04suelosns

CARACTERIZACION Y COMPORTAMIENTO
DE TERRAPLENES EN CONDICIONES
NO SATURADAS

MARCELO E. ZEBALLOS
Area de Geotecnia.
Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CORDOBA

APLICACIONES DE LA MECANICA
DE LOS SUELOS
NO SATURADOS
MARCELO E. ZEBALLOS
Area de Geotecnia.
Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CORDOBA

CARACTERIZACIONDE LA MECANICA DE SUELOS
MECANICA DE
SUELOS

SUELOS SATURADOS
ARCILLAS Y
LIMOS

ARENAS Y
GRAVAS

Presión de Poros
uw > 0

SUELOS NO SATURADOS
ARCILLAS DESECADAS
SUELOS RESIDUALES

LIMOS Y ARCILLAS
COMPACTADOS

Presión de Poros
uw < 0

MECANICA DE LOS SUELOS NO SATURADOS
Presión de poros negativa
Presión Neta Normal
( -ua)

Succión Matricial
(ua- uw)
N.F.

Presiones Efectivas
(-uw)

MECANICA DELOS SUELOS
SATURADOS

SUELO NO SATURADO
Discontinuidad en
la fase de agua

SUELO SECO
Vacíos llenos en su
mayoría con aire

Fase de agua
continua

FASE DE 2 FLUIDOS
Fase de aire
continuo

Vacíos llenos en su
mayoría con agua

ZONA CAPILAR
Fase gaseosa
discontinua

Vacíos llenos de

Aire en estado

agua

disuelto

SUELOS SATURADOS

EJEMPLOS DE APLICACION

EQUILIBRIO DE HUMEDAD

AlturasCapilares
Suelo

Dio (mm) e

hcr (cm)

hcr (cm)

Grava gruesa

0,82

0,27

5,4

6,0

Grava arenosa

0,20

0,45

28,4

20,0

Grava fina

0,30

0,29

19,5

20,0

Grava limosa

0,06

0,45

106,0

68,0

Arena gruesa

0,11

0,27

82,0

60,0

Arena media

0,02

239,6

120,0

Arena fina

0,03

165,5

112,0

Lino

0,006

359,2

180,0

0,48-0,66
0,36
0,95-0,93

Lane - Washburn, 1.946

AMBITO DE APLICACIÓN DELPROBLEMA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CORDOBA

ASPECTOS DE INTERES

•CARACTERIZACION DE LA RESISTENCIA
•EVALUACION DE LA ESTABILIDAD GLOBAL
•ANALISIS TENSO - DEFORMACIONAL
•CONDICIONES DE FILTRACIÓN
•COMPORTAMIENTO ACOPLADO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CORDOBA

AMBITO DE APLICACIÓN DEL PROBLEMA
“El ingeniero que trabaja en suelos debe proyectar su estructura no sólo para
las propiedades del suelo existentesal comienzo de la obra, sino también para
toda la vida del proyecto de la estructura. Necesita conocer las propiedades del
terreno al comienzo de la obra y la forma en que éstas variarán a lo largo del
tiempo. Tanto el tamaño y la forma de un depósito determinado como las
propiedades mecánicas del suelo que los componen pueden variar de forma
significativa. Muchas de estas variaciones se producenindependientemente de
la actividad humana, mientras que otras se deben a la propia obra”.
W. Lambe - R. Whitman (1.984)

CARACTERIZACION DE LA RESISTENCIA

• RELACION ENTRE SUCCION Y HUMEDAD
• DEFINICIÓN DE PARÁMETROS RESISTENTES

SUCCION Y HUMEDAD
MODELO

GRADO DE SATURACION RELATIVO

1,0

U.N.C.-1996
HUANG, 1993

0,9
ARCILLA

TORONTO, 1984

0,8

MOORE

0,7
0,6

SABBAGH, 1995
LIMO
ARCILLOSOLEONG, 1995
FLEUREAU, 1995

0,5

FLEUREAU, 1995
ARENA

0,4

HAN, 1995
ARENA+LIMO+ARCILLA

0,3
0,2

ARENA+LIMO

0,1
0,0
0,01

0,1

1

10

100
SUCCION [kPa]

1000

10000

100000

1000000

MODELO
Brooks y Corey (1964)
Britsaert (1966)

Mc Kee y Bumb (1984)

ECUACION

CONDICION

 d 1

  b
n

  b

 d  a 


1
d 
n
1   
 a
 d 1

  b

  a    
n

  b

 d e Mc Kee y Bumb (1987)

SUCCION Y

1

d 
1 e

Fredlund y Xing (1994)

HUMEDAD
Gardner (1956)
Van Genuchten (1980)

   a  
n






1


d 
n 
 

 lne   a   

 
 

d 

1
1  a  n



1
 d 
n 
 1   a  

Van Genuchten (1980) - Burdine (1953)



1
 d 
n 
 1   a  

Van Genuchten (1980) - Mualem (1976)



1
 d 
n 
 1   a  

m

1 2 / n 

 1 1 / n 

m

RESISTENCIA AL CORTE

 f c '(  u a )f tg(' )  (u a  uw ) tg(b )

ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO

ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO
EQUILIBRIO DE MOMENTO




tg( b )
tg( b )  
  c' R  N  uw  tg(' )  ua   1  tg(' )   R tg(' )




FSm  
AL aL   W x   Nf

EQUILIBRIO DE FUERZAS




tg( b )
tg( b )  


  c'...