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El suelo es una estructura esquelética de partículas sólidas en contacto, formando un sistema intersticial de interconexiones entre los vacíos o poros. Los poros están parcial o totalmente llenos de agua. Es por esta razón que los esfuerzos efectivos pueden presentarse en la naturaleza en diferentes maneras.

Suelos saturados con agua y cero de aire en los vacíos.

Suelos secos sin nada de agua en los vacíos

Suelos parcialmente saturados, con agua y aire en sus vacíos.

Los suelos son sistemas de fase múltiple. En un volumen dado de suelo, las partículas de sólidos están distribuidas al azar con espacios vacíos entre ellas. Los espacios vacíos son continuos y están ocupados por agua, aire o ambos. Para analizar problemas tales como la compresibilidad de suelos, la capacidad de carga de cimentaciones, la estabilidad de terraplenes y la presión lateral sobre estructuras de retención de tierras, los ingenieros necesitan conocer la naturaleza de la distribución de los esfuerzos a lo largo de una sección transversal dada del perfil del suelo.

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La distribución de esfuerzos en una masa de suelo producidas por la aplicación de cargas, depende del espesor y de la masa de suelo, así como del tamaño y la forma del área cargada y de las propiedades esfuerzo-deformación.

Se puede obtener una estimación adecuada de los esfuerzos producidos en una masa de suelo por las cargas aplicadas, a través de la teoría elástica siempre y cuando el esfuerzo sea proporcional a la deformación. La mayoría de las soluciones de la teoría de elasticidad hacen la suposición de que el suelo es homogéneo e isótropo; sin embargo, el suelo muy difícilmente cumple con estas condiciones, por lo que los resultados que se deriven de dicha teoría se deben emplear conjuntamente con el criterio personal para calcular la distribución de esfuerzos en la masa de suelo.

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La carga puntual de Boussinesq y el bulbo de presiones para carga lineal y distribuida

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3 Incrementos de esfuerzos en la masa del suelo.   Carga rectangular

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Ecuaciones de Boussinesq (producto de una carga puntual, lineal y rectangular uniformemente distribuida)..pdf

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Ecuaciones de Boussinesq (producto de una carga puntual, lineal y rectangular uniformemente distribuida).

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Ecuaciones de Boussinesq (producto de una carga puntual, lineal y rectangular uniformemente distribuida).

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El esfuerzo efectivo en cualquier dirección está definido como la diferencia entre el esfuerzo total en dicha dirección y la presión del agua que existe en los vacíos del suelo. El esfuerzo efectivo es por lo tanto una diferencia de esfuerzos.

El suelo es una estructura semejante a un esqueleto de partículas sólidas en contacto, formando un sistema intersticial de vacíos intercomunicados. Los vacíos del suelo están total o parcialmente llenos de agua. La interacción entre la estructura del suelo y el fluido de vacíos determina el comportamiento, desde el punto de vista de la ingeniería, único y dependiente del tiempo, de la masa del suelo.

Los esfuerzos cortantes solo pueden ser resistidos por la estructura de partículas sólidas, pues el agua no tiene resistencia cortante. Por otro lado, el esfuerzo normal en cualquier plano es la suma de dos componentes: una debida a la carga transmitida por las partículas sólidas de la estructura del suelo, y la otra, una presión del fluido en los espacios vacíos.

La compresibilidad y la resistencia de un suelo dependen de la diferencia entre el esfuerzo total debido a la carga externa, σ, y la presión de poros, μ. Esta diferencia se denomina esfuerzo efectivo, y se expresa por 𝜎𝑒𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑖𝑣𝑜=(𝜎−𝜇)

La naturaleza física de este parámetro puede entenderse intuitivamente considerando a un suelo saturado limitado por una membrana flexible impermeable, tal como se muestra en la Fig.

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Mecánica de suelos aplicada. TecNM Tema 1.2 Solución Gráfica se Newmark y gráficas de Fadum

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Ejercicio - Cómo usar el ÁBACO DE FADUM para el incremento de esfuerzos en la ESQUINA de una ZAPATA