Investigación del conglomerado colapsable de la Cano-Vitor Arequipa

Abstract

El conocimiento de la existencia de suelos compuestos por un conglomerado de partículas gruesas (gravas, guijarros y botones) embebidos dentro de una matriz de partículas menores (arenas, limos y arcillas), que posee un comportamiento colapsable; no tiene precedentes en el Perú a excepción de la advertencia señalada por el profesor Alberto Martínez Vargas (1980). Justamente el mencionado investigador atribuyó al suelo de la formación Sotillo localizado en la escarpa del Pie de la Cuesta en el valle del río Vítor, departamento de Arequipa, un comportamiento de este tipo, a raíz del Deslizamiento Compuesto ocurrido en el año de 1974. A este movimiento de masas se relaciona con el siguiente mecanismo de falla. El suelo del Sotillo que ocupa las laderas media y baja sobreyaciendo a rocas intrusivas, está formado por sedimentos del Terciario de origen marino, posee una densidad alta y contiene elementos cementantes (carbonatos de calcio) y arcillas con minerales de montmorillonita dentro de la matriz. Este suelo por encontrarse en una zona árida con una precipitación promedio anual de 18 mm, posee contenidos de humedad menores del 2%, por ende su resistencia al corte en este estado es sumamente alto. En la cima de la escarpa se encuentra la terraza de La Joya donde se desarrolla el sistema de riego La Joya Antigua, cuyas aguas se infiltran en la pampa y brotan como manantiales en la escarpa a través del conglomerado del Sotillo. En este proceso es disuelto el cementante además de producirse el intercambio de cationes de la montmorillonita con de las sales ante la presencia del agua. Como resultado se produce la pérdida de la resistencia al corte del suelo, causando el colapso de la estructura por acción del peso propio. Suelos de características similares fueron reportados por Rollins, M. et al. (1994), proponiendo una metodología de Identificación y Caracterización, basado específicamente en rangos de su contenido de finos (limos y arcillas) y de partículas mayores o iguales a gravas. Con el objeto de comprobar el soporte real de esta metodología se han realizado ensayos de laboratorio con muestras inalteradas obtenidas del campo. Se ha encontrado que efectivamente este conglomerado cumple con los rangos de distribución granulométrica establecidos, debiendo su alta cementación principalmente a la calcita floculada en estado coloidal. Asimismo cuando el suelo es contaminado con agua se produce el autocolapso para humedades del 5%, pero con decrementos de volumen mínimos (menor al 1 %). Esta última característica nos permitió establecer que un suelo colapsable no necesariamente debe experimentar deformaciones relativamente altas, como se conceptualiza hasta la fecha basado en el conocimiento de este tipo de suelos pero de granulometría netamente fina (arenas a menores). También se propone rectificar con este trabajo el concepto de la estructura de los suelos colapsables que no necesariamente deben ser panaloides y poseer densidades bajas, cualidades que encontramos diferentes.

The knowledge of the existence of composite soils by both coarse grains (gravels. cobbles and boulders) absorbed inside of a matrix of fine grains (sands, sills and clays), which possesses a collapsible behavior, it doesn’t have precedent in Perú with exception to the warning pointed out by professor Alberto Martínez Vargas ( 1980). Exactly, the mentioned investigator attributed a behavior of this type, to the soil Sotillo fonnation geological localited in the cliff of the "Pie de la Cuesta" in the valley of Vitor river in Arequipa departament, right after the Composite Sliding occured in tbe year of 1974. With the following fault's mechanic it is relationship to this movement of masses. By sediments of Tertiary of marine origin is composite the soil of Sotillo which occupies the medium and low slopes over layering lo intrusive rocky, owns a high density and containing binding elements (calcium carbonates) and clays witl1 minerals of montmorillonita within the matrix. The soil because of being situated in an arid zone witb an annual average of precipitation of 18 mm, has contents of moisture of 2%, therefore its shear strength in this state is ex1Iemely high. ls located the terrace ·'La Joya" in above of the cliff, where is developed the irrigation system "La Joya Antigua", its waters filter through in the plain and flow like springs in the slope through the Sotillo's conglomerate. Toe bonding is dissolved in this process, besides of occurring the interchange of montmorillonita cation with the salts in the presence of water. Occurs the last of shear strength as a result, causing the structure's collapse by action of the overburden. Were reported by Rollins, M. el al. (1994) soils of similar characteristics, proposing a methodology of identification and Characterization, based specifically in range of fine contents (silts and clays) and the bigger particles or equal to gravels. It has been made tests of laboratory with samples unaltered obtained from the country, with the porpuse of checking the real support of this methodology. It has been found that effectively this conglomerate fulfills with the ranges of distribution granulometric stablished, owing its high cementation mainly to calcite floculate in colloidal state. Likewise occurs auto-collapse for moisture of 5% when the soil is wetting, but with decreases of minium volumes (smaller to 1%). Allowed us to stablish this last characteristic, that a collapsible soil not necessarily ought to experiment strains relatively highs, like it is conceptualized up-to-date based in the knowledge of this type of soils but of clearly fine size grain (sand to smaller). Also it's proposed to rectify with this work the concept of collapsible soil's structures which not necessarily must have high void ratios and low densities, qualities that we find then different.