capacidades de carga terzagui y meyenfor

CAPACIDAD DE CARGA
Introducción
Las cimentaciones de estructuras o equipos que soportan usualmente se diseñan para satisfacer ciertos requerimientos de servicio y resistencia. Las condiciones de servicio establecen que la cimentación debe comportarse satisfactoriamente, bajo las condiciones normales de cargas de operación que imponen la estructura o equipo que soportan, de tal forma que sesatisfagan los propósitos de su diseño. Las limitaciones de servicio se describen típicamente por el asentamiento u otras limitaciones de movimiento. El criterio de resistencia tiene el propósito de asegurar que la cimentación tenga la suficiente resistencia para soportar grandes cargas que ocasionalmente puedan producirse debido a fuerzas ambientales extremas o de otras fuentes. En lamayoría, pero no en todos los casos, el criterio de servicio o asentamiento y el criterio de resistencia, pueden tratarse independientemente. El criterio de servicio es típicamente de consideración a largo plazo para la cimentación y que depende de las características de consolidación con el tiempo del depósito de suelo. La resistencia de la cimentación, o la capacidad de carga, puede ser unproblema a corto plazo tal como en el caso de la construcción de un terraplén o una presa desplantada sobre un depósito de arcilla no drenada, o un problema a largo plazo en que la máxima carga sobre la cimentación puede presentarse en un tiempo desconocido.










La teoría de Terzaghi.
Esta teoría es uno de los primeros esfuerzos por adaptar a la mecánica de suelos, los resultadosde la mecánica del medio continuo. La teoría cubre el caso más general de suelos con “cohesión y fricción”. La teoría de Terzaghi es posiblemente la más usada para el cálculo de la capacidad de carga en el caso de cimientos poco profundos.
La expresión cimiento poco profundo se aplica al caso en que el ancho B es igual o mayor que la distancia vertical de la superficie del terreno natural y labase del cimiento (profundidad de desplante Df). en estas condiciones Terzaghi despreció la resistencia al esfuerzo cortante arriba del nivel de desplante del cimiento.
Supuso que el terreno sobre la base del cimiento solo produce un efecto que puede representarse por una sobrecarga q = γDf, actuante precisamente en un plano horizontal que pase por la base del cimiento, en donde γ es el pesoespecífico del suelo (figura 1).


Fig. 1. Equivalencia del suelo sobre el nivel de desplante de un cimiento con una
sobrecarga debida a su peso.
Con base en los estudios de Prandtl, para el caso de un medio puramente cohesivo, extendidos para el caso de un suelo cohesivo y friccionante, Terzaghi propuso el mecanismo de falla que se muestra en la figura 2, para un cimiento poco profundo, de longitudinfinita.
La zona I es una cuña que se mueve como cuerpo rígido con el cimiento, verticalmente hacia abajo. La zona II es de deformación tangencial radial; la frontera AC de esta zona forma con la horizontal el ángulo φ, cuando la base del cimiento es rugosa; si fuera idealmente lisa, dicho ángulo sería 45 + φ/2. La frontera AD forma un ángulo de 45 - φ/2 con la horizontal, en cualquiera de losdos casos. La zona III es una zona de estado plástico pasivo de Rankine.





Fig. 2. Mecanismo de falla de un cimiento poco profundo y continuo.

La penetración del cimiento en el terreno solo será posible si se vencen las fuerzas resistentes que se oponen a dicha penetración; éstas comprenden al efecto de la cohesión en la superficie AC y la resistencia pasiva del suelo desplazado,actuante en dichas superficies. Despreciando el peso de la cuña I y considerando el equilibrio de fuerzas verticales, Terzaghi dedujo una expresión para determinar la presión máxima que puede aplicarse al cimiento por unidad de longitud, sin provocar su falla; es decir, la capacidad de carga última del cimiento; dicha expresión es:
qu = cNc + γ1DfNq + 0.5γ2BNγ
donde: qu es la capacidad de carga...