3.- ESTADO DE ESFUERZOS EN LA MASA DE LOS SUELOS

El estado tensional o de esfuerzos en las masas de los suelos, son laspresiones que se manejan en el fenmeno de Consolidacin y engeneral, en todos los problemas de Mecnica de Suelos.

Las presiones o esfuerzos que actan en las masas de suelossaturados son:

a) Presin total normal ().- Es el esfuerzo vertical total que soporta unsuelo; involucra a la presin efectiva y presin de poros.

b) Presin efectiva o presin intergranular ().- Son presiones que setransmiten directamente de grano a grano en el suelo.

c) Presin de poros o presin neutra ().- Presiones que actan contrael fluido que llena los poros o espacios intergranular del suelo.

Las presiones efectivas o intergranulares son las nicas que producencambios de volumen en la masa del suelo.

xANP

AN

AP '

' '

Cuando los vacos se llenan de agua

'

Presin efectiva en suelos sin flujo de agua

'

xHmSAT )('

Plano AB

xH'' Plano XX

xZ'' Cuando no hay flujo de agua la presinintergranular en un suelo sumergido es igualal peso volumtrico sumergido por la alturadel suelo arriba del plano considerado, sinimportar en lo absoluto la altura de aguasobre el suelo sumergido.

Presin efectiva en suelos con flujo de aguaPlano AB

hxH ''Plano XX

HZ

xhxxZ ''

xixZxZ ''

i = Gradiente hidrulicoEl trmino x xz se conoce como presin de filtracin.i

xixZxZ ''

Entonces la gradiente hidrulica para el cual la presin intergranular sehace igual a cero se conoce como gradiente crtico c

Si en vez de bajar el recipiente a, se lo levanta, la presin intergranularen el plano x-x, ser:

Si se hace igual a cero, entonces:

xixZxZ '

'i

Cuando en un suelo no cohesivo (arena) se hace una excavacin bajoel nivel del agua fretica, de tal modo que la presin intergranular seaigual a cero, puede observarse una agitacin de los granos del suelo,fenmeno conocido como arena movediza.

Cuando se presenta la ascensin capilar, debido a la presencia de aguafretica en la masa de suelo, como se indica, hay que observar que enla zona de saturacin por capilaridad la presin intergranular seincrementa debido al efecto negativo (-xhc) que la capilaridadproduce en la presin de poro.

Efecto de la ascensin capilar en los esfuerzos del suelos

4.- RELACIONES ENTRE ESFUERZOS VERTICALESY HORIZONTALES

Los suelos rompen por traccin o corte. La traccin produce grietas, queen algunos casos resultan dainas; sin embargo en ingeniera slo laresistencia a rotura por corte merece ser considerada.

La rotura por corte se inicia en un punto de una masa de suelo, cuando enun plano que pasa por ese punto se alcanza una combinacin crtica entrela tensin o esfuerzo normal y la tangencial o de corte.

Diagrama de rotura de Mohr

Si 1 y 3 corresponden al estado de rotura, entonces por lo menosuno de los puntos de la circunferencia de tensiones debe representaruna combinacin de (esfuerzo normal) y (esfuerzo de corte) queconduce a la rotura en algn plano a travs de ella.

Criterio de falla de Mohr Coulumb

t=c+s.tanDonde:

t= Resistencia al corte de suelo (kg/cm2)s'= Presin o esfuerzo efectivo (kg/cm2)= ngulo de resistencia al corte, o ngulo de friccin interno ()c' = Cohesin (kg/cm2)