Proporción de vacíos

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El coeficiente $mi$ de vacío (según GOST 25100-2020 Coeficiente de porosidad [1] ) es la relación entre el volumen de vacíos y el volumen de partículas sólidas . Vale la pena señalar que el volumen de vacíos incluye el volumen de agua y el volumen de aire ( porosidad ). $mi$ ${\ estilo de visualización {V_ {V}}}$ ${\ estilo de visualización {V_ {S}}}$

Coeficiente de vacío en geotecnia

La relación de vacíos es uno de los principales indicadores de la composición y propiedades de los suelos, una de las variables del estado de los suelos [2] [3] . Según GOST 25100-2020, el coeficiente de porosidad de la arena se distingue en estados extremadamente sueltos y densos ( , respectivamente) [1] ${\ Displaystyle e_ {máx}}$ $e_{min}$

$e={\frac {V_{V}}{V_{S}}}={\frac {V_{V}}{V_{T}-V_{V}}}={\frac {n} {1-n}}$

Diferencia entre relación de vacíos y relación de vacíos

En geotecnia , el símbolo de porosidad denota el ángulo de fricción interna en corte drenado . Debido a esto, la ecuación generalmente se reescribe usando la letra de porosidad: $\fi$ $norte$

$n={\frac{V_{V}}{V_{T}}}$ .

Como puede ver arriba, el vacío es la relación entre el volumen de vacíos y el volumen de partículas sólidas (similar a la humedad, la relación entre la masa de agua y la masa de suelo seco). La porosidad es la relación entre el volumen de vacíos y el volumen total.

La relación entre el vacío y la porosidad se puede expresar como

n={\frac {V_{V}}{V_{T}}}={\frac {V_{V}}{V_{S}+V_{V}}}={\frac {e} {1+e}}

donde es la relación de vacíos, es la porosidad, V V es el volumen de vacíos (aire y agua), V S es el volumen de partículas sólidas y V T es el volumen total o volumétrico. [cuatro] $mi$ $norte$

Aplicación

Control de tendencia de volumen. Si la relación de vacíos es grande (suelo suelto) , los vacíos en el suelo tienden a minimizarse bajo carga: las partículas vecinas se comprimen. La situación opuesta ocurre cuando la relación de vacíos es relativamente pequeña (suelo denso), . ${\ Displaystyle e_ {máx}}$ $e_{min}$
Control de conductividad de fluidos (capacidad de mover el agua a través del suelo). Los suelos sueltos son altamente permeables, los suelos densos son menos permeables.
Movimiento de partículas. En suelos sueltos, las partículas pueden moverse con bastante facilidad, mientras que en suelos densos, las partículas más pequeñas no pueden pasar a través de los huecos, lo que conduce a su retención.

Métodos de determinación

Existen muchos métodos para determinar la relación de vacíos máxima y mínima. Los más utilizados de estos métodos son los proporcionados en ASTM D4254 (fracción de vacío máxima) y D 4253 (fracción de vacío mínima).

Proporción crítica de vacíos

${\ estilo de visualización {e_ {cr}}}$ el valor del coeficiente de vacío, en el que el volumen del suelo no cambia durante el corte [5] . En caso de que > se produzca licuefacción del suelo ( > el suelo esté suelto y la arena se licuará si se evita el drenaje). Suelos saturados con una relación de vacíos superior a 1,0; contiene más agua que sólidos. El estado e>1.0 se observa en muchos suelos de grano fino. Al estudiar la composición y propiedades del suelo, se prestará poca atención a las propiedades de la fase líquida, centrándose casi por completo en la mineralogía y estructura de la fase sólida. Esto se debe a que la mecánica de suelos clásica se basa en el concepto de esfuerzo efectivo, que asume que el cambio de volumen y las características de resistencia dependen de los esfuerzos soportados por la estructura granular (fase sólida), y la fase acuosa es neutra. ${\ estilo de visualización {e_ {0}}}$ ${\ estilo de visualización {e_ {cr}}}$ ${\ estilo de visualización {e_ {0}}}$ ${\ estilo de visualización {e_ {cr}}}$

Coeficiente de vacío en ciencia de materiales

En ciencia de materiales , se relaciona con la porosidad de la siguiente manera:

e={\frac {V_{V}}{V_{S}}}={\frac {V_{V}}{V_{T}-V_{V}}}={\frac {\phi {1-\phi}}

así como cómo

\phi ={\frac {V_{V}}{V_{T}}}={\frac {V_{V}}{V_{S}+V_{V}}}={\frac {e {1+e}}

donde es la relación de vacíos, es la porosidad , V V es el volumen de vacíos (por ejemplo, líquido), V S es el volumen de sólidos y V T es el volumen total o volumétrico. Esta cifra es relevante para los compuestos , la minería (especialmente con respecto a las propiedades de los relaves ) y la ciencia del suelo . $mi$ $\fi$

Notas

↑ 1 2 GOST 25100-2020 Suelos. Clasificación. Apéndice A. Consultado el 23 de abril de 2022. Archivado desde el original el 6 de febrero de 2022. (indefinido)
↑ Lambe, T. William y Robert V. Whitman. Mecánica de Suelos . Wiley, 1991; pags. 29. ISBN 978-0-471-51192-2
↑ Santamarina, J. Carlos, Katherine A. Klein y Moheb A. Fam. Suelos y Olas: Comportamiento de Materiales Particulados, Caracterización y Monitoreo de Procesos . Wiley, 2001; páginas. 35-36 y 51-53. ISBN 978-0-471-49058-6
↑ Craig, Mecánica de suelos de RF Craig. Londres: Spon, 2004, p.18. ISBN 0-203-49410-5 .
↑ Proporción crítica de vacíos