Optimización de los parámetros del suelo arcilloso con arena eólica a través de la metodología de superficie de...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería geotécnica
• Ciencias del suelo
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• Los suelos arcillosos débiles plantean desafíos en la ingeniería geotécnica.
• La estabilización es esencial para mejorar las propiedades mecánicas del suelo.
• La arena eólica ofrece un material de refuerzo potencial.

Objetivo del estudio:

• Investigar el efecto de la incorporación de arena eólica en las propiedades arcillosas del suelo.
• Determinar la composición óptima de la mezcla para el refuerzo del suelo.
• Desarrollar modelos predictivos para los parámetros geotécnicos.

Principales métodos:

• Análisis experimental mediante prueba de azul de metileno, límites de Atterberg, pruebas de compactación, corte directo y pruebas de oedómetro.
• Metodología de superficie de respuesta (RSM) con diseño compuesto central (CCD) para la optimización.
• Validación estadística mediante ANOVA y análisis de regresión.

Principales resultados:

• Se han observado mejoras significativas en la resistencia y las características de compactación del suelo con hasta un 30% de arena eólica.
• El valor azul de metileno, el límite de líquido, el límite de plástico y el índice de plasticidad disminuyeron.
• La densidad seca máxima y el ángulo de fricción interna aumentaron, mientras que la cohesión, la compresibilidad y los coeficientes de hinchazón disminuyeron.
• Los modelos RSM demostraron una alta precisión predictiva (R2 > 0,97).

Conclusiones:

• La incorporación del 30% de arena eólica es un método eficaz y sostenible para mejorar la estabilidad de los suelos arcillosos.
• Los modelos desarrollados predicen con precisión los cambios en las propiedades geotécnicas.
• Los hallazgos apoyan aplicaciones prácticas en la construcción de cimientos y carreteras, especialmente en regiones áridas.