Presentacin de PowerPoint

Equilibrio plstico de los Suelos Expositor: Univ. Adalid Hugo Espinoza C.

UNIVERSIDAD AUTNOMA TOMS FRASFACULTAD DE INGENIERA CARRERA DE INGENIERA CIVIL

Las estructuras de retencin, tales como muros de retencin, los muros de stanos y malecones se encuentran comnmente en la ingeniera de suelos y cimentaciones los cuales soportan taludes de masas de tierra. Estas fuerzas laterales son causadas por la presin lateral de la tierra.Introduccin

Equilibrio EstticooEstado de ReposoUna masa de suelo est en estado esttico si cada punto de la misma se encuentra sin desplazamientos ni hacia la derecha ni hacia la izquierda.sv = g.zsh = Ko. svzdz Determinacin de Ko Coeficiente de Presin de tierra en Reposo Ensayos triaxiales especiales Ensayo presiomtrico Frmulas empricas

Jaky (1944) para arenasBrooker & Ireland (1965) para arcillas NCMayne & Kulhawy (1981) para arcillas SCUSACE (1989) para casos de relleno inclinado b con horizontal Valores tpicos de Ko (Winterkorn & Fang, 1975)Tipo de SueloKoArena suelta saturada0,46Arena densa saturada0,36Arena densa seca (e = 0,6)0,49Arena suelta seca (e = 0,8) 0,64Suelo residual arcilloso compacto0,42 0,66Arcilla limosa orgnica, indeformada y normalmente consolidada0,57Arcilla caolintica, indeformada0,64 0,70Arcilla de origen marino, indeformada y normalmente consolidada0,48Arcilla de alta sensibilidad, normalmente consolidada0,52EJEMPLO 1.Para el muro de retencin mostrado en la figura, determine la fuerza lateral de la tierra en reposo por unidad de longitud del muro. Determine tambin la posicin de la fuerza resultante.

Empujes de SueloEmpuje en Reposo (Eo)Eo

Ea

DesplazamientoEmpuje Activo (Ea): Empuje mnimo posibleEp

Empuje Pasivo (Ep): Empuje mximo posible

Distorsin Desarrollo de resistencia al corte

Desplazamiento7Equilibrio plstico o Estado lmiteUna masa de suelo est en equilibrio plstico si cada punto de la misma se encuentra al borde de la Rotura, es decir los elementos del suelo se encuentran sometidos a estado tensional.sv = g.zsh = Ko. svzdz Anlisis en Estado Plstico o Estado Lmite Admitir desplazamiento lateral de muro hasta desarrollo completo de resistencia al corte Teoras de equilibrio plstico o lmite para clculo de empujes de suelo Teora de Rankine (1857) Teora de Coulomb (1776)

No existen tensiones tangenciales entre paramento vertical de muro y el suelo (Muro liso) Superficie de nivel de agua en masa de suelo horizontal Sobrecarga uniformemente distribuida en superficie de terrenoTEORA DE RANKINE (1857)

Hiptesis Resistencia al corte de suelo obedece ley de Coulomb Relleno de superficie horizontal Trasds de muro verticalTeora de RankineshsvshashpReposoActivoPasivotsj90+j45+j/2

sfs1s3sjAOBArena

tHZona en fallaq= 45+j/2zH/3

Empuje de ArenaEmpuje de suelo: integracin de perfil de sh en altura de muro EJEMPLO 2.Calcule las fuerzas activa y pasiva de Rankine por unidad de longitud del muro mostrado en la figura y determine tambin la posicin de la resultante.

jcOMBAt

Arcilla en Condicin Drenada

Tensiones conjugadasEmpuje de Arcilla en Condicin DrenadaDistribucin de tensiones horizontales sigue siendo lineal, desplazada valor constante dado por cohesinHZona en fallaq= 45+j/2zh/3hEaZona Traccionada Suelo no soporta tracciones zona fisurada Fisuras pueden llenarse de agua empuje de aguazt = profundidad terica de fisura de traccin-+

h/3EahEJEMPLO 3.Calcule las fuerzas activa y pasiva de Rankine por unidad de longitud del muro mostrado en la figura y determine tambin la posicin de la resultante.

j = 0SuOs3s1st

Arcilla en Condicin no Drenada

EJEMPLO 4.En la figura, suponga un muro de retencin sin friccin. Determine la fuerza activa y pasiva despus de que ocurre la grieta de tensin.

EJEMPLO 5.En la figura, se muestra un muro de retencin. Determine la fuerza activa de Rankine por longitud unitaria del muro. Determine tambin la posicin de la resultante.

Discusin de la Teora de Rankine Condicin de paramento liso no es real existen tensiones tangenciales entre paramento vertical de muro y suelo superficies de deslizamiento no son planas Estados activos y pasivos responden a niveles de deformacin horizontal diferentes no se alcanzan simultneamente. Se utilizan parmetros resistentes para condicin de suelos saturados. En general los suelos del relleno no estn saturadosTEORA DE COULOMB (1776)Hiptesis: Resistencia al corte del suelo obedece ley de Coulomb Cohesin aparente del suelo nula (suelo granular) Hay friccin entre suelo y muro No hay adherencia entre suelo y muro Superficie del terreno puede ser horizontal o inclinada Trasds de muro puede ser vertical o inclinado Superficie de falla supuesta plana (cua de falla) No hay sobrecarga en superficie del terreno Suelo seco o completamente sumergido

Permite considerar efectos no previstos por Teora de Rankine

Ea = f()EaqEa maxEaFWFriccin suelo-murobABOqHdWaEaFjH/3Incgnitas del problema: magnitudes de Ea y F ngulo (W = f())Teora de Coulomb (1776)Solucin Grfica (polgono de fuerzas)Solucin Analtica (ecuaciones cardinales de equilibrio de fuerzas)

Tercera ecuacin maximizando Ea: crit

Muro con respaldo vertical (a = 90)

Adems superficie horizontal ( = 0) sin friccin entre muro y suelo ( = 0)

Coinciden Rankine y CoulombTeora de Coulomb (1776)j - j -

No recomendable Utilizar teoras que consideran superficies de falla curvasTeora de Coulomb (1776)Empuje pasivoEJEMPLO 6.Considere el muro de retencin mostrado en la figura. Se dan: H = 6 m; peso especfico del suelo = 16.5 KN/m3; ngulo de friccin del suelo 30; ngulo de friccin del muero = 2/3; cohesin del suelo, c = 0; = 0 y = 90. Calcule la fuerza activa de Coulomb por longitud unitaria del muro.

Estabilidad Externa de Muros de ContencinSolicitaciones Actuantes sobre el MuroSe necesita: Superficie de falla Resistencia al corte de suelo Solicitaciones y empujes sobre muroPesoFuerza de sustentacinEmpujeActivoResistenciaal deslizamientoEmpujePasivoBibliografa.Principios de Ingeniera de Cimentaciones Braja M. DasFundamentos de Ingeniera Geotcnica Braja M. DasEmpuje de los Suelos Alvaro Rostan

Gracias..!