Mecánica de Suelos – Tensiones en los suelos

Las tensiones en los macizos térreos pueden ser divididas en:

• Tensiones vírgenes: existen independientes de la interferencia del hombre (geostáticas y tectónicas)
• Tensiones inducidas: que devienen de las acciones impuestas por las obras construidas al interior de los macizos o en su superficie.

Tensiones Geostáticas: Son debidas apenas al peso del propio suelo.

Las tensiones al interior de los macizos del suelo son causadas por:

• Peso propio
• Cargas externas

La determinación de las tensiones al interior del macizo puede representar muchas dificultades, en tanto existen algunas situaciones para simplificar su análisis en que las tensiones pueden ser obtenidas de una forma bien simple.

Si

• La superficie del suelo fuese horizontal;
• La naturaleza del suelo no cambia mucho horizontalmente

Entonces tenemos que;

• Los planos horizontal y vertical son los principales

O sea, en estos planos no habrá tensión de corte.

Los suelos están constituidos por partículas y fuerzas aplicadas a ellos que son transmitidas de partícula a partícula, además de las que son soportadas por el agua de los vacíos. En los suelos existen tensiones debidas al peso propio y las cargas aplicadas.

Tensiones geoestáticas

Son tensiones debidas al peso del propio suelo

• Tensión efectiva (σ’): es la tensión soportada por los granos del suelo, o sea, es la tensión transmitida por los contactos entre las partículas.
• Presión neutra (μ): es la presión del agua, también denominada de poro-presión es originada por el peso de la columna de agua en el punto considerado ((μ = γ_a.H);
• Tensión total (σ): es la suma algebraica de la tensión efectiva (σ’) y de la presión neutra (μ).

Principio de las Tensiones Efectivas de Terzaghi

a)      La tensión efectiva, para suelos saturados puede ser expresada por:

b)      Todos los efectos mensurables resultantes de las variaciones de tensión en el suelo, como compresión, distorsión y resistencia al corte son debidas a las variaciones del estado de tensiones efectivas.

Ejemplo 1: Presiones debidas al peso propio del suelo sin la influencia del nivel del agua.

Siendo γ (ou γ_t) el peso aparente específico = P_t / V_t (que se determina por el frasco de arena).

Ejemplo 2: Presiones debidas al peso propio del suelo con la influencia del nivel del agua.

Ejemplo 3: Determinar las tensiones totales, tensiones neutras y tensiones efectivas en los puntos A, B, C y D para el perfil del suelo de la figura a continuación y trazar los diagramas. Adoptar γ_a = 1,0 tf/m³.

Respuesta:

*Presiones en tf/m².

Ejemplo 4: Resolver el ejercicio 1 considerando que la capa de arena por encima del NA está saturada debido a la ascensión capilar. Adoptar γ_sat = 2,1 tf/m³ para la arena.

Respuesta:

*Presiones en tf/m².

OBS.: La succión del suelo provoca un flujo en dirección contraria a la fuerza de gravedad provocando el aumento de la presión efectiva.

Ejemplo 5: Resolver el ejercicio 2 considerando:

a)      Inundación (NA = NT);

b)      El nivel del agua está 2,0 m por encima del NT.

Respuestas:

Ítem a:

Ítem b:

*Presiones en tf/m²