La Calculadora del Índice de Expansión es una herramienta de ingeniería geotécnica que mide la expansión potencial de suelos compactados al exponerse al agua. Este índice ayuda a evaluar el grado de expansión de una muestra de suelo en condiciones de prueba específicas y es fundamental para evaluar la idoneidad del suelo en la construcción, especialmente para cimentaciones, terraplenes, firmes de carreteras y estructuras de contención.
Al calcular el índice de expansión (IE), los ingenieros pueden clasificar los suelos según su potencial de hinchamiento, lo cual influye directamente en las decisiones de diseño para la estabilidad estructural. La herramienta se basa en la norma ASTM D4829, lo que garantiza la consistencia y la fiabilidad en la caracterización de suelos para aplicaciones de ingeniería civil.
Calculadora de la fórmula del índice de expansión
Índice de expansión (IE) = 1000 × ((h_f − h_i) / h_i)
Lugar:
- EI = Índice de expansión (adimensional, normalmente un número entero)
- h_f = Altura final de la muestra de suelo después del hinchamiento (en mm o pulgadas)
- Hola = Altura inicial de la muestra de suelo compactado antes de la inundación (en mm o pulgadas)
Notas importantes:
- El factor 1000 es esencial para cumplir con las normas ASTM D4829.
- Esta prueba mide la deformación vertical después de empapar el suelo bajo una presión de confinamiento constante, normalmente 6.9 kPa (1 psi).
- Las condiciones de prueba incluyen saturación parcial (aproximadamente 50%) antes de la inundación.
Forma alternativa:
Algunas referencias también utilizan:
EI = 100 × Porcentaje de oleaje, donde el
Porcentaje de oleaje = ((h_f − h_i) / h_i) × 100
Sin embargo, este enfoque está obsoleto y no se recomienda para evaluaciones que cumplan con la norma ASTM.
Tabla de clasificación de suelos según el índice de expansión
Esta tabla ayuda a interpretar los valores del índice de expansión según las clasificaciones estándar utilizadas en los informes de ingeniería.
| Índice de Expansión (IE) | Potencial de expansión | Restricciones de uso típicas |
|---|---|---|
| 0-20 | Muy Bajo | No hay restricciones especiales de construcción |
| 21-50 | Baja | Puede que sean necesarios pequeños ajustes de diseño. |
| 51-90 | Mediana | Requiere modificación de la subrasante |
| 91-130 | Alta | No apto sin tratamiento |
| > 130 | Muy Alta | A menudo requiere reemplazo o sellado. |
Esta tabla ayuda a los ingenieros a tomar decisiones de diseño rápidas basadas en resultados de campo o de laboratorio.
Ejemplo de calculadora de índice de expansión
Digamos que una muestra de suelo se compacta a una altura de 20.00 mm, y después de la inundación y el hinchamiento por debajo de 6.9 kPa, la altura final se convierte en 21.80 mm.
Paso 1:
IE = 1000 × ((21.80 − 20.00) / 20.00)
Paso 2:
IE = 1000 × (1.80 / 20.00) = 1000 × 0.09 = 90
Entonces, el índice de expansión es 90, colocando esta tierra en el potencial de expansión medio Categoría. Es posible que se requieran medidas de diseño como estabilización química o barreras geotextiles antes de la construcción.
Preguntas frecuentes más comunes
Pertenece a la calculadoras geotécnicas y de ingeniería civil Categoría. Se utiliza para evaluar el comportamiento del suelo en respuesta a los cambios de humedad durante las investigaciones del sitio y la planificación de la construcción.
No. Si bien ambos miden el hinchamiento del suelo, el índice de expansión utiliza una escala definida por la norma ASTM D4829 con un multiplicador de 1000. El porcentaje de hinchamiento es un cambio porcentual básico y no está estandarizado para las clasificaciones de ingeniería.
Los suelos con alto potencial de expansión pueden desplazar cimientos, agrietar pavimentos o dañar servicios públicos subterráneos. El índice de expansión proporciona un método medible y estandarizado para evaluar y mitigar este riesgo.