presiones_ tierra_estructuras_contencion
Páginas: 14 (3268 palabras)
Publicado: 28 de septiembre de 2015
PRESIONES DE TIERRA SOBRE ESTRUCTURAS DE CONTENCION EN
U
CONDICIONES DE SUELOS INESTABLES
SLD
ING. JAIME SUAREZ DIAZ
Universidad Industrial de Santander. Bucaramanga
ING. DIEGO COBOS ROA
Geotecnología Ltda. Bucaramanga
FR
RESUMEN
En una gran cantidad de situaciones, las presiones reales sobre las estructuras de
contención son muy superiores a las presiones activas o de reposocalculadas por los
sistemas tradicionales de Rankine o de Coulomb.
Esta es la situación de la presencia de zanjas para ductos de servicios públicos arriba del
muro, la colocación de rellenos detrás de las estructuras, los muros en suelos con
1R
discontinuidades, la presencia de mantos de suelos blandos o poco resistentes y las
estructuras para la contención de deslizamientos o movimientos de un talud.Se recomienda realizar el cálculo de presiones sobre las estructuras utilizando
modelaciones mediante programas comerciales de elementos finitos, los cuales permiten
modelar la condición real del suelo y realizar evaluación más real y confiable.
1
INTRODUCCION
Cuando un ingeniero va a diseñar una estructura de contención, se enfrenta al problema
de determinar la magnitud de las presiones ofuerzas que el suelo ejerce sobre la
U
estructura. Los textos de mecánica de suelos presentan algunas alternativas de cálculo
de presiones de tierras, presiones activas, presiones pasivas y presiones de reposo,
1R
FR
SLD
todas ellas dependientes del valor de un ángulo de fricción, el cual en ocasiones se
obtiene en el laboratorio o se recomienda en el estudio geotécnico y en otras se supone
porqueno existe información alguna.
Los parámetros de elasticidad, plasticidad y
comportamiento esfuerzo-deformación del suelo no son tenidos en cuenta.
En los casos de muros sencillos en suelos competentes el muro se construye y se
comporta eficientemente, pero en muchas ocasiones los muros han fallado o se han
presentado problemas de movimiento o agrietamiento.
Surge la pregunta : ¿en dónde secometió un error?.
En el ejercicio profesional, en suelos producto de situaciones geológicas complejas como
suelos residuales o depósitos en condiciones tropicales, se ha detectado que la magnitud
de las fuerzas reales puede ser mayor que la calculada mediante procedimientos
tradicionales. La ocurrencia de presiones con magnitud muy superior a las presiones
activas calculadas ha sido reportada porvarios autores (Kormornik, 1977).
La problemática tiene relación directa con que en la mayoría de los casos no tenemos en
cuenta para el cálculo las características geológicas y geotécnicas de los sitios donde se
va a construir el muro. El procedimiento de evaluar las presiones de tierra con base en un
ángulo de fricción sin tener en consideración otros elementos geológicos o geotécnicos,
haconducido a grandes fallas.
2
El objetivo del presente documento es el de indicar algunos procedimientos que se
pueden utilizar para determinar la magnitud de las presiones y fuerzas sobre estructuras
de contención, teniendo en cuenta las discontinuidades de origen geológico o antrópico.
U
ANÁLISIS DE EQUILIBRIO LÍMITE
1R
FR
SLD
Este es el caso típico que presentan la mayoría de textos degeotecnia. Generalmente
las presiones y fuerzas sobre el muro se calculan utilizando los criterios de “análisis de
equilibrio límite” propuestos por Rankine y por Coulomb.
Se supone que ocurre un desplazamiento del muro cuyo valor varía entre 0.001 H y
0.003 H y este desplazamiento induce una condición de falla sobre una superficie recta, la
cual forma un ángulo de 45º + φ / 2 con la horizontal (USArmy corps of engineers, 1994).
El resultado es una presión activa la cual genera una fuerza que se calcula utilizando la
expresión:
1
1
PA = γ '
K A h2
2 senθ cos δ
KA =
sen 2 (θ + φ )cos δ
sen (φ + δ )sen (φ + β )
senθ sen (θ − δ )1+
sen (θ − δ )sen (θ + β )
2
Este criterio es el más utilizado universalmente para el diseño de muros.
Presiones de reposo
En algunas ocasiones se...
U
CONDICIONES DE SUELOS INESTABLES
SLD
ING. JAIME SUAREZ DIAZ
Universidad Industrial de Santander. Bucaramanga
ING. DIEGO COBOS ROA
Geotecnología Ltda. Bucaramanga
FR
RESUMEN
En una gran cantidad de situaciones, las presiones reales sobre las estructuras de
contención son muy superiores a las presiones activas o de reposocalculadas por los
sistemas tradicionales de Rankine o de Coulomb.
Esta es la situación de la presencia de zanjas para ductos de servicios públicos arriba del
muro, la colocación de rellenos detrás de las estructuras, los muros en suelos con
1R
discontinuidades, la presencia de mantos de suelos blandos o poco resistentes y las
estructuras para la contención de deslizamientos o movimientos de un talud.Se recomienda realizar el cálculo de presiones sobre las estructuras utilizando
modelaciones mediante programas comerciales de elementos finitos, los cuales permiten
modelar la condición real del suelo y realizar evaluación más real y confiable.
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INTRODUCCION
Cuando un ingeniero va a diseñar una estructura de contención, se enfrenta al problema
de determinar la magnitud de las presiones ofuerzas que el suelo ejerce sobre la
U
estructura. Los textos de mecánica de suelos presentan algunas alternativas de cálculo
de presiones de tierras, presiones activas, presiones pasivas y presiones de reposo,
1R
FR
SLD
todas ellas dependientes del valor de un ángulo de fricción, el cual en ocasiones se
obtiene en el laboratorio o se recomienda en el estudio geotécnico y en otras se supone
porqueno existe información alguna.
Los parámetros de elasticidad, plasticidad y
comportamiento esfuerzo-deformación del suelo no son tenidos en cuenta.
En los casos de muros sencillos en suelos competentes el muro se construye y se
comporta eficientemente, pero en muchas ocasiones los muros han fallado o se han
presentado problemas de movimiento o agrietamiento.
Surge la pregunta : ¿en dónde secometió un error?.
En el ejercicio profesional, en suelos producto de situaciones geológicas complejas como
suelos residuales o depósitos en condiciones tropicales, se ha detectado que la magnitud
de las fuerzas reales puede ser mayor que la calculada mediante procedimientos
tradicionales. La ocurrencia de presiones con magnitud muy superior a las presiones
activas calculadas ha sido reportada porvarios autores (Kormornik, 1977).
La problemática tiene relación directa con que en la mayoría de los casos no tenemos en
cuenta para el cálculo las características geológicas y geotécnicas de los sitios donde se
va a construir el muro. El procedimiento de evaluar las presiones de tierra con base en un
ángulo de fricción sin tener en consideración otros elementos geológicos o geotécnicos,
haconducido a grandes fallas.
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El objetivo del presente documento es el de indicar algunos procedimientos que se
pueden utilizar para determinar la magnitud de las presiones y fuerzas sobre estructuras
de contención, teniendo en cuenta las discontinuidades de origen geológico o antrópico.
U
ANÁLISIS DE EQUILIBRIO LÍMITE
1R
FR
SLD
Este es el caso típico que presentan la mayoría de textos degeotecnia. Generalmente
las presiones y fuerzas sobre el muro se calculan utilizando los criterios de “análisis de
equilibrio límite” propuestos por Rankine y por Coulomb.
Se supone que ocurre un desplazamiento del muro cuyo valor varía entre 0.001 H y
0.003 H y este desplazamiento induce una condición de falla sobre una superficie recta, la
cual forma un ángulo de 45º + φ / 2 con la horizontal (USArmy corps of engineers, 1994).
El resultado es una presión activa la cual genera una fuerza que se calcula utilizando la
expresión:
1
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PA = γ '
K A h2
2 senθ cos δ
KA =
sen 2 (θ + φ )cos δ
sen (φ + δ )sen (φ + β )
senθ sen (θ − δ )1+
sen (θ − δ )sen (θ + β )
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Este criterio es el más utilizado universalmente para el diseño de muros.
Presiones de reposo
En algunas ocasiones se...
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