Durante el desarrollo de este proyecto se pretende analizar el origen y evolución de diversas secuencias lacustres, fluviales y volcánicas integrando sus características físicas y mineralógicas para lograr un mejor entendimiento de su comportamiento mecánico. La excesiva extracción del agua subterránea que subyace a las secuencias mencionadas en zonas urbanas provoca una disminución irregular de la presión de poro, que generalmente se asocia a sus variaciones granulométricas y mineralógicas, lo que puede ocasionar deformaciones diferenciales y fracturamiento. En particular se pretende estudiar la relación existente entre la estructura y condiciones mineralógicas de los materiales arcillosos y sus principales propiedades hidromecánicas: compresibilidad, permeabilidad y resistencia. Para este trabajo se denomina material arcilloso a secuencias granulares sedimentarias o piroclásticas finas (con más del 50 % del material con tamaño de grano del limo, menor a 0.74 mm) y con un contenido de más del 5 % de fracción arcillosa (con tamaño de grano menor a 2 micras). Se hace particular énfasis en la caracterización de la mineralogía de la fracción arcillosa debido a su estrecha relación con la estructura y la capacidad de retención de agua. La compresibilidad de un material está directamente relacionada con el proceso de consolidación que en mecánica de suelos se refiere a la expulsión de agua intersticial (cuya velocidad depende de la permeabilidad), y tiene como consecuencia la disminución de su volumen. Aún cuando la mayor reducción volumétrica se da en el sentido vertical, la consolidación de los materiales limo-arcillosos genera esfuerzos de tensión tanto verticales como horizontales que determinan sus condiciones de deformación. Se analizarán las condiciones geológicas y propiedades físicas de secuencias sedimentarias y volcánicas de tres sitios de la Cuenca de México (Iztapalapa, Tláhuac y Chalco) y de tres planicies lacustres del Bajío, en las ciudades de Querétaro, Irapuato y Celaya. Se parte de la hipótesis de que las variaciones en las condiciones de deposición y evolución de estos materiales determinan su heterogeneidad física así como la estructura y mineralogía de los materiales arcillosos. Los resultados obtenidos permitirán demostrar que la deformación en secuencias granulares depende de sus condiciones de formación y evolución reciente (historia de cargas y disminución de presión de poro) y por lo tanto estas determinan la generación y propagación del fracturamiento. Por otra parte, el estudio de caracterización física y mineralógica puede aplicarse también para el análisis de las propiedades friccionantes de las arcillas (resistencia al corte) durante el fallamiento o reactivación del desplazamiento de fallas regionales.

Integrar una metodología de caracterización de materiales granulares arcillosos que comprende: (1) la cartografía en campo de formaciones superficiales de acuerdo a sus condiciones de deposición; (2) la selección y levantamiento de perfiles de suelo en campo en afloramiento, en trincheras o por medio de perforaciones (registro de muestra alterada o inalterada); (3) la caracterización de propiedades físicas principales (propiedades índice) y de su variación con la profundidad; y (4) la caracterización mineralógica y estructura de la fracción arcillosa y de su variación con la profundidad. Integrar una metodología para la preparación de muestras en laboratorio de arcillas de distintos orígenes que incluya la caracterización previa de los materiales, lavado y orientación de la muestra. Se realizará una guía del análisis. Obtener muestras inalteradas de las secuencias estudiadas para la realización de pruebas hidromecánicas, principalmente compresibilidad, permeabilidad y resistencia al corte. Llevar a cabo la correlación sistemática de la mineralogía de las arcillas con la variación de sus propiedades físico-mecánicas para seis diferentes secuencias lacustres, tres en la Cuenca de México y en tres planicies lacustres del Bajío. Este análisis permitirá lograr un mejor entendimiento de la influencia de la historia geológica reciente de los materiales granulares arcillosos en comportamiento mecánico y caracterizar los procesos de deformación que los afectan. Formar de un grupo interdisciplinario en estudios de materiales arcillosos y de sus propiedades físicas, en particular en la correlación entre grupos mineralógicos de arcillas y comportamiento mecánico. Presentar los resultados obtenidos en foros académicos especializados y publicar un artículo indizado. Formar recursos humanos en esta línea de trabajo. Se piensa involucrar al menos dos estudiantes de licenciatura y uno de maestría.