CI4402 Clases5 6 7 8

CI4402
GEOMECANICA
UNIVERSIDAD DE CHILE
FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y
MATEMÁTICAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL

Prof. Luis Paredes
SEPTIEMBRE 2010

Teoría de Estado Crítico
Se distingue la resistencia al corte para la cual alcanza la
falla a volumen constante, que se llama “critical estate”
Roscoe, Schofield and Wroth, (1958)
Asi, se identifican 3 resistencias al corte para un sueloalcanzando la falla:
Resistencia peak τp
Estado crítico o resistencia a vol cte τ cv
Resistencia residual τr

Teoría de Estado Crítico
Esta resistencia al corte es intrinseca del suelo e independiente de la
densidad inicial o arreglo de partículas del suelo. En este estado, las
partículas que estan sometidas al corte se dice caen unas sobre otras sin
interlocking granular o desarrollo de planos dedeslizamiento que afecten la
resistencia al corte. En este punto, no hay estructura del suelo o ligazón que
afecte la resistencia al corte.
La resistencia residual ocurre para algunos suelos cuando la forma de las
particulas permanece alineada durante el corte (formando un plano de falla
tipo slickenside), resultando en una reducida resitencia a la continuación del
corte. Esto es particularmente válidopara muchas arcillas compuestas por
minerales aplanados, pero tambien se observa en algunos suelos granulares
con particulas de forma mas alargada. Aquellas arcillas que no tienen
minerales de ese tipo, (como las arcillas alofánicas) no presentan resistencia
residual.
Uso practico: Si se adopta esta teoría y se toma c' = 0; puede usarse τp ,
teniendo en cuenta los niveles de deformacionesanticipadas y el efecto de la
potencial ruptura. Para grandes deformaciones, debe considerarse el
potencial para formar planos de falla con un φ'r como el de la hinca de pilotes.
El Estado Crìtico ocurre en tasas de deformaciones cuasi estaticas. No
permite diferenciar entre resistencias al corte asociadas a diferentes
velocidades de deformaciones..

Datos de falla de ensayes en arcillas de Weald(Parry)

Cambio de estado en la falla en ensaye de corte
Drenado

Steady State Theory
La resistencia en el steady state se define como la resistencia al corte del
suelo cuando esta en una condición estacionaria, siendo este estado aquel
en que la masa se está continuamente deformando a volumen
constante,tensión efectiva normal constante, tensión de corte constante y
velocidad constante. (Poulos 1981)Steve Poulos planteó la hipotesis que
Arthur Casagrande formuló hacia el fin de su carrera. La mecanica de
suelos del Steady state es a menudo llamada "Harvard soil mechanics".
El steady state ocurre sólo despues de la rotura de las particulas si ellas
están completas y todas ellas se orientan en una condición estadística de
steady y en esta condición la tensión de corte necesaria para continuarla
deformación a una velocidad constante de deformación no cambia. Se
aplica a condiciones drenadas y no drenadas.

Definición de Skempton para Resistencia al Corte Residual

Definicion de Resistencia en estado crítico

Linea de Estado Critico y
propiedades índice

Modelos constitutivos
El modelo de Mohr-Coulomb que combina y generaliza las
soluciones de modelos constitutivos basadas en laLey de
Hooke de elasticidad lineal para describir el comportamiento
de suelos bajo condiciones de cargas y en la Ley de Coulomb
de plasticidad perfecta para describir el comportamiento del
suelo en estado de falla, se ha aplicado ampliamente debido
a su simplicidad.
No obstante, los suelos no son linealmente elásticos ni
perfectamente plásticos para todo el rango de cargas. Varios
modelosconstitutivos han sido propuestos por diversos
autores, para describir el comportamiento de suelos y
aplicarlo a modelación numérica, y en particular, a elementos
finitos.
Ningún modelo constitutivo de suelos puede describir
completamente el complejo comportamiento de suelos bajo
todas las condiciones.

Modelos Constitutivos
Además de la dificultades intrínsecas
de modelar suelos, la falla en estado...