Falla De Suelos Bajo Esfuerzos Co

rtantesFalla de suelos bajo esfuerzos
cortantes
Unidad de competencia III

Falla de suelos bajo esfuerzos cortantes
Cuando los suelos se someten a esfuerzos cortantes, se distorsionan o
deforman; si la distorsión es lo suficientemente grande, las partículas se
resbalan entre sí, y se dice que el suelo falla al corte.

Una muestra de suelo sometida a un esfuerzo de corte puedepresentar tres tipos de falla:
a) Disgregamiento de sus partículas.
b) Deslizamiento de la masa a lo largo de ciertas líneas de
rotura o falla.
c) Si la masa de suelo es plástica, se produce la Fluencia
plástica.

Falla de una base apoyada sobre un manto de arena en un ensayo en modelo

Teoría de falla de Mohr-Coulomb
Esta teoría consiste en considerar que la resistencia (S)
de un materialpuede medirse por el esfuerzo cortante
máximo (τs o τf) que puede soportar dicho material,
que a su vez es función del esfuerzo normal actuante
en el plano en que ocurra la falla.
Si τs = S; entonces ocurre la falla

Línea de falla

σN = Esfuerzo normal actuante en
el plano de falla.

τs

= Esfuerzo tangencial o
cortante actuante en el plano
de falla.

Línea de falla = líneaenvolvente que
representa todos los posibles valores
de τs asociados a diferentes σN.
φ = ángulo de fricción interna del suelo.
c = cohesión.

+ Cohesivos friccionantes:
(La mayoría de los suelos)

Suelos según su
comportamiento
bajo esfuerzo
cortante

+ Puramente cohesivos o plásticos:
(Arcillas blandas o francas y limos
plásticos)

+ Puramente friccionantes o angulares:
(Arenaslavadas o francas)

Suelos cohesivos friccionantes (c ≠ 0, φ ≠ 0).

Línea de falla

  45 

Ley de Mohr-Coulomb


2

Suelos cohesivos puros (c ≠ 0, φ = 0).

Ley de Mohr-Coulomb

Suelos puramente friccionantes (c = 0, φ ≠ 0).

Ley de Mohr-Coulomb

Actualmente, la teoría de Mohr-Coulomb se utiliza con las siguientes modificaciones:

• El ángulo de fricción interna (φ) noes una constante, sino que depende
principalmente de:
 La compacidad del suelo.
 La forma y tamaño de los granos o partículas.
 Los niveles del esfuerzo normal.
 La granulometría.
• El parámetro c, de cohesión, depende del contenido de humedad presente en el suelo.
• El esfuerzo normal (σ) deberá ser efectivo.
La ecuación quedaría:

u = Presión en exceso de la
hidrostática opresión neutral

Si expresamos el criterio de Mohr-Coulomb en término de los esfuerzos de falla, quedaría:

Línea de
falla





 1   3Tan2  45    2cTan 45  


2

1


 Tan2  45    N
3
2

O, también:

3

1

1

1

  N
2
Tan  45  
2




2

Pruebas para medir la resistencia al corte del suelo
+ De corte directo
+ Decompresión
simple
De
laboratorio

+ Lenta (consolidada, drenada)
+ Triaxiales; de
compresión y de
extensión

+ Rápida consolidada
(consolidada, sin drenaje)

+ Rápida ( sin consolidación,
sin drenaje)

+ De penetración estándar (SPT)
De
campo

+ De penetración de cono (CPT)
+ De la veleta

a) Prueba de corte directo.
Esta prueba se aplica especialmente en arenas y consisteen aplicarle
esfuerzos normales (σ) y cortantes (τ) a un espécimen de suelo.

Máquina de corte directo

a) Prueba de corte directo.

N

R

N

A
R
S
A
A = área de la sección
transversal del espécimen

a) Prueba de corte directo.
Esfuerzo
cortante (S)

Se realizan varias pruebas y
se trazan los puntos σ-τ de
cada muestra; al ajustarle
una línea recta a los puntos
seobtiene la línea de falla
del material.

φ
Esfuerzo normal (σ)

b) Prueba de compresión simple (Cs). En esta prueba se utiliza un
prisma o cilindro de suelo con una altura de 1.5 a 2 veces el
diámetro medio, el cual se carga hasta la falla por compresión
simple (sin confinamiento lateral), haciendo la prueba con suficiente
rapidez para que la muestra no pierda humedad.

P

P
qu...