Resistencia al corte

6.RESISTENCIA CORTANTE DEL SUELO 6 RESISTENCIA CORTANTE DEL SUELO

Estructura del suelo Estructura del suelo
Las relaciones volumétricas y gravimétricas nos dan información acerca de la  estructura del suelo. Vacios llenos de  agua y aire

Granos
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Resistencia a fuerzas cortantes Resistencia a fuerzas cortantesLa resistencia al corte de un suelo se debe a fuerzas de fricción que se generan en el plano de  deslizamiento o falla y a fuerzas de adhesión aparente que pueden existir entre partículas y que  se le denomina “cohesión”. W P (fuerza de corte)
Plano de deslizamiento

Ffricción= µ ∗ Ν µ Εl bloque se deslizará cuando. P>Ffricción
µ: Coeficiente de fricción(cte)

Vacios llenos de  agua y aire i

Ffricción
(resistencia a la  fuerza de corte)

N

W sen φ

W
W cos φΕl bloque se deslizará cuando. Wsenφ>µ * Wcosφ N φ
φ : Ángulo de fricción.
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Granos

En el equilibrio límite µ = tan φ

Resistencia a fuerzas cortantes Resistencia a fuerzas cortantes
El siguiente modelo explica las fuerzas de cohesión:

Bloque “ideal” sin peso

P (fuerza de corte)
Plano de deslizamiento

Εl bloque se deslizará cuando. P>Fcohesión

Fcohesión
(resistencia a la fuerza de corte)

Se coloca un adhesivo o un cementante entre el plano y el bloque .

Si se considera fuerzas de fricción y cohesión en el plano de deslizamiento y el bloque, la ley de resistencia del bloque (suelo) al deslizamiento (falla) sería:
Resistencia = Fcohesión + Ffricción Resistencia = Fcohesión + N tan φ R i i F h ió N φ
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Resistencia a fuerzas cortantes Resistencia a fuerzascortantes
Ejercicios conceptuales: Considera el modelo del bloque sobre un plano horizontal, el bloque tiene peso y además se le ha aplicado un cementante entre el bloque y el plano. Explica que experimento o experimentos realizarías para poder medir el coeficiente de fricción y la fuerza de cohesión debido al cementante, entre el plano y el bloque. Idealmente el cementante no afecta al coeficiente defricción. q

W P (fuerza de corte)

Ffricción+ Fcohesión
(resistencia a la  fuerza de corte)

N

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Resistencia al esfuerzo cortante Resistencia al esfuerzo cortante
Ejercicios conceptuales: •Si se tiene un depósito homogéneo, con peso volumétrico constante, sin cohesión entre partículas, ángulo de fricción constante y sin presencia de nivel freático, explique de forma cualitativa comovaría la resistencia del suelo con respecto a la profundidad, considerando un plano de 45 grados de inclinación q que va desde la superficie hasta el fondo del depósito. p p

•Se tiene el mismo depósito del párrafo anterior, pero existe nivel freático y este se encuentra en la superficie del depósito, explique si se modifica la resistencia del depósito con respecto al depósito del primerpárrafo. La presencia del nivel freático

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Fuerzas y Esfuerzos. Fuerzas y Esfuerzos
Es necesario introducir el concepto de esfuerzo para estudiar el interior de un medio. medio El esfuerzo es una fuerza de superficie es decir el esfuerzo siempre superficie, decir, está asociado a una superficie o plano de aplicación. No tiene sentido hablar del esfuerzo en un punto del interior del medio, si nose relaciona con p plano ideal que pase por él. q p p
Plano CD  Fo Plano AB Fo, es perpendicular  al plano AB Fo Plano AB Plano AB

dFs dF
F1

T
P F3 F2 Plano CD

T T= dFs
dFs dF
Plano CD

dS

T=Esfuerzo en P

Todo esfuerzo se puede descomponer en:  σ esfuerzo normal τ esfuerzo cortante esfuerzo cortante.

σ τ

τ

T´

T´ σ T´= dFs ´
dS´

Fo, T y T´tienen la misma dirección. La magnitud de T es mayor que T´. 

T´=Esfuerzo en P 7

Resistencia al esfuerzo cortante Resistencia al esfuerzo cortante
Ejercicios conceptuales: •Teniendo en cuenta el modelo de la lámina anterior, ¿cuánto se tendría que girar el plano AB, para que el esfuerzo cortante alcanzara el máximo valor?.

•En un cuerpo cualquiera, q se encuentra en equilibrio bajo la...