06 Presión lateral de Tierras

Presión
lateral de
Tierras

SANDRA OSPINA LOZANO
IC –Mg Geotecnia

En que casos se evidencia?
• Taludes verticales: muros de contención,
tablestacas en voladizo, ataguías de
tablestacas, cortes apuntalados, etc

Variación de la presión lateral de
tierra en profundidad

Presión lateral de tierra en reposo
• A cualquier profundidad:
• Si el muro no se mueve y dh=O

• Suelo NC (Jaky, 1944):
•Arcillas NC (Brooker y Ireland, 1965) máximo
drenado:

Otros resultados de Brooker y Ireland
(1965)

Ko para arcillas
NC

IP
0-40
40-80

Arcillas Preconsolidadas

• Mayne y Kulhawy (1982)- arenas y arcillas

OCR máx: esfuerzo de cambio primera descarga-primera recarga

Arenas sueltas
• Sherif y otros (1984)

Presión lateral de tierra en reposo

Presión lateral de tierra en reposo

Presiónlateral de tierra en reposo con nivel
freático

Presión lateral de tierra en reposo con nivel
freático

EJEMPLOS Y EJERCICIOS Ko

Presión activa de tierras de Rankine

sa Presión activa de Rankine

Para la falla

Escriba la ecuación del círculo de mohr y despeje sa

Analizando la ecuación de presión activa

Profundidad de la grieta de
tensión

• Antes de la grieta de tensión

• Después de lagrieta

Suposiciones de diseño
(relleno granular=relleno cohesivo)

En z=0 sa=0
En z=H

Cuando se desarrolla la Presión activa
de tierras
• Cuando se permite que el muro “ceda”
• En rellenos granulares 0.001H y 0.004H
• En rellenos cohesivos 0.01H y 0.04H

EJEMPLOS Y EJERCICIOS Ka

Ka para terraplén inclinado
c =0

(c, f)

c=0

c≠0

Ka de coulomb (1776)
• Rankine s-m, fricción = 0
• Coulombs-m, fricción ≠ 0

Para diseño d se supone f/2, o

f

Ka Coulomb con sobrecarga
Ka: presión activa
de Coulomb

Presión pasiva Kp

Fricción s-m =0

Ka para condiciones
sísmicas
• Evolución (o historia temporal) de
desplazamientos y de esfuerzos
totales y efectivos (cálculos
acoplados esfuerzos-deformaciónflujo).
• Evolución de desplazamientos y
esfuerzos totales, cuando el cálculo se realiceen
esfuerzos totales sin consideración directa de las
consecuencias del flujo de agua en el interior del
terreno.

1.Cálculo con una representación simplificada del cimiento

Cálculo pseudo-estático del conjunto
s-e
• Se añaden fuerzas adicionales que representan
la acción dinámica

▫
▫
▫
▫

Coeficiente sísmico (50% apico)
Factor de seguridad (A.3.6 y A.3.7 NSR-10)
Resistencia del suelo (U)Evaluación de licuación – d (cimentaciones)

Empujes de tierra equivalentes
kh = kavg
Cuña estructural

Cuña en movimiento

Ws: Peso de la estructura

Wdw: Peso de la cuña en movimiento

Wsw: Peso del suelo
kvWsw

kvWdw

khWsw

khWdw

kv Ws
Wsw

khWs

Wdw

kh>0

ah = khg
Aceleración del terreno

Ws

kv= 0 (asumido)
av = kvg
Superficie de falla

Suposiciones
• Durante el sismo se produce empujeactivo de
tierras en el muro de contención.
• El relleno es un suelo no cohesivo y se encuentra en
estado seco (método de Mononobe-Okabe).
• La cuña activa de la falla se comporta como cuerpo
rígido de modo de manera las aceleraciones sean
uniformes a través del suelo
• El suelo detrás de la pared no se satura y la licuación
no ocurre.

Métodos de evaluación
• Método de Mononobe-Okabe (MO)

•Método de cuña de prueba
• Ábacos Empuje activo sísmico de tierrasNCHRP 611
• Método generalizado de equilibrio límite (GLE)

Método de Monobe-Okabe
1 2
Pae = γH 1-kv Kae
2
kv: Coeficiente de aceleración vertical, típicamente es cero
Kae: Factor por configuración geométrica

: Ángulo del respaldo del muro con la vertical, en grados
:

-1

tan

ah
1-kv

Modelo geomecánico
ß

khWs

Muro

H

Relleno±kvWs

Plano de falla

Ws
R Ø

Poc

aacae

Generación de valores inconsistentes
-1

ϕ≥β+Ψ=β+tan

ah
1-kv

ah ≤ 1-kv tan ϕ-β

Limitaciones del MO
• Rellenos c=0 y w=0
• No es apropiado para rellenos lejanos de la
pared del muro
• El ángulo del material de relleno debe ser menor
que 18.4°, o una pendiente de 3H: 1V
• Limitar a Kae ≤ 0.60
• Drenaje libre para los materiales de relleno
(suelos no...