Influencia de la adición de fibras de pet reciclado sobre la resistencia, cohesión y ángulo de fricción interna de suelos arcillosos aplicado a la estabilidad de taludes

Abstract

En esta investigación se presenta una alternativa para el mejoramiento de la resistencia, cohesión y ángulo de fricción interna de un suelo arcilloso de alta plasticidad (CH), mediante la aplicación del concepto de suelo fibro-reforzado, con la finalidad de incrementar el factor de seguridad correspondiente al análisis de estabilidad de taludes de terraplenes viales teóricos compuestos por dicho tipo de suelo. El refuerzo del suelo se realizó a través de inclusiones aleatorias de fibras poliméricas de Polietileno Tereftalato (PET) reciclado, las cuales fueron distribuidas de manera homogénea en la masa de suelo. Se realizó la caracterización geotécnica del suelo natural, previo muestreo de 120 kilogramos de suelo arcilloso extraído del talud lateral derecho ubicado a la altura del kilómetro 172 de la carretera Trujillo-Huamachuco. Posteriormente fue realizado el ensayo de compactación del tipo Proctor Estándar con el fin de obtener los parámetros de densidad seca máxima y contenido de agua óptimo para poder realizar el programa experimental bajo estos parámetros. La variable que se tomó en cuenta para el suelo fibro-reforzado fue el porcentaje de adición de fibras de PET reciclado de 20 mm de longitud al 0.3%, 0.6%, 0.9%, 1.2% y 1.5% del peso seco del suelo, elaborándose un total de 54 probetas cilíndricas, para luego evaluar el desempeño físico-mecánico de las diferentes combinaciones, mediante el ensayo de compresión triaxial estático no consolidado – no drenado (UU) con confinamientos de 30, 60 y 120 kPa. De los resultados de las pruebas se comprobó que el porcentaje de adición de fibras de PET mejoró hasta en un 49.45% la resistencia del suelo; asimismo, los parámetros de cohesión y ángulo de fricción interna mejoraron en un 22.28% y 72.73% respectivamente. Por último, a través del análisis matemático con el Método de Bishop, se verificó que todos los porcentajes de adición de fibras de PET representan un aumento del Factor de Seguridad respecto al del suelo arcilloso natural, con intervalos de mejora que van desde 3.27% hasta 24.64%, determinándose que 0.6% es el porcentaje óptimo de adición. Finalmente, se verifica que las fibras de PET reciclado tienen el potencial suficiente para lograr mejorar la estabilidad de taludes de terraplenes viales conformados por suelos arcillosos, presentando así una nueva alternativa ecológica para el rehúso a gran escala de materiales de desecho en obras geotécnicas.