Consolidacion

CAPÍTULO 9

CONSOLIDACIÓN DE SUELOS

9.1 Principio de esfuerzo efectivo

Perpendicular a un plano cualquiera (oblicuo o

no), que pase por el elemento A del terreno,

existe un esfuerzo total s y una presión

intersticial o de poros, U, a una profundidad Z.

Ahora, el esfuerzo efectivo s’ se define como

el valor de la diferencia entre el esfuerzo total

s y la presión de poros (p.p.) U.

s ' = s -U (9.1)

En la masa de suelo existen esfuerzos dentro del

esqueleto mineral s’, que actúan interpartícula, y existen

esfuerzos U dentro del fluido intersticial que ocupa los

poros. La suma de ambos es igual al esfuerzo total s.

En las caras del elemento A, de área a2, las partículas de

suelo ejercen fuerzas en dirección normal y tangencial, N

y T, como se mu estra en la figura. Los esfuerzos serán,

en ambas caras:

; ; ; (9.2) 2 2 2 a2

T

a

T

a

N

a

N h

h

V

V

h

h

V

V s = s = t = t =

Si se carga súbitamente el terreno, toda la masa de suelo se

afecta. El agua recibirá las nuevas fuerzas, empezará a

fluir, los esfuerzos pasarán, poco a poco, al esqueleto

mineral, y cuando drene el suelo, habrá disminuido U y

aumentado s’.

9.2 Analogía del pistón con orificio estrecho

El esqueleto mineral se puede asociar con un resorte o

muelle que se comprime por las cargas impuestas al terreno.

Conforme al agua sale por el estrecho orificio del pistón, el

muelle se deforma; los esfuerzos, antes soportados por el agua,

los soporta ahora el muelle:

Si P = M + W también s = s’ + U, donde:

s = Presión total o esfuerzo total.

s’ = Presión intergranular o esfuerzo efectivo.

U = Presión de poros o esfuerzo neutro (p.p.)

Figura 9.1 Esfuerzos en un punto del suelo.

Figura 9.2 Esfuerzos interpartícula

Figura 9.3 Esfuerzos N y T interpartícula

Figura 9.4 Analogía del pistón

Consolidación Capítulo 9

81

VARIACIONES EN s’ POR FLUJO

Aumenta U en DU

Disminuye s’ en DU

L d

U h

SAT W

W

s g * g *

g

= +

D = +

( )

( )

L d

L

L

U L d

SAT W

SAT W

W

s g g

s g g

s g

g

= +

= -

=

= +

*

'

' '*

Disminuye U en DU

Aumenta s’ en DU

L d

U h

SAT W

W

s g g

g

= +

D = -

Con flujo ascendente (A) Sin flujo (B) Con flujo descendente (C)

PTO CE CP CT PTO CE

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