La licuefacción de suelo describe el comportamiento de suelos que, estando sujetos a la

acción de una fuerzaexterna (carga), en ciertas circunstancias pasan de un estado sólido a un

estado líquido, o adquieren la consistencia de un líquido pesado. Es un tipo de corrimiento,

provocado por la inestabilidad de un talud. Es uno de los fenómenosmás dramáticos y

destructivos y, además, más polémicos y peor explicados que pueden ser inducidos en

depósitos por acciones sísmicas.

Es más probable que la licuefacción1 ocurra en suelos granulados sueltos saturados o

moderadamente saturados con un drenaje pobre, tales como arenas sedimentadas o arenas y

gravas que contienen vetas de sedimentos impermeables.2

Durante el proceso en que actúa la fuerza exterior, por lo general una fuerza cíclica sin

drenaje, tal como una carga sísmica, las arenas sueltas tienden a disminuir su volumen, lo

cual produce un aumento en la presión de agua en los poros y por lo tanto disminuye

la tensión de corte, originando una reducción de la tensión efectiva.

 Algunos ejemplos de licuefacción son arena movediza, arcillas movedizas, corrientes de turbidez, y licuefacción inducida por terremotos.

Si bien los efectos de la licuefacción han sido comprendidos desde hace mucho tiempo, los ingenieros y sismólogos han tenido un recordatorio sobre su relevancia a partir de los terremotos de 1964 ocurridos en Niigata, Japón y Alaska. El fenómeno también jugó un papel muy importante en la destrucción del Distrito de la Marina en San Francisco durante el terremoto de Loma Prieta ocurrido en 1989.

Condición de un suelo para que sea licuable[editar]

Seed and Idriss (1982) consideran que un suelo puede licuar si:

El porcentaje en peso de partículas <0,005 mm es menor del 15%

LL<35

w/LL>0,9

A este criterio se le conoció como criterio chino.

Cálculo[editar]

Los estudios de la licuefacción sísmica de Seed (1966) llevaron a postular las siguientes

condiciones:

Si la presión de poros inducida por la acción dinámica o cíclica del terremoto alcanza el

valor de la presión de confinamiento, el suelo alcanzará el estado delicuefacción inicial

Si la arena sometida a acción cíclica alcanza el 20% de deformación se alcanzará

la licuefacción total.

El vídeo a continuación, fue “accidentalmente” capturado durante el terremoto de 1964 en Niigata en Japón, y es uno de los únicos documentos que registra un fenómeno asociado a los terremotos que se conoce como licuefacción. En el comienzo se muestra como el agua comienza a brotar del suelo, o literalmente, como el suelo parece cambiar de estado sólido a líquido en un lugar donde minutos antes la gente caminaba normalmente:

¿Qué es exactamente lo que ocurrió en Niigata?. La ciudad construida sobre un terreno poco asentado, con

depósitos sedimentarios de baja densidad, y las napas freáticas de agua cercanas a la superficie son una

combinación fatal. Se produce un fenómeno que se conoce como licuefacción.

Licuefacción es el proceso de pérdida de resistencia de ciertos tipos de suelos, que están saturados en agua

y cuando son sometidos a la sacudida de un terremoto fluyen como un líquido a causa de un aumento de la

presión.El sedimento cae y el agua que satura el suelo tiende a salir como una fuente que brota a

borbotones. La licuefacción puede considerarse una consecuencia de los terremotos en lugares con terrenos

poco consolidados o suelos arcillosos. Cuando se produce la licuefacción, los edificios y casas se encuentran

flotando en un lodo inestable saturado en agua, y por lo tanto pierden la estabilidad. La pérdida de resistencia

del suelo hace que las estructuras sean incapaces de mantenerse estables, siendo arrastradas sobre la masa

de suelo líquido. Un experimento nos muestra un efecto extremo sobre la debilidad de un suelo en estado de

licuefacción al que se le arroja una pelota, en él los sedimentos lejos de estar compactados, se comportan

como líquido:

La licuefacción de suelos es un fenómeno en el cual los terrenos, a causa de saturación de

agua y particularmente en sedimentos recientes como arena o grava, pierden su firmeza y

fluyen como resultado de los esfuerzos provocados en ellos por temblores. La licuefacción es

una causa mayor de destrucción relacionada con terremotos(más aún que por la acción

directa de las ondas sobre los edificios). Esto es, la licuefacción es capaz de desplazar, hundir

o bien volcar infraestructura, sean casas, edificios u otros. Como es de esperarse, la

infraestructura de regiones costeras es la que más peligro corre y por tanto, toda obra

construida en estas zonas debe contar con estudios previos y detallados que caractericen el

tipo de suelo que presenta el sitio. Una buena parte de los daños observados en Japón

después del gran terremoto del 2011 fueron causados por licuefacción de suelos.

Fotografía tomada por el Dr. Percy Denyer donde se observan Volcancitos de lodo por

licuefacción en playa Garza

Introducción

La licuefacción de suelo describe el comportamiento de suelos que, estando sujetos a la acción de una fuerza externa (carga), en ciertas circunstancias pasan de un estado sólido a un estado líquido, o adquieren la consistencia de un líquido pesado. Es un tipo de corrimiento, provocado por la inestabilidad de un talud. Es uno de los fenómenos más dramáticos y destructivos y, además, más polémicos y peor explicados que pueden ser inducidos en depósitos por acciones sísmicas.Es más probable que la licuefacción1 ocurra en suelos granulados sueltos saturados o moderadamente saturados con un drenaje pobre, tales como arenas sedimentadas o arenas y gravas que contienen vetas de sedimentos impermeables.2Durante el proceso en que actúa la fuerza exterior, por lo general una fuerza cíclica sin drenaje, tal como una carga sísmica, las arenas sueltas tienden a disminuir su volumen, lo cual produce un aumento en la presión de agua en los poros y por lo tanto disminuye la tensión de corte, originando una reducción de la tensión efectiva.

Los suelos más susceptibles a la licuefacción son aquellos formados por depósitos jóvenes (producidos durante el Holoceno, depositados durante los últimos 10,000 años) de arenas y sedimentos de tamaños de partículas similares, en capas de por lo menos más de un metro de espesor, y con un alto contenido de agua (saturadas). Tales depósitos por lo general se presentan en los lechos de ríos, playas, dunas, y áreas donde se han acumulado arenas y sedimentos arrastrados por el viento y/o cursos de agua. Algunos ejemplos de licuefacción son arena movediza, arcillas movedizas, corrientes de turbidez, y licuefacción inducida por terremotos.Según cuál sea la fracción de vacío inicial, el material del suelo puede responder ante la carga bien en un modo de ablandamiento inducido por deformación o alternativamente sufrir endurecimiento inducido por deformación. En el caso de suelos del tipo ablandamiento inducido por deformación, tales como arenas sueltas, los mismos pueden alcanzar un punto de colapso, tanto en forma monótona o cíclica, si la tensión de corte estática es mayor que tensión de corte estacionaria del suelo. En este caso ocurre licuefacción de flujo, en la cual el terreno se deforma con una tensión de corte constante de valor reducido. Si el terreno es del tipo endurecimiento inducido por deformación, o sea arenas de densidad moderadas a altas, en general no ocurrirá una licuefacción por flujo. Sin embargo, puede presentarse unablandamiento cíclico a causa de cargas cíclicas sin drenaje, tales como cargas sísmicas. La deformación durante cargas cíclicas dependerá de la densidad del terreno, la magnitud y duración de la carga cíclica, y la magnitud de inversión de la tensión de corte. Si es que ocurre una inversión de la tensión, la tensión de corte efectiva puede ser nula, en cuyo caso puede ocurrir el fenómeno de licuefacción cíclica. Si no ocurre inversión de las tensiones, no es posible que la tensión efectiva sea nula, en cuyo caso puede ocurrir el fenómeno de movilidad cíclica.3La resistencia de un suelo sin cohesión frente a la licuefacción dependerá de la densidad del terreno, las tensiones de confinamiento, la estructura del terreno (textura, antigüedad y cementación), la magnitud y duración de la carga cíclica, y de si ocurre inversión de la tensión de corte.4

Oquedad de 1,5 m de diámetros en Alaska, en donde se expulsó arena unos 15 metros.

Eyección de arenas licuables en grietas de 2 y 3 cm de abertura. Utah Ave., USA.

Expansión lateral del suelo en el Capitol Lake de los Estados Unidos.

Fotos mostrando el burbujeo de arena con separación del suelo en terraplén del Capitol Lake de los Estados Unidos.