Medios Continuos

Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica, A.C.

XXVI Reunión Nacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica
Noviembre 14 a 16, 2012 – Cancún, Quintana Roo

Incremento de esfuerzos producido por un terraplén
Stress increment produced by an embankment load
Miguel MANICA
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Estudiante de posgrado, Universidad Nacional Autónoma de México.

RESUMEN: La determinación delincremento de esfuerzo vertical en una masa de suelo debido a cargas superficiales es una labor fundamental en el cálculo de asentamientos. En el caso de cargas producidas por la construcción de un terraplén, las soluciones disponibles consideran únicamente una porción del mismo, y es necesaria la adecuada adición o sustracción de dichas porciones para tomar en cuenta el efecto del terraplén completo. Elpresente artículo describe la obtención de las expresiones fácilmente programables que permiten la determinación del incremento de esfuerzos (vertical, horizontal y cortante) producido por un terraplén completo, en cualquier punto del medio. Se presenta un ejemplo para ilustrar la aplicación de las expresiones obtenidas, así como los resultados de un programa de computadora generado a partir deestas expresiones. ABSTRACT: The vertical stress increment computation within a soil mass due to surface loads is a fundamental task for settlements calculations. In the case of embankment loads, the available solutions only consider a portion of the embankment and a suitable addition or subtraction of such portions is needed to take account the effect of the whole structure. This paper describesthe obtainment of the easily programmable equations allowing the stress increment computation (vertical, horizontal and shear) due to the whole embankment, at any point of the half-space. An example is presented to illustrate the use of the equations as well as the results of a computer program built from such equations.

1 INTRODUCCIÓN 1.1 Antecedentes Debido a las condiciones de los proyectospara el desarrollo de infraestructura, la construcción de terraplenes sobre suelos blandos es cada vez más común. En este tipo de suelo, generalmente los estados límite de servicio rigen el diseño debido a su gran compresibilidad, por lo que la estimación de los asentamientos es una tarea fundamental en la proyección de estas estructuras. No es suficiente calcular los asentamientos en puntoscaracterísticos como en el centro y en las orillas del terraplén; es necesario determinarlos a lo largo de toda su sección trasversal a fin de poder evaluar su comportamiento y estar en condiciones de tomar decisiones respecto a procedimientos constructivos o viabilidad de los proyectos. En el cálculo de asentamientos, es necesaria la determinación del incremento de esfuerzos verticales en la masa desuelo. Diversos autores han recopilado soluciones obtenidas a partir de la teoría de la elasticidad, tales como Jürgenson (1934), Gray (1936), Newmark (1940), Poulos y Davis (1974). En el caso de terraplenes, una de estas soluciones es la obtenida por Carothers, la cual considera una porción del terraplén limitada en uno de sus extremos por un plano vertical. Analizando un punto

al centro delterraplén, basta con considerar una porción que represente la mitad del mismo, y multiplicar el esfuerzo obtenido por dos para tomar en cuenta el efecto del terraplén completo. Para puntos diferentes del centro, o incluso fuera del terraplén, Osterberg (1957) utiliza el principio de superposición, y mediante la correcta adición y sustracción de estas porciones, obtiene el incremento de esfuerzosverticales en cualquier punto del medio. Además, para la determinación de manera expedita del aporte de cada una de las porciones, presenta una carta de influencia (Figura 1). El procedimiento de Osterberg, así como su carta de influencia, han sido extensamente utilizados, incluso en la literatura moderna (Tan, 2000; Jones et al, 2008). Desafortunadamente, este procedimiento tiene el inconveniente...