en Arcillas Con Componente Orgánico Bajo Envejecimiento Tixotrópico Utilizando una Cámara Climática Basada en Equilibrio Vapor–Líquido.

Abstract

Desde una perspectiva de la ingeniería geotécnica, comprender el comportamiento mecánico de los geomateriales bajo esfuerzos aplicados es esencial. Este estudio investiga el fenómeno del envejecimiento tixotrópico y su influencia en la recuperación de la resistencia del suelo. Se hace especial énfasis en el restablecimiento progresivo de las interacciones interparticulares bajo condiciones ambientales controladas, lo que conduce a incrementos medibles en la resistencia al corte no drenada (Su). El programa experimental incluyó la caracterización de una mezcla de suelo compuesta por bentonita, caolín y diatomeas, incluyendo la determinación del contenido óptimo de humedad y la densidad seca máxima mediante ensayos de compactación. Adicionalmente, se realizaron ensayos de compresión inconfinada en diferentes etapas del proceso de envejecimiento para evaluar la evolución de la resistencia con el tiempo. Todos los procedimientos de laboratorio se llevaron a cabo de acuerdo con las normas técnicas colombianas vigentes. Para garantizar una adecuada evaluación del comportamiento tixotrópico, la temperatura y la humedad relativa se mantuvieron bajo condiciones estables mediante una cámara climática de construcción propia basada en principios de equilibrio vapor–líquido. Los resultados indican que el incremento de la resistencia está gobernado predominantemente por mecanismos de reordenamiento microestructural interno y disipación de energía, con una influencia mínima de los factores ambientales externos.

From a geotechnical engineering perspective, understanding the mechanical behavior of geomaterials under applied stresses is essential. This study investigates the phenomenon of thixotropic aging and its influence on the recovery of soil strength. Particular emphasis is placed on the progressive reestablishment of interparticle interactions under controlled environmental conditions, leading to measurable increases in undrained shear strength (Su). The experimental program involved the characterization of a soil mixture composed of bentonite, kaolin, and diatomaceous earth, including the determination of the optimum moisture content and maximum dry density through compaction testing. In addition, unconfined compression tests were performed at different stages of the aging process to evaluate the evolution of strength over time. All laboratory procedures were conducted in accordance with current Colombian technical standards. To ensure the proper assessment of thixotropic behavior, temperature and relative humidity were maintained under stable conditions using a custom-built climatic chamber based on vapor–liquid equilibrium principles. The findings indicate that the increase in strength is predominantly governed by internal microstructural rearrangement and energy dissipation mechanisms, with minimal influence from external environmental factors.