Ground heave movement evaluation in shallow foundations for expansive soils in Tunja, Colombia
- 1. Pedagogical and Technological University of Colombia
- 2. Indian Institute of Technology Delhi
Description
A current challenge in unsaturated soil mechanics is the need to estimate ground heave and associated shallow foundation movements in expansive soils due to water content changes. Such estimation should be simple for geotechnical engineering practitioners and provide reliable foundation designs through quantifying the risk associated with the ground heave. The difficulties in generalizing a method are related to several variables influencing the expansive behavior, including the initial and final stress state condition, soil mineralogical composition, ground wetting depth, soil wetting degree, and geotechnical profile comprising soil strata thickness and groundwater condition. In this research, the evaluation of heave movements for the expansive soils located in the north-east of Tunja (Colombia) is performed through surrogate path (SPM), water content, and consolidation theory-based methods. Initial and final suction profiles were defined to quantify the wetting strains developed at each scenario of partial wetting. The sensitivity of the SPM to the estimated or measured value of constant volume swelling pressure was corroborated. The higher deformations that the soil profile would be able to develop when subjected to a progressive wetting were obtained along with the remaining heave capacity of the soil profile. Finally, concluding remarks and recommendations associated with the practicality and applicability of the methods are presented.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
يتمثل التحدي الحالي في ميكانيكا التربة غير المشبعة في الحاجة إلى تقدير الارتفاعات الأرضية وحركات الأساس الضحلة المرتبطة بها في التربة الموسعة بسبب تغيرات المحتوى المائي. يجب أن يكون هذا التقدير بسيطًا لممارسي الهندسة الجيوتقنية ويوفر تصميمات أساس موثوقة من خلال تحديد المخاطر المرتبطة برفع الأرض. ترتبط الصعوبات في تعميم طريقة ما بالعديد من المتغيرات التي تؤثر على السلوك التوسعي، بما في ذلك حالة الإجهاد الأولية والنهائية، والتركيب المعدني للتربة، وعمق ترطيب الأرض، ودرجة ترطيب التربة، والملف الجيوتقني الذي يشتمل على سمك طبقات التربة وحالة المياه الجوفية. في هذا البحث، يتم تقييم حركات الرفع للتربة الواسعة الواقعة في شمال شرق تونجا (كولومبيا) من خلال المسار البديل (SPM)، والمحتوى المائي، والأساليب القائمة على نظرية التوحيد. تم تحديد ملامح الشفط الأولية والنهائية لتحديد سلالات الترطيب التي تم تطويرها في كل سيناريو للترطيب الجزئي. تم تأكيد حساسية SPM للقيمة المقدرة أو المقاسة لضغط تورم الحجم الثابت. تم الحصول على التشوهات الأعلى التي سيكون ملف تعريف التربة قادرًا على تطويرها عند تعرضه لترطيب تدريجي جنبًا إلى جنب مع قدرة الرفع المتبقية لملف تعريف التربة. وأخيرًا، يتم عرض الملاحظات الختامية والتوصيات المرتبطة بالتطبيق العملي للطرق وقابليتها للتطبيق.Translated Description (French)
Un défi actuel en mécanique des sols insaturés est la nécessité d'estimer le soulèvement du sol et les mouvements de fondation peu profonds associés dans les sols expansifs en raison des changements de teneur en eau. Une telle estimation devrait être simple pour les praticiens de l'ingénierie géotechnique et fournir des conceptions de fondations fiables en quantifiant le risque associé au soulèvement du sol. Les difficultés de généralisation d'une méthode sont liées à plusieurs variables influençant le comportement expansif, y compris l'état de contrainte initial et final, la composition minéralogique du sol, la profondeur de mouillage du sol, le degré de mouillage du sol et le profil géotechnique comprenant l'épaisseur des strates du sol et l'état des eaux souterraines. Dans cette recherche, l'évaluation des mouvements de soulèvement pour les sols expansifs situés dans le nord-est de Tunja (Colombie) est réalisée par des méthodes basées sur le chemin de substitution (SPM), la teneur en eau et la théorie de la consolidation. Les profils d'aspiration initial et final ont été définis pour quantifier les déformations de mouillage développées à chaque scénario de mouillage partiel. La sensibilité du SPM à la valeur estimée ou mesurée de la pression de gonflement à volume constant a été corroborée. Les déformations plus élevées que le profil de sol pourrait développer lorsqu'il est soumis à un mouillage progressif ont été obtenues avec la capacité de soulèvement restante du profil de sol. Enfin, des remarques finales et des recommandations associées à la praticité et à l'applicabilité des méthodes sont présentées.Translated Description (Spanish)
Un desafío actual en la mecánica de suelos insaturados es la necesidad de estimar el tirón del suelo y los movimientos de cimentación poco profundos asociados en suelos expansivos debido a los cambios en el contenido de agua. Dicha estimación debe ser simple para los profesionales de ingeniería geotécnica y proporcionar diseños de cimentación confiables a través de la cuantificación del riesgo asociado con el movimiento de tierras. Las dificultades para generalizar un método están relacionadas con varias variables que influyen en el comportamiento expansivo, incluida la condición del estado de tensión inicial y final, la composición mineralógica del suelo, la profundidad de humectación del suelo, el grado de humectación del suelo y el perfil geotécnico que comprende el espesor de los estratos del suelo y la condición del agua subterránea. En esta investigación, la evaluación de los movimientos de elevación para los suelos expansivos ubicados en el noreste de Tunja (Colombia) se realiza a través de la ruta sustituta (SPM), el contenido de agua y los métodos basados en la teoría de consolidación. Se definieron perfiles de succión inicial y final para cuantificar las cepas de humectación desarrolladas en cada escenario de humectación parcial. Se corroboró la sensibilidad del SPM al valor estimado o medido de la presión de hinchazón de volumen constante. Se obtuvieron las deformaciones más altas que el perfil de suelo podría desarrollar cuando se somete a una humectación progresiva junto con la capacidad de elevación restante del perfil de suelo. Finalmente, se presentan los comentarios finales y las recomendaciones asociadas con la practicidad y aplicabilidad de los métodos.Files
matecconf_PanAm-Unsat2021_03003.pdf.pdf
Files
(24 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:7624dcbc096921e31a1da610e19a546e
|
24 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تقييم حركة الرفع الأرضي في الأساسات الضحلة للتربة الواسعة في تونجا، كولومبيا
- Translated title (French)
- Évaluation du mouvement de soulèvement du sol dans des fondations peu profondes pour des sols expansifs à Tunja, en Colombie
- Translated title (Spanish)
- Evaluación del movimiento de elevación del suelo en cimentaciones poco profundas para suelos expansivos en Tunja, Colombia
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4236073816
- DOI
- 10.1051/matecconf/202133703003
References
- https://openalex.org/W1967267359
- https://openalex.org/W1978129938
- https://openalex.org/W2108617789
- https://openalex.org/W2112157826
- https://openalex.org/W2139481755
- https://openalex.org/W2332641202
- https://openalex.org/W2492218027
- https://openalex.org/W2990325456
- https://openalex.org/W4251111393