SUELOS

ASENTAMIENTOS Y ESFUERZOS VERTICALES EN SUELOS QUE
SOPORTAN CARGAS VERTICALES DE DISTRIBUCIÓN ARBITRARIA
J. A. Rodríguez-Gutiérrez1 y J. Darío Aristizabal-Ochoa2
Resumen: Se propone un modelo para el cálculo de asentamientos y esfuerzos verticales
en suelos sometidas a cargas verticales distribuidas en el plano horizontal en áreas de forma
arbitraria. El modelo permite determinar losasentamientos elásticos o inelásticos y los
esfuerzos verticales en cualquier un punto debajo del área cargada. Dos tipos de variación del
módulo de elasticidad del suelo son utilizados: 1) el módulo varía linealmente con la
profundidad; 2) el módulo varía con la intensidad del esfuerzo vertical. Se obtienen
expresiones para los esfuerzos verticales y los asentamientos integrando las fórmulas deBoussinesq para varias distribuciones de presiones bajo la zapata (uniforme, lineal, y
parabólica). Se incluyen ayudas de diseño y cuatro ejemplos que demuestran la capacidad y
validez del algoritmo propuesto
Palabras Claves: desplazamientos, esfuerzos verticales, factores de influencia, metodos numéricos, zapatas.

SETTLEMENTS AND STRESSES IN SOILS SUPPORTING VERTICAL
LOADS OF ARBITRARYDISTRIBUTION
Abstract: An analytical model that calculates the displacements and stresses in an elastic
soil stratum supporting distributed loads over an area of arbitrary shape is presented. The
proposed equations are suitable for both the linear and nonlinear analyses of stresses and
displacements in elastic soils. Two models are proposed with the elastic modulus of the soil
varying: 1) linearlywith the depth of the supporting soil; and 2) according to the intensity of
vertical stress through the soil depth. Closed form expressions for the vertical stresses and
displacements are developed from direct integration of Boussinesq´s equation for three
different pressure distributions over the loaded area (uniform, linear and parabolic). Design
aids and four examples are also included toshow the simplicity and validity of the proposed
method.
Keywords: embankments, flexible footings, influence factors, numerical methods, displacements, vertical stresses.
INTRODUCCIÓN
La mayoría de las investigaciones sobre asentamientos y esfuerzos verticales en suelos sometidos a cargas verticales
superficiales son para casos de áreas rectangulares o circulares bajo carga verticalconcéntrica y distribución de
presiones uniforme. Tal distribución es luego utilizada para calcular esfuerzos y asentamientos verticales en el suelo.
Giroud (1968) fue uno de los primeros en presentar ayudas de diseño para el cálculo de asentamientos bajo zapatas
rectangulares considerando una distribución lineal de presiones (i.e. el caso de carga axial y flexión alrededor de uno de
los ejes desimetría). Jarquio y Jarquio (1984) presentan fórmulas explícitas para calcular los esfuerzos verticales en
zapatas rectangulares con una distribución lineal de presiones en el suelo. Braja (1990) presenta un método desarrollado
por Georgiadis y Butterfield (1988) para calcular asentamientos y rotaciones instantáneas de zapatas cargadas
excéntricamente.

1

2

Ingeniero Consultor, Calle 83 #45-29,Medellín-Colombia.
Profesor Generación 125-Años, Facultad de Minas, Universidad Nacional, Medellín-Colombia. E-mail: jdaristi2@yahoo.com

Rev. Int. de Desastres Naturales, Accidentes e Infraestructura Civil. Vol. 4(2) 105

En general, las investigaciones teóricas y experimentales sobre el comportamiento carga-asentamiento están
limitadas a áreas rectangulares y circulares bajo carga axialconcéntrica. Ueshita y Meyerhor (1967) presentan un
modelo de elementos finitos para analizar zapatas bajo suelos estratificados. Girijavallabhan y Reese (1968) presentan
un modelo de elementos finitos para analizar el comportamiento inelástico carga-asentamiento de zapatas. Desai y Reese
(1970) realizaron un estudio teórico experimental para analizar el comportamiento carga-asentamiento de...