ESFUERZOS EN SUELOS
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GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION
ESFUERZOS EN SUELOS
ESFUERZO: Fuerza distribuida en un área
En suelos cada elemento toma una fracción de la fuerza de manera proporcional.
En cada punto de la masa de suelo es posible establecer un concepto de descomposición de esfuerzos en función de normales y tangenciales.
Volumen infinitesimal de suelo.
A
F
GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION
ESFUERZOS EN SUELOSPRINCIPIO DE ESFUERZOS EFECTIVOS
Fuerzas de contacto entre partículas individuales y fuerzas en el fluido intersticial.
zA
W
A
W
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NT NF
z
A zW
GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION
ESFUERZOS EN SUELOSPRINCIPIO DE ESFUERZOS EFECTIVOS
Esfuerzo total : Peso total de la columna de suelo
´ Esfuerzo debido al peso efectivo de las partículas de suelo
Presión hidrostática o intersticial
,
,
zA
W
A
WW
S
NT NF
z
A zW
GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION
ESFUERZOS EN SUELOSPRINCIPIO DE ESFUERZOS EFECTIVOS
TERZAGHI (1923)
En un punto cualquiera de la masa de suelo saturado el esfuerzo total es igual a la suma algebraica del esfuerzo efectivo en esa dirección y la presión intersticial.
Cambios en el esfuerzo efectivo representan cambios en las propiedades mecánicas del suelo
Importa para Capacidad portante
Estabilidad de taludes
Presiones de confinamiento
Cálculo de asentamientos
Esfuerzos inducidos
,
NT NF
z
A zW
GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION
ESFUERZOS EN SUELOS
ESFUERZOS GEOSTATICOS VERTICALES
Esfuerzo debido al peso propio de la masa de suelo.
No existen esfuerzos tangenciales horizontales o verticales.
VV
WW
z
V
z
V
V
z
z
dz
z
,
0
0
NT
NF
z
zw
GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION
ESFUERZOS EN SUELOS
ESFUERZOS GEOSTATICOS HORIZONTALES
Se expresa mediante el coeficiente de presión lateral de tierras en reposo.
,
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,
,
,
0
HH
WW
VH
V
H
z
K
KDepende de la magnitud de las deformaciones, de la deformabilidad del suelo, del tipo de suelo y de la historia de esfuerzos
Deformabilidad Relación de Poisson
RSCKK
RSCKSCSUELO
KNCSUELO
senK
NCSC
O
PVH
VH
00
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1
1
1
GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION
ESFUERZOS EN SUELOS
,H
,V
45º
Ko NC
Ko SC
,P
,H ,
H,O
GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION
ESFUERZOS EN SUELOS
MECANICA DE MEDIOS CONTINUOS
TENSOR DE ESFUERZOS
GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION
ESFUERZOS EN SUELOS
MECANICA DE MEDIOS CONTINUOS
GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION
ESFUERZOS EN SUELOS
MECANICA DE MEDIOS CONTINUOS
GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION
ESFUERZOS EN SUELOS
MECANICA DE MEDIOS CONTINUOS
GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION
ESFUERZOS EN SUELOS
ESFUERZOS EN UN PUNTO DE UNA MASA DE SUELO
El estado general de esfuerzos se caracteriza por esfuerzos normales y cortantes en cada dirección
s/ ejes directores
TENSOR DE ESFUERZOS
GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION
ESFUERZOS EN SUELOS
ESFUERZOS EN UN PUNTO DE UNA MASA DE SUELO
GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION
ESFUERZOS EN SUELOS
ESFUERZOS EN UN PUNTO DE UNA MASA DE SUELO
Se puede encontrar un estado de esfuerzos sobre tres planos perpendiculares tal que los esfuerzos cortantes sean nulos
ESFUERZOS Y PLANOS PRINCIPALES
TENSOR DE ESFUERZOS
3
2
1
00
00
00
1
2
3
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ESFUERZOS EN SUELOS
ESFUERZOS EN UN PUNTO DE UNA MASA DE SUELO
En el caso de la mayoría de las obras el volumen de suelo sometido a esfuerzo en una dirección es muy grande, por lo tanto las deformaciones en esa dirección se asumen como nulas y se puede realizar un análisis bidimensional aproximado a condiciones de deformación plana.
? ESTADO DE ESFUERZO PLANO
? ESTADO DE DEFORMACION PLANA
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ESFUERZOS EN SUELOS
ESFUERZOS EN UN PUNTO DE UNA MASA DE SUELO
GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION
ESFUERZOS EN SUELOS
ESFUERZOS EN UN PUNTO DE UNA MASA DE SUELO
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ESFUERZOS EN SUELOS
ESFUERZOS EN UN PUNTO DE UNA MASA DE SUELO
xxy
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y
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ESFUERZOS EN SUELOS
ESFUERZOS EN UN PUNTO DE UNA MASA DE SUELO
xxy
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2
22
2
1
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1xyyxyx
Expresión que permite graficar todos los posibles estados de esfuerzos en diferentes direcciones, para unas condiciones dadas de esfuerzos aplicados.
CIRCULO DE MOHR
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ESFUERZOS EN SUELOS
xyx ,
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xxy
yx
y
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ESFUERZOS EN SUELOS
xyx ,
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y
GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION
ESFUERZOS EN SUELOS
xyx ,
yxy ,
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yx
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R
C
22
2
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13
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ESFUERZOS EN SUELOS
xyx ,
yxy ,
xxy
yx
y
R
C 13
POLO
POLO
Punto del circulo desde el cual, al trazar una paralela a un plano cualquiera, se encuentran los esfuerzos en ese plano al intersectar el circulo.
GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION
ESFUERZOS EN SUELOS
xyx ,
yxy ,
xxy
yx
y
R
C 13
POLO
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MAX
GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION
ESFUERZOS EN SUELOS
p
q
MAX
Representar varios estados de esfuerzos para una muestra de suelo o muchas muestras diferentes
Diagramas p q
2
2
31
31
q
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cos
sencos
tan
tan
ca
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paq
c
ENVOLVENTE DE FALLA
ENVOLVENTE DE TRAYECTORIAS O
LINEA Kf
GEOTECNIA PARA LA CONSTRUCCION
ESFUERZOS EN SUELOS
´pop
´qoq PRUEBA DRENADA PRESION HIDROSTATICA CONSTANTE
PRUEBA NO DRENADA PRESION HIDROSTATICA VARIABLE
ESFUERZOS EFECTIVOS
ESFUERZOS TOTALES