Volvamos al recipiente con suelo, pero considerando ahora un suelo cuyos espacios están ocupados totalmente por agua: es lo que se denomina un suelo saturado.
En primer lugar, supongamos que la presión de agua es hidrostática, es decir, la presión en los poros, en cualquier punto, es igual al peso específico del agua por la profundidad del punto considerado bajo la superficie del agua. En este caso no habrá circulación o flujo de agua (ver la Fig. 2.4a).
Supongamos ahora que se aumenta la presión de agua en la base del recipiente, mientras que el nivel de la superficie de agua se mantiene constante por medio de un rebosadero (Fig. 2.4b). En este caso, existirá un flujo ascensional de agua. El caudal de agua que fluya estará en relación con la sobrepresión aplicada al fondo del recipiente y con una propiedad del suelo denominada permeabilidad. Cuanto más permeable sea un suelo, mayor caudal de agua circulará para un determinado exceso de presión. En los últimos capítulos de este libro se consideran los factores que influyen sobre la permeabilidad de un suelo.
Si la sobre presión de agua en la base aumenta, se alcanzará una presión para la cual la arena “hierve” bajo el flujo ascensional del agua (Fig. 2.4c). Se dice que se ha alcanzado el estado de ebullición o sifonamiento. Evidentemente ha existido una interacción física entre el esqueleto mineral y el agua intersticial.
En este estado, el suelo ocupará un volumen algo superior al inicial, siendo la resistencia al corte del suelo Claramente inferior en el estado de sifonamiento que en su estado normal. Estos cambios se produjeron, aunque los, pesos totales de arena y agua en el recipiente no han variado. Ya hemos visto que se producen cambios de Volumen y de resistencia al corte, cuando varían las fuerzas de contacto entre las partículas. De ahí que estas fuerzas de contacto han tenido que modificarse por los cambios de presión en la fase intersticial, o sea, que estas fuerzas de contacto han de estar relacionadas con la diferencia entre la presión que actúa en sentido de la gravedad (presión total y la presión intersticial. Estas observaciones forman la base del importante concepto de presión o esfuerzo efectivo.
Acabarnos de ver por tanto una tercera consecuencia de la naturaleza discontinua del suelo: el agua puede circular a través del suelo ejercitando un efecto sobre el esqueleto mineral que modifica la magnitud de las fuerzas en los puntos de contacto entre partículas e influye sobre la resistencia del suelo a la compresión y el esfuerzo cortante.
Fig 2.4 Interacción Física entre las fases mineral e intersticial a) Estado hidrostático: el agua no circula b) Pequeño Flujo de Agua c) Sifonamiento o ebullición.
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