Coeficiente de balasto

FACULTAD DE INGENIERIA U.N.L.P.

APUNTE DE COEFICIENTE DE BALASTO

Ing. Augusto José Leoni

Laboratorio de Mecánica de Suelos
Facultad de Ingeniería U.N.L.P.

INDICE 1 Introducción 1.1 Definición 1.2 Suelos arcillosos 1.3 Suelos granulares 2 Coeficiente de Balasto Horizontal 2.1 Suelos cohesivos 2.2 Suelos Granulares 2.3 Suelos arcillosos blandos 3 Análisis crítico 4 Ejercicios deaplicación 5 Bibliografía 3 3 5 6 12 12 13 15 17 21 30

Ing. Leoni Augusto José

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1. INTRODUCCION En todo problema geotécnico, el conocimiento o la estimación de las deformaciones en relación a las cargas asociadas que transfiere una fundación al terreno natural, es uno de los problemas más importantes de los proyectos deingeniería.
Lo que veremos en estos apuntes se refiere lógicamente, a asentamientos instantáneos, ya sea por deformaciones elásticas, plásticas, o por la suma de las dos, pero en ningún caso en estos cálculos, haremos intervenir los asentamientos por consolidación que deberán ser calculados y sumados a los valores acá determinados.

Para resolver esta situación, se utiliza muy frecuentemente, el“Coeficiente de Balasto” o “Módulo de Reacción del Suelo” también conocido como “Coeficiente de Sulzberger”, estudiado muy en profundidad por Terzaghi. Este parámetro asocia la tensión transmitida al terreno por una placa rígida con la deformación o la penetración de la misma en el suelo, mediante la relación entre la tensión aplicada por la placa “q” y la penetración o asentamiento de la misma “y”.Generalmente se la identifica con la letra “k” k= q y

Este módulo, se obtiene mediante un simple ensayo de carga sobre el terreno, que se realiza utilizando una placa metálica rígida de sección cuadrada de 30,5 cm de lado ó de sección circular con un diámetro de 30,5 cm, que se monta como se muestra en el esquema de la Fig. N° 1.

1.1 Definición El módulo de Reacción o Coeficiente de Balastose define como: La relación entre la tensión capaz de generar una penetración de la placa en el terreno de 0,05” que equivale a una deformación de 0,127 cm, es decir que este coeficiente es la pendiente de la recta que une el origen de coordenadas con el punto de la curva “tensión – deformación” que genera un asentamiento de la placa de 0,127 cm, como se aprecia en la figura adjunta.

Ing.Leoni Augusto José

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Viga de reacción

Aro de carga

-2m

Gato hidráulico

Plato de carga

Figura N° 1: Ensayo de plato de carga

σ

kg/cm2 k1 Curva tensión - deformación

σ1 

k1 =

σ1 (kg/cm3) 0.127cm

δ =0,127 cm
Figura N° 2: Coeficiente de balasto

δ (cm)

Ing. Leoni Augusto José

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Los resultados de estos ensayos se expresan con la letra “k” donde por lo general se asocia el subíndice 1 adosado a la letra k, para indicar que el valor corresponde a una placa rígida de 1 pie2 “k1”. Desde la masificación de los ordenadores electrónicos y el advenimiento de los métodos numéricos en el cálculo de las transferenciasde carga de las estructuras a los suelos, la interpretación de este fenómeno a partir de apoyos elásticos discretos, ha facilitado enormemente la interpretación de este fenómeno de transferencia de carga entre el suelo y la estructura.. Si tenemos una base de ancho “B” y de longitud “L” cargada con una carga “Q” y apoyada a una profundidad “D” en un terreno elástico, uniforme, con un módulo dedeformación constante “E”, que transmite al terreno donde se apoya una tensión “q” podremos decir que el asentamiento que la misma experimentará, por deformación elástica del terreno, puede ser aproximado por la expresión:

y=

q.B .( − ν 2 ).I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . .(1) 1 E

donde “ν” es el coeficiente de...