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1.1 Teora de Esfuerzos aplicados a los suelos

Para explicar el comportamiento ingenieril de los suelos esnecesario entender el concepto de esfuerzo en una masa de suelo y,en particular, la manera como el esfuerzo que acta sobre el suelocomo un todo se relaciona con los esfuerzos que se desarrollan

dentro del esqueleto del suelo y del fluido intersticial.

Para resolver problemas de ingeniera, es necesario entender comoevaluar los esfuerzos que actan en un punto de la masa de suelodebidos a su propio peso y as mismo el cambio de esfuerzos que seinduce en el suelo debido a la accin de carga externa producto dela construccin de obras de ingeniera.

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Esfuerzos en un punto de una masa de suelo

En la figura se muestra el estado general de esfuerzos totales en unelemento dentro de una masa de suelo. El estado general deesfuerzos que resulta en cada cara se caracteriza por unacomponente de esfuerzo normal y dos componentes de esfuerzo

cortante , cada una de las cuales se identifica con un sufi!odireccional relacionada con las tres direcciones de referencia x, y, z.

"in embargo, para este estado de esfuerzos debe existir en elelemento un con!unto de tres planos mutuamente perpendiculares

sobre los cuales el esfuerzo resultante es normal, con lascomponentes de esfuerzos cortantes nulos. Estos son los planos

principales, y los esfuerzos normales asociados son los esfuerzosprincipales.

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Estado general de esfuerzos en un elemento de suelo Esfuerzos principales

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En muc#os problemas de ingeniera, es suficiente analizar losesfuerzos solo en el plano, debido a que lo mas significativo en elan$lisis de los esfuerzos se limita a un problema de deformacin

plana.

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nlisis !idimensional de esfuerzos:

Crculo de "o#r de esfuerzos.

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%a figura anterior muestra un caso tpico de un elemento deterreno o suelo por deba!o de un corte que est$ intersectado poruna superficie de falla tentativa.

El circulo de &o#r de esfuerzos, se puede definir en t'rminos delos esfuerzos ortogonales.

%a venta!a principal de emplear la construccin del crculo de&o#r reside en la facilidad con la que se pueden determinar lasdefiniciones de esfuerzo cortante y esfuerzo normal encorrespondencia a regmenes especiales de esfuerzos.

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Esfuerzos $eostticos

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El esfuerzo geoest$tico, es un esfuerzo debido a su propio peso,es decir es el esfuerzo vertical que existen en una masa de suelodebido solamente a su propio peso y se denomina tambi'n

esfuerzo de sobrecarga.

v= z z

Para la figura anterior(

v= (z zw) + zw

)* )sat+ )

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Esfuerzos producidos por Car%as plicadas

%as distribuciones de esfuerzos que producen en una masa de suelo

debido a la aplicacin de resultantes de la construccin de obras deingeniera, dependen del espesor y la uniformidad de la masa desuelo, del tama-o y la forma del $rea cargada, y de las propiedadesesfuerzodeformacin del suelo.

&

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Soluciones num'ricas de (oussines):

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/sobaras de presin verticalba!o una carga flexible de

fran!a.

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1.2 Ensayos para determinar los

parmetros mecnicos de los suelos

a* Ensayos de +a!oratorio

!* Ensayos de Campo

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a*Ensayos de +a!oratorio

,ustificaci-n te-rica de los ensayos de la!oratorio

+os ensayos de la!oratorio ue%an un importante papel en elcampo de la in/esti%aci-n en mecnica de suelos y en laprctica diaria de la in%eniera de construcciones. Suo!eti/o es intentar esta!lecer el comportamiento mecnico

del suelo0 determinando su resistencia y deformaci-ndurante el proceso de car%a. &ara ello se toma una pe)ueamuestra de suelo0 se coloca en el aparato de ensayo y trasimponer un estado de car%a determinado0 se anotan las

/ariaciones del estado de esfuerzos0 de deformaciones y depresiones intersticiales en diferentes momentos durante elproceso de car%a

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Ensayo de Compresin No Confinada

o Ensayo de Compresin Simple

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ES4 5E C4RTE 5IRECT4

T

Constante

T plicado

0istorsin principalmente

1lgo de deformacinvolum'trica

Plano de 2alla#orizontal /mpuesto

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6

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ES4 5E C4"&RESI6 TRI7I+

c8 3&resi-n de cmara

c

a8 19 3

Tensi-n 5e/iadora

c83 Constante

a plicado

0istorsin y

0eformacin 3olum'trica

Piedras porosasPermiten drena!e

a

a8 ++;

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Equipo de Ensayo Triaxial

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Equipo de Ensayo Triaxial

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Compresi-n tria

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Compresi-n tria

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Tipos de ensayos de Compresi-n tria>;no consolidado 9 no drenado<

Primera etapa sin consolidacin istropa. "egunda etapa(aplicacin de tensin desviadora sin drena!e.

85 Ensayo Tipo C>;consolidado 9 no drenado<

Primera etapa drenada, permitiendo la consolidacinistropa. "egunda etapa( aplicacin de tensindesviadora sin drena!e.

>5 Ensayo Tipo C5;consolidado 9 drenado< Primeraetapa drenada, permitiendo la consolidacin istropa."egunda etapa( aplicacin de tensin desviadora

permitiendo el drena!e.

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Tipos de ensayos de Compresi-n tria>;no consolidado 9 no drenado<

Primera etapa sin consolidacin istropa. "egunda etapa(aplicacin de tensin desviadora sin drena!e.

85 Ensayo Tipo C>;consolidado 9 no drenado<

Primera etapa drenada, permitiendo la consolidacinistropa. "egunda etapa( aplicacin de tensindesviadora sin drena!e.

>5 Ensayo Tipo C5;consolidado 9 drenado< Primeraetapa drenada, permitiendo la consolidacin istropa."egunda etapa( aplicacin de tensin desviadora

permitiendo el drena!e.

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!* Ensayos de Campo

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Ensayo de &enetraci-n Estndar 9 S&T

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Standard &enetration Test ?S&T*"ontae de e)uipo para el ensayo S&T

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"ontae de e)uipo para el ensayo S&T

Cuc#ara muestreadora !ipartida

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p

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1.3 Resistencia al corte de los suelos

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%a resistencia cortante de una masa de suelo es la resistencia interna

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por $rea unitaria que la masa de suelo ofrece para resistir la falla y eldeslizamiento a lo largo de cualquier plano dentro del 'l. "e debe por

tanto, entender la naturaleza de la resistencia cortante para analizarlos problemas de la estabilidad del suelo, tales como capacidad decarga, estabilidad de taludes y la presin lateral sobre estructuras deretencin de tierras.

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6oncepto de ?rotura@ o ?falla@ !unto con ?deformaciones excesivas@

"asa de Suelo( deformacin debida a deformacin individual departculas y desplazamiento relati/ode partculas

RESISTECI @RICCI4+

A%eonardo da 3inci ;fines " B3