Apuntes Mecánica De Suelos

Mecánica de Suelos II
Dr. Carlos Chávez Negrete Facultad de Ingeniería Civil

Capitulo I. Esfuerzos en la masa de suelo

Concepto de Esfuerzos Efectivo
   ´u
Donde: = esfuerzo total ’= Esfuerzo efectivo u= presión de poro Los esfuerzos en cualquier punto de un plano que atraviesa una masa de suelo pueden ser calculados a partir de los esfuerzos totales 1, 2 y 3 que actúan en esepunto. Si los poros se encuentran rellenos de agua bajo una presión u, los esfuerzos principales totales se componen de dos partes. Una parte, u, llamada presión neutra o presión intersticial y la diferencias 1’=1-u, 2’=2-u y 3’= 3-u que representan un exceso de la presión sobre la presión u, y actuán exclusivamente en la fase sólida del suelo. Estas fracciones se denominan esfuerzosefectivos. Cualquier efecto medible debido a un cambio de esfuerzos, tal como la compresión, la distorsión o modificación de la resistencia al esfuerzo cortante del suelo, es debido exclusivamente a cambios en los esfuerzos efectivos.

Esfuerzos en la Masa de Suelo

Introducción

Modos de asentamiento en una estructura Coduto (2001)

Asentamientos Totales
Tipo de estructura Edificio deoficinas Edificios industriales pesados Puentes Asentamientos totales permisibles (mm) 12-50 (25 es el valor más común) 25-75 50

Para solucionar el problema de exceso de asentamiento total se puede considerar: -Ajustar el diseño de la cimentación -Usar una cimentación más elaborada -Mejorar las propiedades del suelo -Rediseñar la cimentación para hacerla más tolerable a los asentamientos.Asentamientos diferenciales
Causas: •El perfil de suelo puede no ser uniforme en el sitio. •La relación entre las cargas actuales y las cargas de diseño pueden ser diferentes para cada columna. •La relación de carga muerta a carga viva puede ser diferente para cada columna. •Las dimensiones de las cimentaciones construida pueden ser diferentes de las de diseño.

Distorsiones angularespermisibles, compilado por Wahls (1994)
Tipo de estructura Tanques de acero Puentes con vigas simplemente apoyadas Puentes con claros continuos Edificios Industriales Construcciones comerciales y residenciales Maquinaria qa 1/25 1/125 1/250 1/250 1/500 1/1500

Construcciones de mampostería no reforzada Long/altura ≤ 3 Long/altura ≥ 5

1/2500 1/1250

Asentamientos
Immediate settlement (ri) · elasticdeformation with no change in water content · occurs rapidly during the application of load · quite small quantity in dense sands/gravels and stiff/hard clays Consolidation settlement (rc) · decrease in voids volume as porewater is squeezed out of the soil · occurs slowly according to the permeability · only significant in clays and silts Secondary settlement or creep (ra) · due to gradual changesin the particulate structure of the soil · occurs very slowly, long after consolidation is completed · most significant in soft organic soils and peats

Thus, final settlement, r = ri + rc + ra

Metodología para el cálculo de asentamientos
• Cálculo de incremento de esfuerzo vertical • Cálculo de asentamiento elástico • Cálculo de asentamiento por consolidación primaria • Cálculo deasentamiento por consolidación secundaria

Cálculo de incremento de esfuerzo en una masa de suelo

Método aproximado para la determinación del incremento de esfuerzo
Q

 

 B  z  L  z 

Boussinesq's solution

According to Boussinesq (1885), the vertical stress v in the ground due to a point load Q is

Stress below a circular foundation
The vertical stress at a depth zbelow the centre of circular base of radius R is v = q .Ic where q is the bearing pressure and

Esfuerzo vertical causado por una carga de franja

Caso Terraplén

Stress below a rectangular foundation
The vertical stress at a depth z below the corner of a rectangular subject to uniform pressure is v = q. IR where q is the bearing pressure and

Bulbos de esfuerzo basados en la...