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Agua intersticial comprimida y propiedades del suelo en las arcillas azules del Pleistoceno bajo diferentes entornos naturales

Autores: Fidelibus, Maria Dolores; Argentiero, Ilenia; Canora, Filomena; Pellicani, Roberta; Spilotro, Giuseppe; Vacca, Gaetano

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2018

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 5

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Estudios que datan de casi un siglo relacionan las propiedades de la arcilla con la estructura de la capa doble difusa (DDL), donde las superficies cargadas del cristal de arcilla se comportan como un capacitor eléctrico, cuyo dieléctrico es el fluido intersticial. La intensidad del campo eléctrico interno se relaciona con la concentración y el tipo de iones en la DDL. Otras implicaciones importantes del modelo son menos enfatizadas: esta parte del sistema de suelo arcilloso, desde el punto de vista energético, es conservadora. La contribución externa de energía, el trabajo de la sobrecarga o la capilaridad impulsada por el sol y la larga exposición a aguas de baja salinidad en los bordes pueden modificar la concentración de las aguas de poro, afectando así la geometría de la DDL, con variaciones en el campo eléctrico y el almacenamiento de energía. El estudio de suelos arcillosos provenientes de diversos contextos geomorfológicos y hidrogeológicos naturales, determinando una salinidad diferente de las aguas subterráneas interactivas, muestra cómo la interacción de la arcilla con aguas que circulan libremente en los bordes produce alteraciones en la salinidad nativa del agua de poro y, a escala nano, variaciones del campo eléctrico y la energía almacenada por trabajo externo. La hinchazón y la contracción del suelo arcilloso, con sus implicaciones volumétricas y geotécnicas, deben considerarse como variaciones de la energía electrostática y mecánica del sistema. El estudio se basa en pruebas realizadas en muestras de suelo arcilloso natural provenientes de una formación de arcillas azules rígidas, ampliamente distribuidas en el sur de Italia. Se han realizado pruebas de identificación geotécnica y pruebas de oedometría, y se han analizado las aguas de poro extraídas de los especímenes. Las muestras probadas tienen un tamaño de grano, fracción de arcilla y plasticidad similares; clasificadas según los contextos geomorfológicos/hidrogeológicos clasificados, destacan buenas correlaciones entre la densidad seca, el trabajo mecánico realizado en etapas seleccionadas de la prueba oedométrica, el comportamiento de hinchazón y no hinchazón, y la conductividad eléctrica de las aguas de poro extraídas. El trabajo realizado para muestras de hinchazón y no hinchazón muestra diferencias bien definidas; esto respalda la relevancia de la salinidad del agua de poro en la determinación del estado volumétrico de los suelos arcillosos bajo sobrecarga y condiciones hidrogeológicas específicas de frontera, que juntas definen un estado energético específico.

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