Resistencia al Corte de un Suelo ¿Drenada o NO Drenada?

La resistencia la corte de un suelo, el dilema de cuál escoger.

¿Qué resistencia al corte debo escoger para un suelo? ¿Drenada o NO Drenada?

Una decisión muy importante, al realizar el análisis geotécnico, de la resistencia de un suelo saturado es si se va a comportar de forma drenada o sin drenar.

¿Porqué es tan importante? porque cada una proporciona una resistencia distinta y la selección de la resistencia equivocada, podría conducir a un desastre.

Cualquier suelo puede comportarse de una u otra manera, dependiendo de la velocidad de la carga y la permeabilidad del suelo.

En líneas generales, consideramos que los suelos gruesos como las arenas y gravas como materiales drenados. Porque su permeabilidad es elevada y el agua puede fluir libremente entre sus poros, continuos y de gran tamaño. Por otro lado, los suelos finos, tales como los limos y las arcillas, tienen unos poros mucho más pequeños, y suelen no ser continuos con lo que no hay un ruta directa para que el agua fluya libremente. Por ende la naturaleza porosa de los suelos tiene una influencia directa sobre la resistencia de los suelos.

Podemos explicar este fenómeno, de forma práctica, como muchos problemas de resistencia, mediante un Círculo de Mohr, de los campos de las tensiones, en 2d.

Imagine que tenemos un suelo granular sumergido, tal y como demuestra el dibujo. Se asume que el suelo está saturado, con todos sus poros llenos de agua y que vamos a construir una zapata a nivel de superficie, que va a ser cargada. Consideremos un elemento representativo de suelo, dentro del bulbo de tensiones. Antes de construir la zapata, el elemento experimentará la siguiente condición de equilibrio. Un círculo de Mohr, tendrá el siguiente aspecto.

Si se incrementa la carga, el círculo de Mohr aumentará el diámetro y se desplazará a la derecha, incrementándose ambas tensiones la vertical y la horizontal. Este incremento ocurren al unísono, al transferirse la carga directamente al esqueleto del terreno y aumentar las fuerzas intergranulares.

Por otro lado, si tomamos el mismo caso, para un suelo de grano fino, esta vez al incrementarse la carga, y por no fluir el agua, el Círculo de Mohr se desplaza a la derecha, pero no aumenta su diámetro. Esto ocurre por que el agua es incompresible, y toma la carga, adicional, y la baja permeabilidad evita que el agua drene, en el plazo de aplicación de la carga, tomando esta la carga adicional. De la misma forma, el agua, al no tener resistencia al corte, el diámetro del círculo permanece constante; ya que la falta de drenaje evita que las partículas de suelo entren en contacto más íntimo y aumente la resistencia, como en el caso drenado.

Las consecuencias de tal tipo de comportamiento puede ser vista realizando unos ensayos de laboratorio. Tomemos tres muestras y sometámoslas a tres cargas de confinamiento cada ve mayores, lo que implica que la presión de poros aumenta en la misma magnitud.

Una conclusión importante es que bajo carga sin drenaje, los suelos finos saturados, tendrán una resistencia limitada por sus tensiones efectivas insitu antes del incremento de carga, pero a medida que para el tiempo, asumiendo que el suelo no ha fallado durante la cargar, su resistencia aumenta, al transferirse la carga desde el agua, a la estructura porosa del terreno.

Puede DESCARGAR

Soil Mechanics, Arnold Verruijt - https://drive.google.com/file/d/0B11e...

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