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Geotecnia I - Fac. de Ing. U.N.L.P.

GEOTECNIA I
Guía Práctica para el seguimiento de las clases teóricas de

Suelos” “Consolidación de Suelos” Consolidació

Profesor: Ing. Augusto J. Leoni

Conceptos generales:
Variación de la presión del suelo con la profundidad

γ
γ =
z W

W V

V=A.z p

p
p = γ .z

A

p=

W γ .V = = γ .z A V /z

p = λ .z

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N
S P u s u

Presiones neutras y efectivas

N
S P s N = u.(S – s) + P u u

u

P

N P s = + u .( 1 − ) S S S
s σ = σ ' + u (1 − ) S
0

u = Presión neutra o intersticial N = Fuerza normal total S = Area del elemento de suelo s = Area de contacto entre partículas

σ = σ '+u
Tensión total = tensión efectiva + presión neutraPresiones neutras y efectivas
A

A

a1

a2 a3

a4

σ '=
b P4

a
H

P + P2 + P3 + P4 1 A

P1

P2 P3

as = a1 + a2 + a3 + a4
Area ocupada por el agua = A - as

HA

σ =

P1 + P2 + P3 + P4 u .( A − a s ) + A A u .( A − a s ) A
as ' = as A

a

b

σ = σ '+

σ = σ '+u (1 − as ' )

Como as’ es un valor muy pequeño podemos hacer

σ = σ '+ u

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Presiones neutras y efectivas
A

σ = σ '+ u
H

En el plano “a – b” tendremos:
HA

σ = H .γ w + ( H A − H )γ sat σ ' = ( H .γ w + ( H A − H )γ sat ) − H A .γ w
a b

σ ' = ( H A − H )γ sat − γ w ( H A − H ) σ ' = ( H A − H ).(γ sat − γ w )

σ ' = ( H A − H ).γ '

Presiones neutras y efectivas a) Suelo seco b) Suelo sumergido

H

σ = γ w.H
σ σ

hw

z

σ

z

σ = γ d .z = σ '

σ = γ w .H + γ '.z + γ w .z

σ = γ '.z + γ w .( H + z )

σ = σ '+u

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Hemos visto que cuando se construye una estructura, la misma debe transmitir su carga al subsuelo a través de las fundaciones que se proyecten. Estas cargas inducen tensiones en el subsuelo que setransmiten en profundidad de tal forma que a una profundidad de 2 x B, donde B es el ancho de la base, llega el 10% del valor de la tensión de apoyo σ. Por lo tanto si en la estratigrafía existe un manto compresible dentro de la profundidad de influencia del bulbo de tensiones, el mismo experimentará deformaciones por consolidación, a raíz de las tensiones inducidas por las fundaciones de laestructura.

σ
B

2B

10% σ

Manto de suelo blando saturado

σ

Si analizamos el estado de tensiones existentes en profundidad, por debajo de la estructura, vemos la posibilidad de dividir el estado tensional resultante para cada valor de la profundidad “z” considerada, en un estado inicial existente antes de colocar la estructura “po” y un estado final, luego de colocar la estructura “po +∆σ” ∆σ El valor de “po” lo obtenemos a partir de los pesos unitarios de los distintos mantos ubicados por encima de la profundidad “z “ considerada. po = γ’ . z Mientras que el valor de “∆σ es una función dela carga ∆σ” ∆σ aplicada σ y de z

po

∆σ

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Consolidación del suelo:
Supongamos un elemento de suelo blando y saturado quetiene la posibilidad de drenar el agua contenida en sus poros según la ley de Darcy y al que sometemos a una presión hidrostática “σ” σ exterior

Estado inicial Tiempo t = 0 -Toda la tensión externa la toma el agua que es incompresible por lo que no hay cambio de volumen -Los granos no interfieren entre si por lo tanto no generan tensiones de fricción lo que equivale a decir que no hay tensiónefectiva.

σ

σ

σ

p’ = 0

σ=u

σ

Consolidación del suelo:
Estado intermedio tiempo t ≠ 0

σ

El agua comienza a drenar, el volumen total disminuye y los granos comienzan a tocarse entre si, por lo tanto generan tensiones de fricción lo que equivale a decir que hay tensión efectiva. El agua sigue con presión y disminuyendo por lo tanto la presión neutra es menos a la...