ESTUDIO DE LAS PRESIONES EN SUELOS
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ESTUDIO DE LAS PRESIONES EN EL SUELO 1 Ing. Raúl Valera G. En el esquema: As Superficie de contacto entre 2 partículas representativa de todas las áreas de contacto A Area tributaria media de las dos partículas P Fuerza total normal al plano de contacto T Fuerza total cortante al plano de contacto U n Presión de agua intersticial igual en todo sentido. El esfuerzo total normal y cortante será: = = Y los esfuerzos en la superficie de contacto será: = = Si consideramos el equilibrio en la dirección la dirección normal al plano tenemos: = +(− ) Si definimos σ g como la presión intergranular = = + 1 − ………… .() El esfuerzo cortante será: = … .() En el caso práctico es conocido P y A, es decir, la carga transmitida y el área de suelo que soporta dicha carga haciéndose imposible la determinación del “área intersticial (A s )” : en consecuencia, se hace imposible determinar (a) sin embargo es un valor muy pequeño, prácticamente despreciable, por lo tanto la ecuación (A) puede escribirse: = + En donde: σ Presión normal = Fuerza Total (P) aplicada sobre el área (A) μ n Presión del agua intersticial conocida como PRESION NEUTRA σ g Presión intergranular = Fuerza que soporta la estructura (P s ) del suelo sobre el área total (A) Este último esfuerzo es conocido como PRESION EFECTIVA ( ) Luego: = + ……. = − En Mecánica de Suelos se suele llamar (p) a la Presión Normal Total (σ) y se calcula como: = = ( ∶ )
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ESTUDIO DE LAS PRESIONES EN EL SUELO 1
Ing. Raúl Valera G.
En el esquema:
As Superficie de contacto entre 2 partículas representativa de todas las áreas de contacto
A Area tributaria media de las dos partículas
P Fuerza total normal al plano de contacto
T Fuerza total cortante al plano de contacto
Un Presión de agua intersticial igual en todo sentido.
El esfuerzo total normal y cortante será:
𝜎 =𝑃
𝐴 𝜏 =
𝑇
𝐴
Y los esfuerzos en la superficie de contacto será:
𝜎𝑠 =𝑃𝑠𝐴𝑠
𝜏𝑠 =𝑇𝑠𝐴𝑠
Si consideramos el equilibrio en la dirección la dirección normal al plano tenemos:
𝑃 = 𝑃𝑠 + (𝐴 − 𝐴𝑠)𝑢𝑛
Si definimos σg como la presión intergranular
𝜎𝑔 =𝑃𝑠𝐴
𝜎 = 𝜎𝑔 + 1 − 𝑎 𝑢𝑛 ………… . (𝐴)
El esfuerzo cortante será:
𝜏 = 𝑎𝑇𝑠 … . (𝐵)
En el caso práctico es conocido P y A, es decir, la carga transmitida y el área de suelo que soporta dicha carga haciéndose imposible la determinación del “área intersticial (As)” : en consecuencia, se hace imposible determinar (a) sin embargo es un valor muy pequeño, prácticamente despreciable, por lo tanto la ecuación (A) puede escribirse:
𝜎 = 𝜎𝑔 + 𝑢𝑛
En donde:
σ Presión normal
𝜎 =𝑃
𝐴 Fuerza Total (P) aplicada sobre el área (A)
µn Presión del agua intersticial conocida como PRESION NEUTRA
σg Presión intergranular
𝜎𝑔 =𝑃𝑠
𝐴 Fuerza que soporta la estructura (Ps) del suelo sobre el área total (A)
Este último esfuerzo es conocido como PRESION EFECTIVA ( )
Luego:
𝜎 = 𝜎 + 𝑢𝑛 ……. 𝜎 = 𝜎 − 𝑢𝑛 En Mecánica de Suelos se suele llamar (p) a la Presión Normal Total (σ) y se calcula como:
𝜎 = 𝑝 = 𝛾 𝑧 (𝑧 ∶ 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑)
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Ing. Raúl Valera G.
y un suele descomponerse en dos componentes:
𝑢𝑛 = 𝑢𝑛 + 𝑢
Donde:
uh Presión hidrostática
u Presión en exceso de la hidrostática.
Luego, si el agua está en condición de la hidrostática:
𝑝 = 𝑝 − 𝑢 𝑝 = 𝛾𝑚𝑧 − 𝛾𝑤𝑧 𝑝 = 𝛾𝑚 − 𝛾𝑤 𝑧 = 𝛾 ,
𝑤
𝑝 = 𝛾 ,𝑚𝑧
Ejemplo:
En un estrato de arena de 15 mts. de potencia la napa freática está situada 3 mts. debajo de la superficie. Suponiendo que todo el dep[osito está saturado por capilaridad, calcular y dibujar los diagramas de presión total, efectivo y neutral suponiendo la condición de hidrostática.
