Esfuerzos en una masa de suelo

Los suelos son sistemas de fase mltiple. En un volumen dado de

suelo, las partculas de slidos estn distribuidas al azar con espacios

vacios entre ellas. Los espacios vacos son continuos y estn

ocupados por agua, aire o ambos. Para analizar 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, los ingenieros necesitan conocer la naturaleza de

la distribucin de los esfuerzos a lo largo de una seccin transversal

dada del perfil del suelo, es decir, qu fraccin del esfuerzo normal a

una profundidad dada en una masa de suelo es tomada por el agua en

los espacios vacos y cul es tomada por el esqueleto del suelo en los

puntos de contacto de las partculas del suelo. A esto se denomina

concepto del esfuerzo efectivo y se analiza en la primera parte de este

captulo.

Esfuerzos en un suelo saturado sin infiltracin

La figura 5.1a muestra una columna de suelo saturado sin infiltracin de agua en ningunadireccin. El esfuerzo total a en la elevacin del punto A se obtiene a partir del pesoespecfico saturado del suelo y del peso especfico del agua arriba de l. As entonces:

donde 'Yw = peso especfico del agua

'Ysat = peso especfico del suelo saturado

H = altura del nivel del agua desde la parte superior de la columna de suelo

HA = distancia entre el punto A y el nivel del agua fretica

El esfuerzo total dado por la ecuacin (5.1) se divide en dos partes:

1. Una porcin es tornada por el agua en los espacios vacos, y acta con igual

intensidad en todas direcciones.

2. El resto del esfuerzo total es tomado por los slidos del suelo en sus

puntos de contacto. La suma de las componentes verticales de las fuerzas

desarrolladas en los puntos de contacto de las partculas de slidos por rea de

seccin transversal unitaria de la masa del suelo se llama esfuerzo efectivo.

APLICACIN

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