mec.suelos
Páginas: 7 (1534 palabras)
Publicado: 25 de mayo de 2014
RESISTENCIA AL ESFUERZO CORTANTE
Los suelos, como cualquier material, bajo ciertas solicitaciones, se comportarán como materiales elásticos, pero en muchas veces tendrá deformaciones mayores de las normales, por lo que será un factor predominante el considerar la plasticidad del suelo.
El suelo puede presentar diversos tipos de fallas tales como:disgregamiento, deslizamiento en líneas de rotura o fluencia plástica.
La resistencia al esfuerzo cortante está representada por la ecuación de Coulomb.
τ = c + σ0
tanϕ
En la que:
τ= Resistencia al corte del suelo.
c= Cohesión del suelo.
σ0= Esfuerzo normal intergranular.
φ= Ángulo de fricción interna del suelo, el cual se supone que es constante.
La cohesión puede ser definida comola adherencia entre las partículas del suelo debida a la atracción entre ellas, producidas por sus fuerzas intergranulares.
El ángulo de fricción interna es función de la uniformidad de las partículas del suelo, del tamaño y la forma de los granos y de la presión normal.
La utilización de la ecuación de Coulomb no condujo siempre a diseños satisfactorios de estructuras de suelo. La razónpara ello no se hizo evidente hasta que Terzaghi publicó el principio de esfuerzos efectivos σ = σ´ + u. Pudo apreciarse entonces que, dado que el agua no puede soportar esfuerzos cortantes sustanciales, la resistencia al corte de un suelo debe ser resultado únicamente de la resistencia a la fricción que se produce en los puntos de contacto entre partículas; la magnitud de ésta depende sólo de lamagnitud de esfuerzos efectivos que soporta el esqueleto de suelo. Por tanto, cuanto más grande sea el esfuerzo efectivo normal a un plano de falla potencial, mayor será la resistencia al corte de dicho plano. Entonces si se expresa la ecuación de Coulomb en términos de esfuerzos efectivos, se tiene:
En la cual los parámetros c´ y φ´ son propiedades del esqueleto del suelo, denominadascohesión efectiva y ángulo de fricción efectiva, respectivamente.
Puesto que la resistencia al corte depende de los esfuerzos efectivos del suelo, los análisis de estabilidad se harán entonces en términos de esfuerzos efectivos. Sin embargo, en ciertas circunstancias el análisis puede hacerse en términos de esfuerzos totales y por lo tanto, en general, se necesitará determinar los parámetros deresistencia al corte del suelo en esfuerzos efectivos y en esfuerzos totales. Es decir, los valores de c´, φ´ y c, φ. Estos se obtienen, a menudo en ensayos de laboratorio realizados sobre muestras de suelo representativas mediante ensayo de corte directo (ASTM D-3080-72) o el ensayo de compresión triaxial (ASTM D-2850-70).
Estado de esfuerzo y deformaciones.
Desde el punto de vista de larelación esfuerzo-deformación, debemos tener en cuenta dos tipos de resistencia.
Resistencia máxima o resistencia pico.
Es la resistencia al corte máxima que posee el material que no ha sido fallado previamente, la cual corresponde al punto más alto de la curva esfuerzo-deformación. La utilización de la resistencia
pico en el análisis de estabilidad asume que la resistencia pico se obtienesimultáneamente a lo largo de toda la superficie de falla. Sin embargo, algunos puntos en la superficie de falla han alcanzado deformaciones mayores que en otros, en un fenómeno de falla progresiva y asumir que la resistencia pico actúa simultáneamente en toda la superficie de falla puede producir errores en el análisis.
Resistencia residual
Es la resistencia al corte que posee elmaterial después de haber ocurrido la falla.
Skempton (1964) observó que en las arcillas sobreconsolidadas, la resistencia calculada del análisis de deslizamientos después de ocurridos, correspondía al valor de resistencia residual y recomendó utilizar para el cálculo de factores de seguridad, los valores de los parámetros obtenidos para la resistencia residual φr y cr. Sin embargo, en los suelos...
RESISTENCIA AL ESFUERZO CORTANTE
Los suelos, como cualquier material, bajo ciertas solicitaciones, se comportarán como materiales elásticos, pero en muchas veces tendrá deformaciones mayores de las normales, por lo que será un factor predominante el considerar la plasticidad del suelo.
El suelo puede presentar diversos tipos de fallas tales como:disgregamiento, deslizamiento en líneas de rotura o fluencia plástica.
La resistencia al esfuerzo cortante está representada por la ecuación de Coulomb.
τ = c + σ0
tanϕ
En la que:
τ= Resistencia al corte del suelo.
c= Cohesión del suelo.
σ0= Esfuerzo normal intergranular.
φ= Ángulo de fricción interna del suelo, el cual se supone que es constante.
La cohesión puede ser definida comola adherencia entre las partículas del suelo debida a la atracción entre ellas, producidas por sus fuerzas intergranulares.
El ángulo de fricción interna es función de la uniformidad de las partículas del suelo, del tamaño y la forma de los granos y de la presión normal.
La utilización de la ecuación de Coulomb no condujo siempre a diseños satisfactorios de estructuras de suelo. La razónpara ello no se hizo evidente hasta que Terzaghi publicó el principio de esfuerzos efectivos σ = σ´ + u. Pudo apreciarse entonces que, dado que el agua no puede soportar esfuerzos cortantes sustanciales, la resistencia al corte de un suelo debe ser resultado únicamente de la resistencia a la fricción que se produce en los puntos de contacto entre partículas; la magnitud de ésta depende sólo de lamagnitud de esfuerzos efectivos que soporta el esqueleto de suelo. Por tanto, cuanto más grande sea el esfuerzo efectivo normal a un plano de falla potencial, mayor será la resistencia al corte de dicho plano. Entonces si se expresa la ecuación de Coulomb en términos de esfuerzos efectivos, se tiene:
En la cual los parámetros c´ y φ´ son propiedades del esqueleto del suelo, denominadascohesión efectiva y ángulo de fricción efectiva, respectivamente.
Puesto que la resistencia al corte depende de los esfuerzos efectivos del suelo, los análisis de estabilidad se harán entonces en términos de esfuerzos efectivos. Sin embargo, en ciertas circunstancias el análisis puede hacerse en términos de esfuerzos totales y por lo tanto, en general, se necesitará determinar los parámetros deresistencia al corte del suelo en esfuerzos efectivos y en esfuerzos totales. Es decir, los valores de c´, φ´ y c, φ. Estos se obtienen, a menudo en ensayos de laboratorio realizados sobre muestras de suelo representativas mediante ensayo de corte directo (ASTM D-3080-72) o el ensayo de compresión triaxial (ASTM D-2850-70).
Estado de esfuerzo y deformaciones.
Desde el punto de vista de larelación esfuerzo-deformación, debemos tener en cuenta dos tipos de resistencia.
Resistencia máxima o resistencia pico.
Es la resistencia al corte máxima que posee el material que no ha sido fallado previamente, la cual corresponde al punto más alto de la curva esfuerzo-deformación. La utilización de la resistencia
pico en el análisis de estabilidad asume que la resistencia pico se obtienesimultáneamente a lo largo de toda la superficie de falla. Sin embargo, algunos puntos en la superficie de falla han alcanzado deformaciones mayores que en otros, en un fenómeno de falla progresiva y asumir que la resistencia pico actúa simultáneamente en toda la superficie de falla puede producir errores en el análisis.
Resistencia residual
Es la resistencia al corte que posee elmaterial después de haber ocurrido la falla.
Skempton (1964) observó que en las arcillas sobreconsolidadas, la resistencia calculada del análisis de deslizamientos después de ocurridos, correspondía al valor de resistencia residual y recomendó utilizar para el cálculo de factores de seguridad, los valores de los parámetros obtenidos para la resistencia residual φr y cr. Sin embargo, en los suelos...
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