Impermeabilización De Túneles
Páginas: 96 (23937 palabras)
Publicado: 27 de mayo de 2012
UNIVERSIDAD ALFONSO X EL SABIO
[pic]
GEOTECNIA II- 40 ICA
EL SOLIDO ELASTICO
Como ya hemos indicado en otras ocasiones, todos los trabajos en los que interviene la geotecnia tienen una estructura similar:
1. Conocer el terreno sobre el que va a apoyar nuestra estructura
2. Agrupar materiales con las mismas características geotécnicas
3. Utilizar modelos de comportamiento, y4. Determinar los esfuerzos, analizar las posibles roturas, obtener deformaciones, y comparar éstas con las admisibles para la estructura a construir.
Los puntos tercero y cuarto son precisamente los objetivos de este capítulo.
Vamos a analizar a continuación las tensiones y deformaciones que se producen en una porción de suelo cualquiera ante la aplicación de ciertos esquemas de cargas ensu interior o en su contorno.
Antes de ello conviene definir las constantes elásticas que con más frecuencia se emplean en la Mecánica de los Suelos.
Módulo de Young: [pic] (con (3=0; (3>0). Se obtiene de los ensayos de compresión simple y puede definirse de dos formas distintas: módulo tangente o módulo secante (E50). Un extremo..
Módulo edométrico: [pic] (con (3=0). Se obtiene de losensayos edométricos y es el Otro extremo.
Módulo de rigidez o de Corte: [pic]
Módulo de Poisson:[pic]
Un aspecto muy importante a analizar es el de las relaciones que presentan entre ellos, ya que no suele ser corriente efectuar muchos ensayos en la práctica. La introducción en estas relaciones de las constantes obtenidas de los pocos realizados permite deducir fácilmente otras que sean necesariaspara analizar con mayor profundidad el problema objeto de estudio. Adicionalmente estas relaciones pueden servir para poseer una visión más amplia que refrende o matice los resultados obtenidos de los distintos ensayos.
Aplicando las ecuaciones de la elasticidad es fácil deducir las siguientes:
a) Estado tensional isótropo: [pic]
b) Estado puro de corte: [pic]
c) Compresión confinada:[pic]
Por último, consideraremos a partir de este momento dos posibles estados de deformación del suelo como consecuencia de la aplicación de un determinado esquema de esfuerzos en su contorno, dependiendo de su capacidad de evacuación de agua.
a) Condiciones no drenadas o Corto Plazo: Tiene lugar esta situación cuando la carga se aplica de manera tan rápida que no hay drenaje o máscorrectamente, disipación de las sobrepresiones intersticiales generadas por las cargas impuestas. Considerando incompresible el agua y el esqueleto sólido del suelo, la deformación se produce sin que exista un cambio de volumen del suelo, por lo que el módulo de Poisson valdrá 0,5 (Se deduce de un estado tensional isotropo haciendo que la deformación volumétrica sea nula) y denominándose al módulo dedeformación característico de esta situación, módulo de deformación sin drenaje, Eu, y al asiento correspondiente, instantáneo o inicial, si.
b) Condiciones drenadas o Largo Plazo: Es característica de aquellos procesos de carga cuya aplicación tiene lugar de manera tan lenta que no se producen sobrepresiones intersticiales. Puede considerarse en este caso que el suelo tiene una capacidad dedrenaje tan elevada que impide el desarrollo de las sobrepresiones. Como consecuencia de ello, el comportamiento del suelo puede analizarse en términos efectivos, E’ y (’. En cuanto a los asientos, se denominan como asientos a largo plazo, sf.
Como consecuencia:
sconsolidación=sf-si
y si suponemos que si=0, tendremos entonces que
sconsolidación=sf
En cuanto a lo que se refiere a larelación existente entre los módulos característicos de una y otra situación, puede deducirse de los ensayos triaxaiales no drenados, sin más que considerar la igualdad de los módulos de corte en ambas (Gu=G’), resultando:
[pic]
Considerando que (’ suele presentar un valor típico en torno a 0,3, resulta Eu/E’=1,15. Sin embargo, valores tan elevados como 3 ó 4 no son infrecuentes en arcillas...
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GEOTECNIA II- 40 ICA
EL SOLIDO ELASTICO
Como ya hemos indicado en otras ocasiones, todos los trabajos en los que interviene la geotecnia tienen una estructura similar:
1. Conocer el terreno sobre el que va a apoyar nuestra estructura
2. Agrupar materiales con las mismas características geotécnicas
3. Utilizar modelos de comportamiento, y4. Determinar los esfuerzos, analizar las posibles roturas, obtener deformaciones, y comparar éstas con las admisibles para la estructura a construir.
Los puntos tercero y cuarto son precisamente los objetivos de este capítulo.
Vamos a analizar a continuación las tensiones y deformaciones que se producen en una porción de suelo cualquiera ante la aplicación de ciertos esquemas de cargas ensu interior o en su contorno.
Antes de ello conviene definir las constantes elásticas que con más frecuencia se emplean en la Mecánica de los Suelos.
Módulo de Young: [pic] (con (3=0; (3>0). Se obtiene de los ensayos de compresión simple y puede definirse de dos formas distintas: módulo tangente o módulo secante (E50). Un extremo..
Módulo edométrico: [pic] (con (3=0). Se obtiene de losensayos edométricos y es el Otro extremo.
Módulo de rigidez o de Corte: [pic]
Módulo de Poisson:[pic]
Un aspecto muy importante a analizar es el de las relaciones que presentan entre ellos, ya que no suele ser corriente efectuar muchos ensayos en la práctica. La introducción en estas relaciones de las constantes obtenidas de los pocos realizados permite deducir fácilmente otras que sean necesariaspara analizar con mayor profundidad el problema objeto de estudio. Adicionalmente estas relaciones pueden servir para poseer una visión más amplia que refrende o matice los resultados obtenidos de los distintos ensayos.
Aplicando las ecuaciones de la elasticidad es fácil deducir las siguientes:
a) Estado tensional isótropo: [pic]
b) Estado puro de corte: [pic]
c) Compresión confinada:[pic]
Por último, consideraremos a partir de este momento dos posibles estados de deformación del suelo como consecuencia de la aplicación de un determinado esquema de esfuerzos en su contorno, dependiendo de su capacidad de evacuación de agua.
a) Condiciones no drenadas o Corto Plazo: Tiene lugar esta situación cuando la carga se aplica de manera tan rápida que no hay drenaje o máscorrectamente, disipación de las sobrepresiones intersticiales generadas por las cargas impuestas. Considerando incompresible el agua y el esqueleto sólido del suelo, la deformación se produce sin que exista un cambio de volumen del suelo, por lo que el módulo de Poisson valdrá 0,5 (Se deduce de un estado tensional isotropo haciendo que la deformación volumétrica sea nula) y denominándose al módulo dedeformación característico de esta situación, módulo de deformación sin drenaje, Eu, y al asiento correspondiente, instantáneo o inicial, si.
b) Condiciones drenadas o Largo Plazo: Es característica de aquellos procesos de carga cuya aplicación tiene lugar de manera tan lenta que no se producen sobrepresiones intersticiales. Puede considerarse en este caso que el suelo tiene una capacidad dedrenaje tan elevada que impide el desarrollo de las sobrepresiones. Como consecuencia de ello, el comportamiento del suelo puede analizarse en términos efectivos, E’ y (’. En cuanto a los asientos, se denominan como asientos a largo plazo, sf.
Como consecuencia:
sconsolidación=sf-si
y si suponemos que si=0, tendremos entonces que
sconsolidación=sf
En cuanto a lo que se refiere a larelación existente entre los módulos característicos de una y otra situación, puede deducirse de los ensayos triaxaiales no drenados, sin más que considerar la igualdad de los módulos de corte en ambas (Gu=G’), resultando:
[pic]
Considerando que (’ suele presentar un valor típico en torno a 0,3, resulta Eu/E’=1,15. Sin embargo, valores tan elevados como 3 ó 4 no son infrecuentes en arcillas...
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