Historia de la Mecánica de Suelos

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HISTORIA DE LA MECÁNICA DE SUELOS

Los Suelos son el más viejo material de construcción y el más complejo. Su variedad es enorme y sus propiedades, variables en el tiempo y en el espacio, son difíciles de entender y de medir.

Todas las obras de ingeniería civil descansan sobre el suelo, y muchas de ellas utilizan la tierra como elemento de construcción para terraplenes, diques y rellenos en general; por lo que, en consecuencia, su estabilidad y comportamiento funcional y estético estarán regidos por la conducta del material de asiento situado dentro de las profundidades de influencia de los esfuerzos que se generan, o por la del suelo utilizado para conformar los rellenos. Si se sobrepasan los límites de la capacidad resistente del suelo, o si aún sin llegar a ellos las deformaciones son considerables, se pueden producir esfuerzos secundarios en los miembros estructurales, quizás no tomados en consideración en el diseño, productores a su vez de deformaciones importantes, fisuras, grietas, alabeo o desplomos que pueden producir, en casos extremos, el colapso de la obra o a su inutilización y abandono.

La mecánica de los suelos incluye temas importantes como la investigación de las propiedades físicas y químicas del suelo, la teoría del comportamiento de los suelos sujetos a cargas y la aplicación de dichos conocimientos empíricos a la práctica.[pic 6]

El comportamiento estético de la estructura también estará determinado por la funcionalidad del material aplicado, quien en todo momento interactúa con el medio del soporte. [pic 7]

Fue hasta los siglos XVII y XVIII cuando se dio nuevo impulso a la solución de los problemas en las cimentaciones. Una de las primeras ramas en ganar interés fue la relativa al empuje de tierras. En su manejo y utilización el análisis científico ha ido remplazando, gradualmente, a las reglas intuitivas, siendo el estado actual del conocimiento la suma de los aportes de diversos científicos, físicos, matemáticos e ingenieros, que desde el pretérito fueron forjando, sin saberlo, una nueva ciencia, nutrida por sus investigaciones. Entre estos pioneros cabe destacar los nombres de:

• Charles Agustin de Coulomb (1736-1806)
• Alexander Collin (1808-1890)
• Thomas Telford (1757-1834)
• Jean V. Poncelet (1788-1867)
• Guillermo Rankine (1820-1872)
• Karl Culmann (1821-1881)
• O. Mohr (1835-1918)
• José V. Boussinesq (1842-1929)

Coulomb, Poncelet, Collin y Rankine aportaron valiosas experiencias en el análisis de presiones de tierras. Poncelet ofreció en 1840 un método gráfico para la determinación directa de la superficie de falla y las presiones de tierra activa y pasiva.

Collin en 1833, a la edad de 25 años, fue adscrito a las obras que se estaban realizando en el punto de separación del Canal de Borgoña (Côte-d'Or), cerca de la región donde nació. Aprovechó la experiencia para reunir los datos disponibles de una veintena de rupturas, tanto de terraplenes como de terraplenes, tramos de canales y taludes de riberas y publicó en 1846 su trabajo "Recherches Expérimentales sur les Glissements Spontanés des Terrains Argileux".

Culmann le dio una solución gráfica a la teoría Coulomb - Poncelet, permitiendo la resolución de problemas complejos de presiones de tierras.

Tomás Telford fue un ingeniero inglés, constructor de puentes, puertos y canales, primer presidente de la Asociación Británica de Ingenieros Civiles, en 1820. Sus investigaciones le llevaron a desarrollar una modalidad de pavimentos.

De Boissinesq hemos aprovechado sus ecuaciones para establecer los valores de las componentes verticales de esfuerzos generados por la aplicación de cargas.

Entre los principales contribuyentes modernos tenemos a:

• Karl Terzaghi (1883-1963)
• Atterberg
• Wolmar Fellenius (1876-1957)
• Arturo Casagrande (1902-1981)
• Laurits Bjerrum (1918-1973)
• W. Skempton

Karl Terzaghi, el padre indiscutible de la mecánica de suelos, en 1912 viajó a los Estados Unidos y permaneció en Washington lo suficiente para estudiar la geología de estos sitios, publicada por el U.S. Geological Survey, y procedió después a visitar los sitios, uno tras otro.

Comenzó a experimentar sistemáticamente con suelos, empezando por arenas. Con cajas de tabaco y piezas diversas, usando instrumentos de medición prestados, construyó aparatos con los que rápidamente obtuvo resultados significativos de ensayos de presión de tierras. En 1923 publicó la ecuación diferencial fundamental para el proceso de consolidación. En 1924 presentó su teoría de "consolidación de arcillas" (para la cual también usaba el nombre de "teoría de esfuerzos hidrodinámicos"), en el Primer Congreso Internacional de Mecánica Aplicada, en Delft, Holanda. En el año 1925 publicó su primer libro, un clásico de la mecánica de suelos, titulado “Erdbaumechanick auf Bodenphysikalischer Grundlage”. La publicación de este libro marca el comienzo de la Mecánica de Suelos.[pic 8][pic 9][pic 10][pic 11]

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