TENSIONES EN LA MASA DE SUELOEL COMPORTAMIENTO DEL SUELOESFUERZOS EN LA MASA DEL SUELOESTADO DE TENSIONESECUACIN FUNDAMENTAL DE TERZAGHIDISTRIBUCIN DE TENSIONES

Naturaleza de la Deformacin del Suelo Fuerzas de Contacto entre partculas adyacentes Deformaciones elsticas y plsticas de partculas en puntos o zonas de contacto

Fractura y Aplastamiento de partculas con aumento de rea de contactoNaturaleza de la Deformacin del SueloFlexin de lminas con movimiento relativo entre partculas adyacentesDeslizamiento relativo entre partculas cuando T > Resistencia tangencial

Deformacin general del sueloDeformaciones individuales de partculas+Deslizamiento relativo entre partculas

Deformacin de masa de suelo controlada por interacciones entre partculas individuales, especialmente por deslizamiento entre las mismas (friccin, adhesin)Naturaleza de la Deformacin del Suelo

Deslizamiento: Deformacin no lineal e irreversibleNaturaleza de la Deformacin del SueloComportamiento tensin-deformacin de suelos: no lineal e irreversibleImposibilidad de plantear leyes tensin-deformacin de suelo considerando comportamiento de contactos individuales Propiedades de sistemas con gran nmero de partculas

Comportamiento de la Fase IntersticialInteraccin QumicaElementos de fase intersticial influyen en naturaleza de superficies minerales y afectan proceso de transmisin de fuerzas en puntos de contacto entre partculas

Flujo de agua afecta magnitud de fuerzas en contactos entre partculas e influye sobre resistencia al corte de suelosComportamiento de la Fase IntersticialInteraccin Fsicaa) Estado hidrosttico

Resistencia al Deslizamiento Tangencial entre Partculas de SueloResistencia al Esfuerzo CortanteFuerza que debe aplicarse para producir deslizamiento relativo entre partculasFuerzas resistentes al deslizamiento Friccin Cohesin

ESFUERZOS EN LA MASA DEL SUELO Dificultades para medir tensiones de contacto

A nivel macroscpico puede considerarse al suelo como un medio continuo

Tensiones en un Elemento Continuo de SueloSuelo SecoFuerzas sobre el elemento A

Tensiones en interior de sueloTensiones GeostticasPeso Propio SueloCargas ExternasESTADO DE TENSIONES GEOSTTICAS

Superficie de terreno horizontal Naturaleza de suelo vara muy poco en horizontal

Estado de tensiones sencillo de determinarCaso frecuente en suelos, particularmente sedimentarios

Tensiones Geostticasth = tv = 0sv = sh = tensiones principalessv = Peso de suelo en z z

Tensiones geostticas verticalesPeso especfico (g) = cte. (z)

K variable segn suelo comprima o expanda en direccin horizontal por razones naturales o intervencin humanaTensiones geostticas horizontalesEn general sv vs. sh: Coeficiente de empuje lateral (K)

Coeficiente de Empuje Lateral en Reposo (Ko)Caso particular de K sin deformacin lateral de terreno Suelo sedimentario normalmente consolidado: h < vDepsito de arena formado por deposicin de abajo hacia arriba: K0 = 0,4 a 0,5

Suelo sedimentario sobreconsolidado: h no se disipa al descargar, queda congeladoK0 puede llegar a 3

Descripcin de estado de tensiones similar a cualquier otro materialESTADO DE TENSIONES EN EL SUELOEn generalPara describir estado de tensionesTensor de Tensiones

Existen 3 planos en los que ij = 0 Planos Principales

i actuantes en Planos Principales Tensiones Principales1 (mayor), 3 (menor), 2 (intermedia)Tensiones PrincipalesEsfuerzos geostticos Plano horizontal por P es principal Planos verticales por P son principales

Si K < 1 (K = h/v): v = 1; h = 3; 2 = 3 = h

K >1 : h = 1; v = 3; 2 = 1 = h

K=1 : h=v=1=2= 3 estado istropo de tensiones

Caso bidimensional (2 = 3)Crculo de Mohr (1882)

Dados 1, 3 y sus direcciones, se pueden encontrar tensiones correspondientes a cualquier ( y ) y viceversa

Tensin tangencial o de corte mxima en punto: mx = (1 - 3)/2 = Rcrculo Esto es para: sen 2 mx = 1 2 = /4

Estado de tensiones geostticasCrculo de Mohr (1882)

Adoptar punto representativo de crculo de Mohr de coordenadas:til para representar sucesivos estados de tensiones (historia de tensiones) de elemento de suelo al cargarseDiagramas p-q

ECUACIN FUNDAMENTAL DE TERZAGHISuelo Saturado Carga aplicada es resistida por slidos minerales y aguaTensin total (s) se divide en: Tensin efectiva (s) Presin intersticial (u)

Presin intersticialzwuvuhSuelo SaturadoCondicin hidrosttica

Porcin de tensin total soportada por slidos mineralesEcuacin Fundamental de TerzaghiTensin Efectiva (s)

Suelos Parcialmente SaturadosCarga resistida por slidos minerales, agua (capilaridad) y aire No es vlida Ecuacin Fundamental de TerzaghiSuccin

Distribucin de Tensiones en la Masa del Sueloz Disipacin de tensiones en plano horizontal Disipacin de tensiones en vertical

Cargas distribuidas en toda la superficie Tronco de pirmide Teora de la elasticidad

Cargas distribuidas en superficie >> espesor de suelo Condicin Geosttica: Tensiones producidas se distribuyen como constante, sin disipacinMtodos de Clculo de Distribucin de TensionesqsvzPeso Propiog.zsvzCarga Infinitaq+=svzq + gzq

Se asume que tensiones disminuyen en profundidad siguiendo esquema de tronco de pirmide No hay variacin de tensiones en planos horizontales No se conoce distribucin de tensiones fuera de pirmidePendiente 2:1o 1:1)Mtodo del Tronco de PirmideIncremento de tensiones provocado a profundidad z

Solucin de Boussinesq (1885)Teora de la ElasticidadCarga puntual en semiespacio homogneo, istropo y linealmente elstico(1842 1929)

Solucin de Westergaard (1938)Teora de la Elasticidad En suelos compresibles con finos estratos de arena o limo alternados con otros de arcilla (arcillas finamente estratificadas), lminas de arena o limo actan como refuerzos del conjunto, restringiendo deformacin horizontal de masa de suelo (Casagrande) Solucin elstica lineal en semiespacio finamente particular de este problema para caso extremo de deformaciones horizontales nulas

Soluciones para carga puntual se extienden por integracin para distintas geometras

Cimentacin infinitamente larga Cimentacin cuadrada Cimentacin circular Cimentacin de terrapln

Resultados se expresan mediante curvas isobricas (Diagrama de bulbo de presiones)

Para profundidades de 2 a 3 veces B, el valor de la tensin se reduce

Como se supone medio elstico, vale el principio de superposicin

Validez de valores calculados por estas teoras en suelosSoluciones Extendidas de Boussinesq y de Westergaard

Solucin Extendida de Boussinesq para incremento de tensiones verticales por efecto de carga q (rectangular)Bulbo de presiones

Superficie rectangular uniformemente cargadaFADUM (1941)Carga lineal uniformemente distribuidaFADUM (1941)Carga trapecial infinita (terrapln)OSTERBERG (1957)Otros casos de Soluciones Extendidas

NEWMARK (1942)Otros casos de Soluciones ExtendidasPermite calcular reas de carga con cualquier geometra Escala: Segmento equivale a profundidad z en la que se quiere calcular incremento de tensin vertical

BURMISTER(1943, 1945)Otros casos de Soluciones ExtendidasIncremento de tensiones verticales en medio elstico de 2 y 3 capas de rigideces diferentes