Esfuerzo de una Masa de suelo

Esfuerzo de una Masa de sueloObjetivosObjetivo General:

Estudiar, analizar y comprender el comportamiento de los diversos esfuerzos presentes en un suelo.

Objetivos Especficos:

Para estudiar problemas tales como la compresibilidad de suelos, la capacidad de carga de cimentaciones, la estabilidad de terraplenes y la presin lateral sobre estructuras de retencin de tierras.Para analiza los principios para estimar el incremento del esfuerzo vertical en suelos, causados por varios tipos de carga, con base en la teora de la elasticidad.

Esfuerzo en un suelo saturado con infiltracin

Infiltracin hacia abajo

Infiltracin hacia arriba

Las variaciones del esfuerzo total, de la presin de poro del agua y del esfuerzo efectivo con la profundidad se muestran tambin grficamente en las figuras.

Bulbo de PresionesEl bulbo de presiones es la zona del suelo donde se producen incrementos de carga vertical considerables por efecto de una carga aplicada del tipo que sea. Esta zona forma un bulbo llamado de presiones, y esta conformada por isbaras que son curvas que unen puntos de un mismo valor de presin o de esfuerzo.

Incremento del esfuerzo vertical debido a varios tipos de cargaEsfuerzo causado por una carga puntualLos esfuerzos producidos en cualquier punto de un medio homogneo, elstico e istropo como resultado de una carga puntual aplicada sobre la superficie de un semiespacio infinitamente grande. De acuerdo con la fig. la solucion para los esfuerzos normales en un punto A causado por la carga puntual P es:

La variacin de I1 para varios valores de r /z est dada en la tabla:

Valores tpicos de la relacin de Poisson para varios suelos se dan en la tabla:

Esfuerzo vertical causado por una carga de lnea

Note que la ecuacin (b) est escrita en forma adimensional; usndola calculamos la variacin de /(q/z) con x/z. La variacin se da en la tabla

El valor de calculado usando la ecuacin (b) es el esfuerzo adicional sobre el suelo causado por la carga de lnea. El valor de no incluye la presin de sobrecarga del suelo arriba del punto A.

Esfuerzo vertical causado por una carga de franja(ancho finito y longitud infinita)La ecuacin fundamental para el incremento del esfuerzo vertical en un punto de una masa de suelo como resultado de una carga de lnea se usa para determinar el esfuerzo vertical en un punto causado por una carga de franja flexible de ancho B.

El incremento neto dado por la ecuacin anterior tambin se usa para calcular esfuerzos en varios puntos de la retcula bajo la carga; entonces se dibujan las isobaras de esfuerzo. stas son lneas de igual incremento de esfuerzo. Algunas isobaras de presin vertical estn dibujadas en la figura

Esfuerzo vertical debajo del centro de un rea circular uniformemente cargada Usando la solucin de Boussinesq desarrollamos una expresin para el esfuerzo vertical debajo del centro de un rea flexible circular uniformemente cargada. Sea q la intensidad de la presin sobre el rea circular de radio R. La carga total sobre el rea elemental ser (qr dr)da. El esfuerzo vertical da en el punto A causado por la carga sobre el rea elemental se obtiene con la ecuacin:

Esfuerzo vertical causado por un rea rectangularmente cargada

Este concepto se explica ms ampliamente con referencia a la figura

Determinemos el esfuerzo en un punto debajo del punto A' a la profundidad z. El rea cargada se divide en cuatro rectngulos como se muestra. El punto A' es la esquina comn a los cuatro rectngulos.