Resistencia De Suelos

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TEMA 6. CALCULO DE LA RESISTENCIA EN SUELOS. Introducción
Hasta ahora sabemos cómo calcular las tensiones en el terreno: Peso propio + acciones exteriores. Círculos de Mohr (tensiones efectivas y tensiones totales).

σ

¿El terreno resiste esas tensiones? En este tema se estudia. SI ⇒ Se puede realizar la construcción que transmite esas tensiones. NO ⇒ Hay que rediseñar la obra parareducir las tensiones. NO ⇒ Si se construye la obra tal como está diseñada, se producirá el fallo (colapso) del terreno.

U.P.V.

E.H.U.

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TEMA 6. CALCULO DE LA RESISTENCIA EN SUELOS. Definición de fallo de un suelo (I)
El suelo no es capaz de resistir esfuerzos de tracción. Sí puede resistir esfuerzos de compresión. Se produce el fallo en forma de deslizamiento a lo largo de unasuperficie interna del terreno.

Imágenes extraídas del CTE. DB-SE-Cimientos

La resistencia de un suelo es una función de su resistencia al deslizamiento ⇔ Resistencia al esfuerzo cortante. Depende de: Fuerza normal entre superficies deslizante y fija. Rozamiento entre partículas. Cohesión.

U.P.V.

E.H.U.

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TEMA 6. CALCULO DE LA RESISTENCIA EN SUELOS. Criterio de fallo deMohr-Coulomb (I) Analogía con el comportamiento de un sólido rígido
F T

Sólido rígido μ⋅F

Se producirá el deslizamiento del sólido sobre la superficie si T ≥ μ⋅F. μ es el coeficiente de rozamiento entre sólido y superficie. Cuanto mayor sea la fuerza F, mayor será la fuerza de rozamiento μ⋅F.

U.P.V.

E.H.U.

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TEMA 6. CALCULO DE LA RESISTENCIA EN SUELOS. Criterio de fallo de Mohr-Coulomb(II) Analogía con el comportamiento de un sólido rígido: ¿qué ocurriría en una "pastilla" de suelo?
F Suelo τ τ τ τ T

Comienza a producirse el deslizamiento entre la mitad superior y la mitad inferior cuando:
Tmáx FRφ μ φ ⋅ F = = = μ φ ⋅ σ = σ ⋅ tg φ A A A
τ f = σ ⋅ tg φ
Tmáx = τ máx = τ f A

φ es el "ángulo de rozamiento interno", y es una constante del suelo
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-5-TEMA 6. CALCULO DE LA RESISTENCIA EN SUELOS. Criterio de fallo de Mohr-Coulomb (III)
No todos los suelos se comportan igual. Las arcillas presentan "cohesión", independientemente de F, que también aporta resistencia. La "cohesión" se representa por c y también es una constante del suelo Por lo tanto, en un suelo genérico la ley que regula su comportamiento resistente sería:
τ f = c + σ ⋅ tg φEn 1925, Terzaghi observa diferencias con la experiencia y modifica la expresión:
τ f = c + σ′ ⋅ tg φ

Además, puesto que en algunos tipos de suelos su comportamiento es variable en el tiempo, se hablará de una resistencia "rápida" o "a corto plazo" y otra "lenta" o "a largo plazo“, con parámetros φ y c distintos, tal como se puede observar en la página siguiente.
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TEMA6. CALCULO DE LA RESISTENCIA EN SUELOS. Criterio de fallo de Mohr-Coulomb (IV)
τ τf = c + σ’⋅ tg φ φ

τf = σ’⋅ tg φ

1

3

Líneas de resistencia intrínseca
2
c φ

Angulo de rozamiento interno

τf = c σ

Cohesión

Suelos granulares y arcillas NC en condiciones de drenaje (largo plazo). Cualquier tipo de arcilla sin posibilidad de drenaje (corto plazo). Arcillas sobreconsolidadasen condiciones de drenaje (largo plazo) y suelos que contienen todo tipo de partículas.
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TEMA 6. CALCULO DE LA RESISTENCIA EN SUELOS. Criterio de fallo de Mohr-Coulomb (V)
τ φ τ φ

c

NO FALLO

FALLO
σ c σ

σ’3 σ’1

Por lo tanto, conocido el estado de tensiones en un punto del suelo y representado mediante el círculo de Mohr, se comparará con la recta deresistencia intrínseca (ver figuras) dando lugar a situaciones de “fallo” o “no fallo”.

⎛π φ⎞ ⎛π φ⎞ σ′3 = σ′ ⋅ tg 2 ⎜ − ⎟ − 2 ⋅ c ⋅ tg⎜ − ⎟ 1 ⎝ 4 2⎠ ⎝ 4 2⎠

⎛π φ⎞ ⎛π φ⎞ σ′ = σ′3 ⋅ tg 2 ⎜ + ⎟ + 2 ⋅ c ⋅ tg⎜ + ⎟ 1 ⎝ 4 2⎠ ⎝ 4 2⎠
Expresiones que relacionan las tensiones principales en un punto del suelo con sus parámetros resistentes, φ y c, en la situación de fallo. U.P.V.

E.H.U.

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TEMA...