2 _Resistencia_al_corte

1 - Resistencia al corte

Estado tensional

1

• Virtualmente todos los proyectos de ingeniería civil
transmiten cargas al suelo, generando esfuerzos de
compresión, corte y a veces tensión.
• Adicionalmente existen esfuerzos debido al peso
propio del suelo.
• El suelo es un material muy complejo (trifásico); sin
embargo para estimar los esfuerzos, éste se idealiza
como un continuo.

1

Estadotensional (cont.)

2

Tensor de tensiones

σ x τ xy τ xz
τ yx σ y τ yz
τ zx τ zy σ z
Coduto (1999)

Problemas de deformaciones planas

3

• En algunos casos, como en muros de contención,
terraplenes, taludes y fundaciones corridas, las
condiciones de la mayor parte del suelo se aproximan a
las de deformación plana y el problema se puede analizar
en dos dimensiones.

Berry y Reid (1993)

2

Círculode Mohr

4

• En muchos casos se
requiere obtener los
esfuerzos que actúan en
planos que no son el
horizontal ni el vertical.
Esto se puede realizar
usando el método del
círculo de Mohr.

Coduto (1999)

Círculo de Mohr (cont.)
σ +σz
σ − σ z 
2
σ1 = x
+  x
 + τ zx
2
2


2

σx +σz
σ − σ z 
2
−  x
 + τ zx
2
2


2

σ3 =

θz =

5

 2σ z − σ 1 − σ 3 
1

cos −1 
2
σ1 − σ 3



τ max =σ1 − σ 3
2

σ 1 = esfuerzo principal mayor
σ 3 = esfuerzo principal menor
σ x = esfuerzo horizontal
σ z = esfuerzo vertical
τ zx = esfuerzo de corte en el plano horizontal
θ z = angulo entre σ z y σ 1
τ max = maximo esfuerzo de corte

3

Componente hidrostático y desviador

Tensiones principales

componente hidrostática

6

componente desviadora

• La componente hidrostática genera esfuerzos decompresión y
por lo tanto una deformación volumétrica.
• La componente desviadora genera esfuerzos de corte y por lo
tanto deformaciones de corte.

Círculo de Mohr en 3 dimensiones

7

Terzaghi (1996)

4

Diagramas p-q

8

• En muchos problemas es necesario representar muchos
estados de esfuerzos. En este caso resulta poco práctico
trazar varios círculos de Mohr en un mismo diagrama, por
lo quese utilizan los diagramas.
• p corresponde al esfuerzo de compresión medio, y q
corresponde al esfuerzo de corte máximo.
p=

σ1 +σ 3
2

en 2 dimensiones

p=

σ1 + σ2 +σ 3
3

en 3 dimensiones

q=

σ1 − σ 3
2

Trayectoria de esfuerzos

9

Lambe y Whitman (1969)

5

Trayectoria de esfuerzos (cont.)

10

Lambe y Whitman (1969)

Resistencia al corte

11

• La resistencia de un suelo es el mayoresfuerzo al que
puede ser sometido.
• La geometría de la mayoría de los problemas geotécnicos
es de tal manera que prácticamente todo el suelo se
encuentra en compresión.
• Aún cuando el suelo pueda fallar debido a la aplicación de
grandes esfuerzos de compresión, el suelo falla realmente
al corte.
• Muchos problemas geotécnicos requieren de una
evaluación de la resistencia al corte del suelo, talescomo:
taludes, presas de tierra, fundaciones de estructuras,
muros de contención, etc.

6

Resistencia al corte (cont.)

12

• Estabilidad de taludes: cuando la superficie del suelo esta
inclinada, la fuerza de gravedad produce esfuerzos de
corte geostáticos. Si estos esfuerzos exceden la resistencia
al corte, se produce un deslizamiento.

Priyantha W. J.

Resistencia al corte (cont.)

13

•Fundaciones de estructuras: las cargas de una estructura
son transferidas al terreno a través de las fundaciones,
produciendo esfuerzos de compresión y de corte. Si el
ultimo excede la resistencia al corte se produce una falla a
lo largo de una superficie.

Priyantha W. J.

7

Resistencia al corte (cont.)

14

• Muros de contención: el peso del suelo retenido por un
muro de contención produce esfuerzosde corte en ese
suelo. La resistencia al corte del suelo toma parte de los
esfuerzos y el muro resiste el resto. Por lo tanto la carga
que tome el muro depende de la resistencia al corte del
suelo retenido.

Mehdi Vojoudi

Caso histórico: Italia, 1963

15

8

Caso histórico: Italia, 1963

16

Caso histórico: Italia, 1963

17

9

Caso histórico: Italia, 1963

18

Caso histórico: Terremoto de...