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UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIONES Y ESTRUCTURAS
74.11‐ CIMENTACIONES
BREVE REPASO DE CONCEPTOS DE MECÁNICA DE SUELOS
• PRINCIPALES PROPIEDADES ÍNDICE. o ESQUEMA ILUSTRATIVO DEL SUELO:
LAS DISTINTAS PROPIEDADES ÍNDICES PUEDEN SER EXPRESADAS RELACIONANDO:
o MASAS (O PESOS): M/M o VOLÚMENES: V/V o AMBAS: M/V
o DENSIDAD: γ = M/V
o HUMEDAD: ω = Mw/V o RELACIÓN DE VACIOS: e = Vv/Vs o GRADO DE SATURACIÓN: S = Vw/Vv
• CLASIFICACIÓN DE SUELOS.
RESUMIDAMENTE LOS SUELOS SE DIVIDEN EN DOS GRANDES GRUPOS:
o SUELOS DE GRANOS FINOS: ARCILLAS (C) Y LIMOS (M). PUEDEN SER DE ALTA (H) O BAJA (L) PLASTICIDAD. TIENEN UN COMPORTAMIENTO COHESIVO – FRICCIONAL.
o SUELOS DE GRANOS GRUESOS: GRAVAS (G) Y ARENAS (S). PUEDEN ESTAR BIEN O MAL GRADADOS Y CON O SIN CONSIDERABLE PRESENCIA DE FINOS. TIENEN UN COMPORTAMIENTO PREDOMINANTEMENTE FRICCIONAL.
•
PRESIO
o PRSÓ
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o PRGE
LA PRGRANPUED
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• ASENTAMIENTOS ELÁSTICOS INSTANTÁNEOS.
o DISTRIBUCIÓN DE PRESIONES EN EL TERRENO
o BOUSSINESQ: Δσ q · I
Δ ·Q· · CARGA PUNTUAL
Δ q · 1 CARGA CIRCULAR
o M
o AS
ÉTODO S
SENTAMI
q: PRE R: RA E: MÓ
• E =
• E =(n=
ν: MÓ
• •
Is: FAC
SIMPLIFIC
ENTO ELÁ
ESIÓN SUDIO – B:
ÓDULO D
= 300 qu +
= C (σ3/pa
=2‐0.5log
ÓDULO D
ν = 0.45 ‐
ν = 0.30 ‐CTOR DE
CADO DE
ÁSTICO IN
UPERFICIALADO. E DEFOR
+/‐ 30%
atm)n patm
g(C), C=10
E POISSO
‐ 0.50
‐ 0.40 INFLUEN
CÁLCULO
NSTANTÁ
ÁREA
ÁREA
AL.
MACIÓN
00+1000(
ON.
NCIA.
O DE ∆σ
ÁNEO
A CARGAD
A CARGAD
.
AR
AR(Dr+Dr2)
AR
AR
DA RECTA
DA CIRCU
CILLAS.
ENAS.
CILLAS.
ENAS.
ANGULAR
ULAR
R
• DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE CONSOLIDACIÓN.
o ECUACIÓN DIFERENCIAL QUE GOBIERNA EL PROCESO:
·
PARA QUE SE GENERE EL PROCESO DE CONSOLIDACIÓN DEL SUELO,
SE DEBE GENERAR UNA SOBREPRESIÓN ∆σ A UNA MASA DE SUELO.
• EN t = 0 EL TOTAL DE LA SOBREPRESIÓN ES ABSORBIDA POR EL AGUA
∆σ = ∆ut=0 → Ut=0 = 0% (∆σ´t=0 = 0).
• PARA t = t PARTE DE LA SOBREPRESIÓN ES ABSORBIDA POR EL AGUA
Y PARTE POR EL ESQUELETO DEL SUELO ∆σ = ∆σ´t=t + ∆ut=t → Ut=t.
• PARA t =∞ LA SOBREPRESIÓN ES TOTALMENTE ABSORBIDA POR EL
ESQUELETO DEL SUELO ∆σ = ∆σ´ →�U t=∞ = 100% (∆ut=∞ = 0).
o GR
o DI
RADO DE
AGRAMA
CONSOL
A RELACIÓ
LIDACIÓN
ÓN DE VA
N:
ACIOS VS. PRESIONES EFECCTIVAS.
FACTOR TIEMPO: → T50 = 0.197 →
PERMEABILIDAD: · ·
o ASENTAMIENTO POR CONSOLIDACIÓN.
o ASENTAMIENTO POR CONSOLIDACIÓN FINAL.
ARCILLA NC: · ·
ARCILLA PC: ∞ · · · ·
o ASENTAMIENTO POR CONSOLIDACIÓN EN FUNCIÓN DEL
TIEMPO: St=t = Ut=t S∞
o ASENTAMIENTO TOTAL: ST = Si + S∞
• RESISTENCIA AL CORTE. o ENSAYO DE CORTE DIRECTO
o ENSAYOS TRIAXIALES:
o RELACIÓN ENTRE TENSIONES NORMALES: σ´ σ´ ·tg 45 ´ 2 2 · c´ · tg 45 ´ 2
o RESISTENCIA AL CORTE (COULOMB): ´ ´ · ´
o ENSAYOS TRIAXIALES
• ENSAYO LENTO “S” (CD) (CONSOLIDADO DRENADO).
• ENSAYOS CONSOLIDADO RÁPIDO “R” (CU) (CONSOLIDADO NO DRENADO) Y CON MEDICIÓN DE PRESIÓN DE POROS “ ”
• ENSAYO RÁPIDO Q (UU) (NO CONSOLIDADO NO DRENADO).
o RESULTADOS TÍPICOS DE ENSAYOS TRIAXIALES:
• ARCILLAS ENSAYO Q
ARCILLA SATURADA NORMALMENTE CONSOLIDADA
ENSAYO S
ENSAYOS R Y
•
PARÁ
VARIA
PRESI
VARIA
ESFUE
VARIAVARIA
A, B Y
ARENAS ENSA
ÁMETROS
ACIÓN DE
IÓN DE CÁ
ACIÓN DE
ERZO DESV
ACIÓN TOACIÓN DE
Y = BA SO
AYO R
S DE PRE
LAS PRES
ÁMARA:
LAS PRES
VIADOR:
OTAL DE E PRESIONE
ON LLAMA
SIÓN INT
IONES NEU
IONES NEU
LAS PRES:
ADOS PARÁ
TERSTICIA
UTRAS CO
UTRAS CO
RESIONES
ÁMETROS
AL.
N LA VAR
N LA VAR
NEUTRAS
DE SKEMP
IACIÓN DE
IACIÓN DE
S CON L
PTON.
EL
EL
LA
• ARENAS DENSAS: COMPORTAMIENTO DILATANTE → TENSIÓN DE
PICO → eo < ecrit → φmax > φcrit
• ARENAS SUELTAS: COMPORTAMIENTO CONTRACTIVO → TENSIÓN
MONOTÓNICAMENTE CRECIENTE → eo > ecrit → φmax = φcrit
• EN AMBOS CASOS SE CONVERGE (PARA GRANDES DEFORMACIONES)
A LA MISMA e=ecrit. A PARTIR DE ALLÍ ∆V/V≈ 0 (DEFORMACIÓN A VOLUMEN CONSTANTE).