Fundamentos de Mecánica de Suelos: Estados Tensionales y Propiedades Físicas

Definición del estado tensional

Para poder estudiar el efecto de las acciones sobre un material, es necesario definir el estado tensional inicial (esfuerzos del terreno antes de aplicar acciones) y el estudio de las tensiones finales. La respuesta del material es la consecuencia del cambio del estado de tensiones.

Como hipótesis, consideramos un estado bidimensional, ya que en el terreno suelen ser similares las tensiones horizontales que actúan sobre planos verticales. Lo que pretendemos es conocer, en un punto, la acción que transmite el material sobre otro punto.

Consideramos una pieza prismática sometida a una compresión: la acción se transmite íntegramente a lo largo de la pieza. Las tensiones (normales y tangenciales) serán distintas según el plano considerado. La tensión tangencial tiende a romper el material en los suelos, al considerar las partículas como indeformables.

Principio de presiones efectivas

Se define mediante la relación: Fuerza normal total = Fuerza intrínseca + Fuerza normal intergranular.

• N = u(S-s) + Ni
• N = u*s/S + Ni/S
• σ = u + σ'

Coeficiente de uniformidad (Cu)

Se utiliza para evaluar la uniformidad del tamaño de las partículas del suelo. Se expresa con la relación entre D60 y D10.

Determinación de la plasticidad y grados de humedad

Límites de Atterberg

Determinan la humedad a la que un suelo pasa de estado líquido a plástico (límite líquido) y del estado plástico al sólido (límite sólido). Depende del tipo y cantidad de arcilla, ya que la cohesión depende del grado de humedad.

Clasificación según el grado de humedad:

• Muy grande: Suelo líquido, no resiste esfuerzos cortantes.
• Escasa: Suelo no moldeable, se rompe.
• Muy seco: Suelo sólido duro.

Granulometría: Continua, discontinua y uniforme

• Granulometría continua: Prácticamente todos los tamices retienen material; no hay exceso ni defecto de tamaños de unos sobre otros. Presenta una curva suave y continua. Se denominan suelos bien graduados.
• Granulometría discontinua: Curva que presenta tramos planos y picos; existen tamices que no retienen material. Se denomina suelo no graduado o mal graduado.
• Granulometría uniforme: Todo el material es del mismo tamaño.