Relación de vacío

Este artículo necesita citas adicionales para su verificación . Por favor, ayude a mejorar este artículo añadiendo citas de fuentes fiables . El material sin fuentes puede ser cuestionado y eliminado. Buscar fuentes:  «Void ratio» – noticias  · periódicos  · libros  · académico  · JSTOR ( septiembre de 2009 ) ( Aprenda cómo y cuándo eliminar este mensaje )

La relación de huecos ( ) de una mezcla de sólidos y fluidos (gases y líquidos), o de un material compuesto poroso como el hormigón , es la relación entre el volumen de los huecos ( ) que llenan los fluidos y el volumen de todos los sólidos ( ). Es una cantidad adimensional en la ciencia de los materiales y en la ciencia del suelo , y está estrechamente relacionada con la porosidad (a menudo indicada como , o , según la convención), la relación entre el volumen de huecos ( ) y el volumen total (o en masa) ( ), de la siguiente manera:${\estilo de visualización e}$ $Estilo de visualización V_{V}}$$Estilo de visualización V_{S}$${\estilo de visualización \phi}$${\estilo de visualización {\eta}}$$Estilo de visualización V_{V}}$$Estilo de visualización V_ {T}}$

${\displaystyle e={\frac {V_{V}}{V_{S}}}={\frac {V_{V}}{V_{T}-V_{V}}}={\frac {\phi }{1-\phi }}}$

en el que, para un medio poroso idealizado con una estructura de esqueleto rígida e indeformable ( es decir, sin variación del volumen total ( ) cuando cambia el contenido de agua de la muestra (sin expansión o hinchamiento con la humectación de la muestra); ni efecto de contracción o encogimiento después del secado de la muestra), el volumen total (o en masa) ( ) de un material poroso ideal es la suma del volumen de los sólidos ( ) y el volumen de los huecos ( ):${\displaystyle V_{T}}$${\displaystyle V_{T}}$${\displaystyle V_{S}}$${\displaystyle V_{V}}$

${\displaystyle V_{T}=V_{S}+V_{V}}$

(en una roca o en un suelo , esto también supone que los granos sólidos y el fluido de los poros están claramente separados, por lo que los minerales arcillosos hinchables como la esmectita , la montmorillonita o la bentonita que contienen agua ligada en su espacio entre capas no se consideran aquí).

y

${\displaystyle \phi ={\frac {V_{V}}{V_{T}}}={\frac {V_{V}}{V_{S}+V_{V}}}={\frac {e}{1+e}}}$

donde es la relación de vacíos, es la porosidad , V _V es el volumen del espacio vacío (gases y líquidos), V _S es el volumen de sólidos y V _T es el volumen total (o a granel). Esta cifra es relevante en compuestos , en minería (particularmente con respecto a las propiedades de los relaves ) y en la ciencia del suelo . En ingeniería geotécnica , se considera una de las variables de estado de los suelos y se representa con el símbolo . ^{[1] [2]}${\displaystyle e}$${\displaystyle \phi }$${\displaystyle e}$

Cabe señalar que en ingeniería geotécnica , el símbolo suele representar el ángulo de resistencia al corte, un parámetro de resistencia al corte (del suelo) . Por ello, en la ciencia del suelo y la geotecnia, estas dos ecuaciones se suelen presentar para la porosidad: ^{[3] [4]}${\displaystyle \phi }$${\displaystyle {\eta }}$

${\displaystyle e={\frac {V_{V}}{V_{S}}}={\frac {V_{V}}{V_{T}-V_{V}}}={\frac {n}{1-{\eta }}}}$

y

${\displaystyle {\eta }={\frac {V_{V}}{V_{T}}}={\frac {V_{V}}{V_{S}+V_{V}}}={\frac {e}{1+e}}}$

donde es la relación de vacíos, es la porosidad, V _V es el volumen del espacio vacío (aire y agua), V _S es el volumen de sólidos y V _T es el volumen total (o a granel). ^[5]${\displaystyle e}$${\displaystyle {\eta }}$

• Control de la tendencia al cambio de volumen. Supongamos que la relación de huecos es alta (suelos sueltos). Bajo carga, los huecos en el esqueleto del suelo tienden a disminuir (encogimiento), aumentando el contacto entre partículas adyacentes y modificando la tensión efectiva del suelo . La situación opuesta, es decir, cuando la relación de huecos es relativamente pequeña (suelos densos), indica que el volumen del suelo es vulnerable a aumentar (hinchamiento) bajo descarga: las partículas de arcilla parcialmente secas de esmectita ( montmorillonita , bentonita ) presentes en un suelo no saturado pueden hincharse debido a su hidratación después del contacto con agua (cuando las condiciones saturadas/insaturadas fluctúan en un suelo).
• Control de la conductividad hidráulica del fluido (capacidad del agua para moverse a través del suelo). Los suelos sueltos muestran una conductividad hidráulica alta, mientras que los suelos densos son menos permeables .
• Movimiento de partículas. Las partículas pequeñas y sueltas pueden moverse con relativa rapidez a través de los espacios vacíos más grandes en el suelo suelto. Por el contrario, en el suelo denso, las partículas más finas no pueden pasar libremente por los poros más pequeños , lo que provoca la obstrucción de la porosidad .

• Espacio poroso en el suelo
• Vacío (compositos)

• Bates, RL; Jackson, JA (15 de octubre de 1987). Glosario de geología, tercera edición – Instituto Geológico Americano, Alejandría. Amazon.com: Libros 9780913312896 . Instituto Geológico Americano. ISBN 0913312894.