GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION

ESFUERZOS EN SUELOS

ESFUERZO: Fuerza distribuida en un área

En suelos cada elemento toma una fracción de la fuerza de manera proporcional.

En cada punto de la masa de suelo es posible establecer un concepto de descomposición de esfuerzos en función de normales y tangenciales.

Volumen infinitesimal de suelo.

A

F

GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION

ESFUERZOS EN SUELOSPRINCIPIO DE ESFUERZOS EFECTIVOS

Fuerzas de contacto entre partículas individuales y fuerzas en el fluido intersticial.

zA

W

A

W

zAWW

zAV

VWWVVWW

VVWW

VWVU

WUWW

UWWUWW

WWW

WS

WS

WSWSWS

WWSWS

WWWSW

WS

SSSS

WS

,

,

,,

,

,

,,

NT NF

z

A zW

GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION

ESFUERZOS EN SUELOSPRINCIPIO DE ESFUERZOS EFECTIVOS

Esfuerzo total : Peso total de la columna de suelo

´ Esfuerzo debido al peso efectivo de las partículas de suelo

Presión hidrostática o intersticial

,

,

zA

W

A

WW

S

NT NF

z

A zW

GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION

ESFUERZOS EN SUELOSPRINCIPIO DE ESFUERZOS EFECTIVOS

TERZAGHI (1923)

En un punto cualquiera de la masa de suelo saturado el esfuerzo total es igual a la suma algebraica del esfuerzo efectivo en esa dirección y la presión intersticial.

Cambios en el esfuerzo efectivo representan cambios en las propiedades mecánicas del suelo

Importa para Capacidad portante

Estabilidad de taludes

Presiones de confinamiento

Cálculo de asentamientos

Esfuerzos inducidos

,

NT NF

z

A zW

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ESFUERZOS EN SUELOS

ESFUERZOS GEOSTATICOS VERTICALES

Esfuerzo debido al peso propio de la masa de suelo.

No existen esfuerzos tangenciales horizontales o verticales.

VV

WW

z

V

z

V

V

z

z

dz

z

,

0

0

NT

NF

z

zw

GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION

ESFUERZOS EN SUELOS

ESFUERZOS GEOSTATICOS HORIZONTALES

Se expresa mediante el coeficiente de presión lateral de tierras en reposo.

,

,0

,

,

,

0

HH

WW

VH

V

H

z

K

KDepende de la magnitud de las deformaciones, de la deformabilidad del suelo, del tipo de suelo y de la historia de esfuerzos

Deformabilidad Relación de Poisson

RSCKK

RSCKSCSUELO

KNCSUELO

senK

NCSC

O

PVH

VH

00

,

,

0,,

0,,

,0

1

1

1

GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION

ESFUERZOS EN SUELOS

,H

,V

45º

Ko NC

Ko SC

,P

,H ,

H,O

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ESFUERZOS EN SUELOS

MECANICA DE MEDIOS CONTINUOS

TENSOR DE ESFUERZOS

GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION

ESFUERZOS EN SUELOS

MECANICA DE MEDIOS CONTINUOS

GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION

ESFUERZOS EN SUELOS

MECANICA DE MEDIOS CONTINUOS

GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION

ESFUERZOS EN SUELOS

MECANICA DE MEDIOS CONTINUOS

GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION

ESFUERZOS EN SUELOS

ESFUERZOS EN UN PUNTO DE UNA MASA DE SUELO

El estado general de esfuerzos se caracteriza por esfuerzos normales y cortantes en cada dirección

s/ ejes directores

TENSOR DE ESFUERZOS

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ESFUERZOS EN SUELOS

ESFUERZOS EN UN PUNTO DE UNA MASA DE SUELO

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ESFUERZOS EN SUELOS

ESFUERZOS EN UN PUNTO DE UNA MASA DE SUELO

Se puede encontrar un estado de esfuerzos sobre tres planos perpendiculares tal que los esfuerzos cortantes sean nulos

ESFUERZOS Y PLANOS PRINCIPALES

TENSOR DE ESFUERZOS

3

2

1

00

00

00

1

2

3

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ESFUERZOS EN SUELOS

ESFUERZOS EN UN PUNTO DE UNA MASA DE SUELO

En el caso de la mayoría de las obras el volumen de suelo sometido a esfuerzo en una dirección es muy grande, por lo tanto las deformaciones en esa dirección se asumen como nulas y se puede realizar un análisis bidimensional aproximado a condiciones de deformación plana.

? ESTADO DE ESFUERZO PLANO

? ESTADO DE DEFORMACION PLANA

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ESFUERZOS EN SUELOS

ESFUERZOS EN UN PUNTO DE UNA MASA DE SUELO

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ESFUERZOS EN SUELOS

ESFUERZOS EN UN PUNTO DE UNA MASA DE SUELO

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ESFUERZOS EN SUELOS

ESFUERZOS EN UN PUNTO DE UNA MASA DE SUELO

xxy

yx

y

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ESFUERZOS EN SUELOS

ESFUERZOS EN UN PUNTO DE UNA MASA DE SUELO

xxy

yx

y

2

22

2

1

2

1xyyxyx

Expresión que permite graficar todos los posibles estados de esfuerzos en diferentes direcciones, para unas condiciones dadas de esfuerzos aplicados.

CIRCULO DE MOHR

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ESFUERZOS EN SUELOS

xyx ,

yxy ,

xxy

yx

y

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ESFUERZOS EN SUELOS

xyx ,

yxy ,

xxy

yx

y

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ESFUERZOS EN SUELOS

xyx ,

yxy ,

xxy

yx

y

R

C

22

2

1xyyxR

yxC 2

1

2

31max

13

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ESFUERZOS EN SUELOS

xyx ,

yxy ,

xxy

yx

y

R

C 13

POLO

POLO

Punto del circulo desde el cual, al trazar una paralela a un plano cualquiera, se encuentran los esfuerzos en ese plano al intersectar el circulo.

GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION

ESFUERZOS EN SUELOS

xyx ,

yxy ,

xxy

yx

y

R

C 13

POLO

,

MAX

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ESFUERZOS EN SUELOS

p

q

MAX

Representar varios estados de esfuerzos para una muestra de suelo o muchas muestras diferentes

Diagramas p q

2

2

31

31

q

p

cos

sencos

tan

tan

ca

pcq

paq

c

ENVOLVENTE DE FALLA

ENVOLVENTE DE TRAYECTORIAS O

LINEA Kf

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ESFUERZOS EN SUELOS

´pop

´qoq PRUEBA DRENADA PRESION HIDROSTATICA CONSTANTE

PRUEBA NO DRENADA PRESION HIDROSTATICA VARIABLE

ESFUERZOS EFECTIVOS

ESFUERZOS TOTALES