3. ANÁLISIS DE TENSIONES EN UNA MASA DE SUELO

1

Tipos de deformaciones o asentamientos

CONCEPTOS GENERALES

2

CONSOLIDACIÓN Y COMPRESIÓN

3

4

ESFUERZOS BAJO FUNDACIONES FLEXIBLES

5

ESFUERZOS BAJO FUNDACIONES RÍGIDAS

6

Q

z

x

Carga puntual sobre semi-espacio elástico

SOLUCIONES ELÁSTICAS USADAS MECÁNICA DE SUELOS

7

∆ ·3

21

1 /

/

∆ ·12

3/

1 2/

∆ ·12

1 2 /

1/

INCREMENTOS DE ESFUERZO BOUSSINESQCARGA PUNTUAL 

8

5m

p=100 kPa

z

r

A

2m

B5m

ÁREA CIRCULAR CARGADA SOBRE UNA CAPA ELÁSTICA

9

p = 100 kPaa = 2.5m (radio del área cargada)z = 2m

Datos

Los incrementos de esfuerzo son independientes de los parámetros elásticos

ÁREA CIRCULAR CARGADA SOBRE UNA CAPA ELÁSTICA

Ejemplo:

∆ 1 1/

∆ 100 ∗ 100 1 1.25 / 75.6

10

10-3 10-2 10-1 10

2

4

6

8

10

10

9

8

7

6

5

4

3

2.52.0

1.51.25

1.00

0.0

z/a

z/a=2/2.5=0.8r/a=0/2.5=0.0p=100 kPa

11

Para determinar el incremento de esfuerzos en el punto B, no es posible usar la solución exacta, y el ábaco debe ser usado: 

En este caso r/a = 2, z/a = 0.8

Is = 0.03

Cont. ejemplo

12

10-3 10-2 10-1 10

2

4

6

8

10

10

9

8

7

6

5

4

3

2.52.0

1.51.25

1.00

0.0

z/a

z/a=2/2.5=0.8r/a=5/2.5=2.0p=100 kPa

13

∆ 11

1 /

/

11

1 /

/

∆ ∆2

1 22 1 2

1 / /

11 / /

(En el centro)

INCREMENTO DE ESFUERZO BAJO UNA FUNDACIÓN CIRCULAR

14

INCREMENTO DE ESFUERZO BAJO UNA FUNDACIÓN RECTANGULAR

∆2

tan1 1

∆2

tan

∆2

tan

/ , / , /

(En un vértice)

15

INCREMENTOS DE ESFUERZOS (POULOS AND DAVIS, 1974)

Fundación Circular:

Fundación Cuadrada:

Fundación Continua:

∆ 11

1 2

.

∆ 11

1 2

.

∆ 11

1 2

.

Calculado en el eje central

16

ÁBACOS DE INCREMENTOS DE ESFUERZOSCarga cuadra y continua (Boussinesq)

17

ÁBACOS DE INCREMENTOS DE ESFUERZOSFadum, 1948 ‐ Carga rectangular

18

A B

D C

zPlanta

X

q

LB

Ejemplo: Incrementos de esfuerzos – Carga rectangular

19

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

2.03.0

8

1010.10.01(n=L/z)

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

(m = B/z)

20

O

A B

D C

X

Y

Z

T

z

El ábaco de Fadum permite calcular elincremento de esfuerzos a unaprofundidad z bajo la esquina de un árearectangular cargada.

Debe usarse el principio de superposición

O

Planta

21

∆2

∆2

∆2

INCREMENTOS DE ESFUERZOS LATERALES – CARGA LINEAL 

22

INCREMENTOS DE ESFUERZOS LATERALES – CARGA LINEAL 

23

∆ sin cos 2

INCREMENTOS DE ESFUERZOS LATERALES – CARGA DISTRIBUIDA

24

INCREMENTOS DE ESFUERZOS LATERALES – CARGA DISTRIBUIDA

∆ sin cos 2

25

COEFICIENTE DE BALASTO DEL SUELO Y ENSAYOS DE PLACA DE CARGA

26

ENSAYO DE PLACA DE CARGA

27

ENSAYO DE PLACA DE CARGA

28

COEFICIENTE DE BALASTO – SUBGRADE COEFFICIENT

29

COEFICIENTE DE BALASTO

30

MÓDULO DE ELASTICIDAD EN ARENAS

31

· 1 ·

0.785

0.880

11 2

·

Placa circular:

Placa cuadrada:

Estimación del módulo Edométrico (Deformación en una dirección)

ESTIMACIÓN DEL MÓDULO DE YOUNG EN TÉRMINOS DEL COEFICIENTE DE BALASTO

32

2 ∞; /4

23· · 1

2

Fundaciones circulares o cuadradas

En arenas:

En suelos cohesivos:

Fundaciones rectangulares

ancho de la placa (generalmente 30 cm)

coeficiente de balasto vertical asociado a una zapata de ancho B

coeficiente de balasto vertical asociado a una placa cuadrada o circular de 30 cm de lado.

COEFICIENTE DE BALASTO DE UNA FUNDACIÓN

33