Revista UIS Ingenierías

Vol. 23 No. 4 (2024): Revista UIS Ingenierías
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Basic study of volcanic ash-derived soils modified with cement (low cement content)

PDF (Español (España))
  • Otilia Pantoja-Quiscualtud,
  • Lucio Cruz-Velasco,
  • Valentina Muñoz-Mendez
Otilia Pantoja-Quiscualtud
Universidad del Cauca
Lucio Cruz-Velasco
Universidad del Cauca
Valentina Muñoz-Mendez
Universidad del Cauca
DOI: https://doi.org/10.18273/revuin.v23n4-2024001

Published 2024-11-08

Keywords

  • Chemical stabilization,
  • Soil stabilization,
  • High plasticity silt,
  • Soil improvement,
  • Slope protection,
  • Subgrade,
  • Cement-modified soil,
  • Volcanic ash soils,
  • Tropical soils,
  • Embankments
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How to Cite

Pantoja-Quiscualtud, O. ., Cruz-Velasco, L., & Muñoz-Mendez, V. . (2024). Basic study of volcanic ash-derived soils modified with cement (low cement content). Revista UIS Ingenierías, 23(4), 1–16. https://doi.org/10.18273/revuin.v23n4-2024001

Copyright (c) 2024 Revista UIS Ingenierías

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This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License.

Abstract

This research focuses on soils derived from volcanic ash in the city of Popayán, stabilized with low percentages of cement. The results reveal high variability in properties due to changes in moisture content, structural condition, and curing time. The study involved evaluating the physical and mechanical properties in both natural state and after modification with cement at 3%, 4%, and 5%. Natural state soils exhibit deficient conditions, such as subgrades or embankments, necessitating improvement in various cases. When cement is used as a stabilizer, it is possible to conclude that there is an increase in mechanical strength and marginal improvements in hydraulic properties (cement-modified soil). However, these improvements are not comparable to the significant enhancements observed after reaching a 5% cement content (soil-cement).

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References

  1. M. Gentile, “Vulcanismo y terremotos andinos. Alcance sociopolítico y religioso de algunas creencias del siglo XVI,” AJEE, no. 51, pp. 569-588, 2018.
  2. El Tiempo, “¿Por qué las personas habitan en las zonas de incidencia de los volcanes?,” 2021. [En línea]. Disponible en: https://n9.cl/dxhwl
  3. G. Duque. “Desafíos del complejo volcánico Ruíz-Tolima,” UNAL, 2012. [En línea]. Disponible en: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/11900
  4. C. Forero, E. Gálvez, W. Fino y E. Ulloa, Estudios de la estructuración de las cenizas volcánicas de Armenia y su relación con el comportamiento geotécnico. Instituto Nacional de Investigaciones Geológico Mineras, 1999. [En línea]. Disponible en: https://catalogo.sgc.gov.co/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=81171%20thumbnail-shelfbrowser
  5. C. Guerrero y L. Cruz, “Experimental study of Colombian volcanic ash soil classification in the Colombian southwest with SUCS, AASHTO method and a new classification method”, Ing. Desarrollo, vol. 36, n. 2, pp. 378–397, 2018, doi: https://doi.org/10.14482/inde.36.2.10377
  6. M. Polanco, Principios básicos de mecánica de suelos. Popayán, Colombia: Universidad del Cauca, 2009.
  7. O. Hernández, “Análise da influência de aspectos microestruturais no comportamento de solos derivados da cinza vulcânica,” Tesis doctoral, Universidad de Brasilia, 2016.
  8. M. Herrera, “Suelos derivados de cenizas volcánicas en Colombia: Estudio fundamental en implicaciones en la ingeniería,” Tesis doctoral, Universidad de Los Andes, 2006.
  9. M. Torres, “Aporte al conocimiento de la geología y la estratigrafía de la formación Popayán Departamento del Cauca,” Novedades Colombianas, vol. 7, n. 1, pp. 4-27, 1997.
  10. K. Jerez, P. Torres, G. Toro, B. Acosta y B. Pulgarín, “Memoria mapa geológico sector formación Popayán, proyecto vulcanismo Neógeno y Cuaternario en el suroccidente colombiano, sector Formación Popayán, sector poblaciones Puracé-Coconuco, río San Francisco y sector cañón del río Guachicono-Población Río Blanco,” Instituto Colombiano de Geología y Minería, I-2886.1, 2007.
  11. “Manual de diseño de pavimentos asfálticos en vías con medios y altos volúmenes de tránsito,” INVIAS, 2018.
  12. Y. F. Valbuena Muñoz y S. M. Gómez Rodríguez, “Análisis de la efectividad de mezclas de suelo modificado con cemento, como aditivo para la estabilización superficial de taludes en suelos derivados de ceniza volcánica,” Trabajo de grado, Universidad del Cauca, 2019.
  13. A. Restrepo, B. Caicedo y J. Monroy, “Estudio del comportamiento de los suelos volcánicos compactados,” Tesis de maestría, Universidad de Los Andes, 2017.
  14. J. D. Rivera Vázquez, “Caracterización de las cenizas volcánicas en el departamento del Quindío sometidas a condiciones de secado,” Trabajo de grado, Universidad de los Andes, 2003.
  15. DANE, “Cuentas Nacionales,” 2024. [En línea]. Disponible en: https://www.dane.gov.co/index.php/estadisticas-por-tema/cuentas-nacionales/cuentas-nacionales-departamentales
  16. IDEAM, “Características climatológicas de ciudades principales y municipios turísticos,” 2024. [En línea]. Disponible en: http://www.ideam.gov.co/web/tiempo-y-clima/clima
  17. INVIAS, Normas de ensayo de materiales para carreteras, INV E – 122–13: Determinación en laboratorio del contenido de agua (Humedad) de muestras de suelo, roca y mezclas de suelo -agregado, 2014.
  18. INVIAS, Normas de ensayo de materiales para carreteras, INV E – 128–13: Determinación de la gravedad especifica de las partículas sólidas de los suelos y de la llenante mineral, empleando un picnómetro con agua, 2014.
  19. INVIAS, Normas de ensayo de materiales para carreteras, INV E – 125–13: Determinación del límite liquido de los suelos, 2014.
  20. INVIAS, Normas de ensayo de materiales para carreteras, INV E – 126–13: Limite plástico e índices de plasticidad de los suelos, 2014.
  21. INVIAS, Normas de ensayo de materiales para carreteras, INV E – 127–13: Determinación de los factores de contracción de los suelos, 2014.
  22. INVIAS, Normas de ensayo de materiales para carreteras, INV E – 123–13: Determinación de los tamaños de las partículas de los suelos, 2014.
  23. INVIAS, Normas de ensayo de materiales para carreteras, INV E – 181–13: Sistema unificado de clasificación de suelos para propósitos de ingeniería, 2014.
  24. INVIAS, Normas de ensayo de materiales para carreteras, INV E – 148–13: CBR de suelos compactados en el laboratorio y sobre muestra inalterada, 2014.
  25. INVIAS, Normas de ensayo de materiales para carreteras, INV E – 152–13: Compresión inconfinada en muestras de suelo, 2014.
  26. INVIAS, Normas de ensayo de materiales para carreteras, INV E – 141–13: Relaciones de humedad – Peso unitario seco en los suelos (Ensayo normal de compactación), 2014.
  27. INVIAS, Normas de ensayo de materiales para carreteras, INV E – 151–13: Consolidación unidimensional de los suelos, 2014.
  28. INVIAS, Normas de ensayo de materiales para carreteras, INV E – 614–13: Resistencia a la compresión de cilindros moldeados de suelo cemento, 2014.
  29. B. Das, Fundamentos de ingeniería geotécnica, 4a ed. México D.F., México: Cengage Learning, 2015.
  30. J. Mitchell y D. Freitag, “A Review and Evaluation of Soil–Cement Pavements,” Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, vol. 85, n. 6, p. 49–73, 1959, doi: https://doi.org/10.1061/JSFEAQ.0000237
  31. Portland Cement Association, Engineering Bulletin: Soil-cement construcion handbook. United States: PCA, 1995.
  32. INVIAS, Especificaciones generales de construcción de carteras 2022, Artículo 220 – 22: Terraplenes, 2022.
  33. E. A. Sandoval-Vallejo, W. A. Rivera-Mena, “Correlación del CBR con la resistencia a la compresión inconfinada” Ciencia e Ingeniería Neogranadina, vol. 29(1), pp. 135-152, 2019, doi: https://doi.org/10.18359/rcin.3478
  34. A. Casagrande, “Classification and Identification of Soils” Transactions of the American Society of Civil Engineers, vol. 113, n. 6, pp. 901-930, 1948, doi: https://doi.org/10.1061/TACEAT.0006109
  35. J. Mitchell, Fundamentals of soil behavior. Berkeley, United States: John Wiley & Sons, 1976.
  36. R. Holtz, W. Kovacs y T. Sheahan, An Introduction to Geotechnical Engineering. Englewood Cliffs, United States: Pearson, 2011.
  37. INVIAS, Especificaciones generales de construcción de carreteras 2022, Articulo 235 – 22: Estabilización de suelos de subrasante y terraplén con cemento, 2022.