fundaciones y muros

ESFUERZOS INDUCIDOS EN LOS SUELOS.

En el mundo de la ingeniería se relacionan los esfuerzos normales, y cortantes
con las diferentes tipos de estructuras que sirven de soporte de una determinada carga
teniendo en cuenta los esfuerzos máximos que soporta. Sin embargo estos términos
también son aplicados para el suelo; es decir una masa determinada a cierta distancia
de profundidad y enequilibrio experimenta de igual manera esfuerzos normales
horizontales y verticales por unidad de área (cargas sobre ella del mismo suelo o
carga superficial), como también esfuerzos cortantes debido a la fricción que existe
entre sus partículas.

Relacionar estos términos con el suelo es correcto ya que este al igual que los
metales está compuesto por partículas muy pequeñas (diferenciales)cuya suma de
esfuerzos da el esfuerzo total de la masa de suelo, esto solo si el esfuerzo varía poco
en una distancia del orden de magnitud del tamaño de la partícula más gruesa.
El esfuerzo puede dividirse en dos:



El que toman las partículas sólidas. Esfuerzo efectivo.
El que toman las partículas de agua en los poros. Esfuerzo neutro.

El esfuerzo efectivo es probablemente el conceptomás importante en la
ingeniería geotécnica. En el cálculo y análisis de problemas como el asentamiento de
los suelos, capacidad de carga de fundaciones, estabilidad de presas, y presión lateral
en estructuras de retención de tierra, la compresibilidad y resistencia al corte de un
suelo son las propiedades que más influyen en el diseño y estas propiedades
dependen en gran parte del esfuerzoefectivo, lo cual hace que el concepto del
esfuerzo efectivo sea muy importante en el análisis de estos problemas.

El suelo es una estructura esquelética de partículas sólidas en contacto,
formando un sistema intersticial de interconexiones entre los vacíos o poros. Los
poros están parcial o totalmente llenos de agua. Es por esta razón que los esfuerzos
efectivos pueden presentarse en lanaturaleza en diferentes maneras.

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



Suelos saturados con agua y cero de aire en los vacíos.
Suelos secos sin nada de agua en los vacíos
Suelos parcialmente saturados, con agua y aire en sus vacíos.

Se analizan generalmente los esfuerzos efectivos en suelos saturados, ya que
la presión ejercida por el agua a diferencia de la del aire juega un papel muy
importante en elanálisis de los esfuerzos efectivos.

En los suelos a diferencia de otros materiales sus componentes (sólidos, agua
y aire) no están firmemente unidos y es por esta razón que la respuesta del suelo en
conjunto a cualquier carga o la transmisión de esfuerzos de esa carga al interior del
suelo es la acumulación del comportamiento de sus tres componentes. El esqueleto
del suelo es por lo general muydeformable, debido al deslizamiento y reorganización
de las partículas. Por este motivo es que la deformación de una masa de suelo viene
controlada por la interacción entre las partículas individuales. Esta interacción entre
la estructura del suelo y el fluido en los poros determina el único comportamiento que
depende del tiempo en la masa del suelo, esto es debido a que el agua y el aire dentrolos espacios vacíos entre partículas se comportan en forma distinta según se apliquen
las cargas muy rápida o muy lentamente.

Esfuerzos en un suelo saturado sin infiltración:
Se dice que un suelo está saturado sin infiltración cuando en su parte superior
se localiza en agua y no tiene ninguna filtración para el suelo (parte inferior).
El esfuerzo total del suelo en la elevación de unpunto se obtiene a partir del
peso específico saturado del suelo y del peso específico del agua arriba de él.

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Esfuerzo en un suelo saturado con infiltración:
Si se tiene el esfuerzo efectivo en cualquier punto en una masa de suelo este
crecerá o decrecerá, dependiendo de la dirección de la infiltración.


Infiltración hacia arriba

La figura anterior muestra una capa de suelo...