Coulomb

Capítulo 6

Deformabilidad y resistencia de los suelos

Teoría

6
DEFORMABILIDAD Y RESISTENCIA DE LOS SUELOS
6.1 LA RESISTENCIA DE LOS SUELOS. CONCEPTOS BÁSICOS

6.1.1 Modos de rotura. Resistencia al corte
La resistencia a tracción de los suelos es prácticamente nula. Solamente en los casos especiales de
suelos cementados (que constituyen un caso de transición hacia el comportamiento de lasrocas) y, en menor
medida, en suelos parcialmente saturados (con uniones entre partículas por meniscos capilares), tienen
relevancia práctica los estados de tracción. Estos dos casos (rocas y suelos parcialmente saturados) se
estudian por separado en capítulos posteriores.
Por ello, el interés se centra en la rotura o deformación por deslizamiento relativo o rodadura entre
partículas, quemacroscópicamente se traduce en deformaciones de corte. Por ello, cuando se habla de
resistencia de los suelos, se entiende implícitamente "resistencia al corte".

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6.1

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Teoría

6.1.2 El modelo de Mohr-Coulomb
6.1.2.1 Criterio de Coulomb. Cohesión y ángulo de rozamiento interno
Los primeros estudiossistemáticos de la resistencia al corte de los suelos fueron realizados por
Coulomb. En su famosa Memoria de 1773 planteó a partir de observaciones reales que las tierras situadas tras
un muro de contención que vuelca se rompen por deslizamiento a lo largo de una superficie plana inclinada
(Figura 6.1).
Para evaluar la resistencia al deslizamiento a lo largo de este plano, partió del hecho experimental de
queel deslizamiento entre dos cuerpos sólidos se produce cuando la fuerza tangencial entre ellos alcanza un
valor, Tr, proporcional a la fuerza normal, N, siendo la constante de proporcionalidad el denominado
coeficiente de rozamiento entre ambas superficies, µr:

Tr = µ r ⋅ N

(6.1)

Por extensión, Coulomb postuló que la resistencia al deslizamiento por unidad de superficie en un plano
en elinterior del suelo, en lo que llamaba "tierras recientemente removidas", se debe sólo al rozamiento entre

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6.2

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partículas, y debe ser por tanto proporcional a la presión normal actuante en dicho plano1; el coeficiente de
rozamiento lo expresó como tangente de un ángulo, que llamó ángulo derozamiento interno del suelo, φ :

τ r = σ ′ ⋅ tg φ

(6.2)

En "tierras cohesivas", supuso Coulomb que podía haber otro sumando de valor constante e
independiente de dicha presión normal, al que denominó cohesión, c. Así pues, la resistencia tangencial según
un plano vendría dada en el caso general por:

τ r = c + σ ′ ⋅ tg φ

(6.3)

A los parámetros c y φ anteriores, su significado y determinaciónexperimental se va a dedicar gran
parte de este capítulo. Conviene exponer ya que no son propiedades intrínsecas del suelo, sino parámetros de

1

En la época de Coulomb, aún no se conocía el concepto de tensión efectiva (que sería propuesto siglo y medio más tarde por Terzaghi). Por eso Coulomb
habla de tensiones, sin precisar más. Sin embargo, en lo que sigue, para no complicar innecesariamente lapresentación, nos referiremos ya a tensiones
efectivas.

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6.3

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Teoría

Rotura
Plano de
deslizamiento

Detalle
N

Analogía
Tr=µr.N

T

σ'
τ

Deslizamiento entre
cuerpos sólidos

Tensiones en plano de
deslizamiento

Figura 6.1. Deslizamiento tras un muro de contención. Observaciones de Coulomb
unmodelo teórico de comportamiento, planteado por Coulomb de forma implícita. Con este modelo ocurre
algo similar a lo expuesto al principio de este capítulo respecto al modelo de Hooke: es tan sencillo y de

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6.4

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Teoría

aplicación tan extendida que tiende a olvidarse que se trata de un modelo,...