Tecnologia

Universidad Nacional Experimental
“FRANCISCO DE MIRANDA”
Área de Tecnología
Programa de Ingeniería Civil
Cátedra: Mecánica de los suelos






















Santa Ana de Coro; Julio de 2012
Relaciones esfuerzo – deformación – tiempo en los suelos. Compresibilidad y Consolidación.
Las relaciones esfuerzo – deformación constituye un aspecto no simple de determinar,cuantificar e interpretar en los materiales térreos. Todos los materiales sufren deformación en mayor o menor grado cuando se les somete a carga. Tal deformación depende de la magnitud, del tipo y de la duración de la carga, pero sobretodo, de las propiedades mecánicas del material.
El suelo, tiene características y comportamiento menos uniforme que muchos otros materiales utilizados eningeniería, en cierto grado homogéneos e isotrópicos. Esto hace menos predecible el comportamiento de los suelos sujetos a presiones de fundaciones. El reto radica en el análisis de todos los aspectos involucrados, que permitan estimar con cierta aproximación, la deformación de una masa de suelo sometida a carga y la afectación de la estructuración que soporta. Esto es el único camino que conduce aconcretar un diseño seguro y económico, tratando con un material que no es elástico, ni plástico, ni homogéneo ni isotrópico.

Compresibilidad
A la fuerza que se le aplica a un suelo tratando de reducir su tamaño se le denomina fuerza de compresión y a la propiedad del suelo de reducir su tamaño se le denomina compresibilidad.
Cuando a un suelo se le aplica una fuerza con el fin de disminuir sutamaño, en realidad lo que se reduce son los espacios vacíos, por reacomodo de sus partículas sólidas. La compresión de las partículas sólidas y del agua es prácticamente insignificante. Si se trata de suelos saturados la compresión producida es debida casi enteramente a la expulsión del agua de los vacíos, como el agua fluye lentamente resulta un proceso diferido con el tiempo.
Un resorte, parabajos niveles de esfuerzo, tendría un comportamiento idealmente elástico. Dentro de los suelos, la arcilla tendría un comportamiento similar. La plastilina sería el ejemplo más simplista de un material idealmente plástico. Dentro de los suelos, las arenas se comportarían de igual manera.
Sin embargo, un suelo no es ni elástico ni plástico puro, frente a solicitudes de carga y descarga se observauna respuesta elasto – plasto – viscosa.



En otros términos, cuando un incremento de esfuerzo es aplicado sobre una masa de suelo, la deformación que se produce es función del tiempo, dependiente de los elementos elásticos y plásticos que el suelo posea.
La compresibilidad de los materiales que constituyen la fracción fina del suelo, se estudia en laboratorio por medio de un aparatodenominado consolidómetro. Este representa un estrato cargado extensamente en sentido vertical y donde la deformación horizontal permanece nula al aplicar la carga.


El problema se reduce a estudiar los esfuerzos y deformaciones en sentido normal a los planos de estratificación.

Compresibilidad de Suelos Confinados Lateralmente.
Si empleamos un consolidómetro para someter una muestra de sueloa una presión vertical y medimos su altura inicial y final para cada incremento de carga, se puede establecer la relación s vs. e.
La relación entre De y DH se puede obtener fácilmente observando el siguiente esquema.


Relación Esfuerzo – Deformación
Como se permite la disipación de la presión de poro, se trabaja siempre con esfuerzos efectivos. Dadas las relaciones anteriores se puedetrabajar, en Mecánica de Suelos, considerando las relaciones entre los esfuerzos actuantes y las variaciones de altura, las nuevas alturas, las deformaciones unitarias, las variaciones de la relación de vacíos, o con las nuevas relaciones de vacíos.
Se prefieren las relaciones de s vs. e, cuya gráfica recibe el nombre de curva de compresibilidad.



Si consideramos dos puntos cualesquiera...