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8/18/2019 1 -Tips - Modelo de Comportamiento Del Suelo
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TIPS DEL MODELO DE COMPORTAMIENTO DEL SUELO
Elaborado por: Kevin GALLARDO VILLAVICENCIO
La ingeniería se ha apoyado en el uso de modelos para
poderanalizar los complejos problemas que debe
solucionar.
Modelos muy simples como de interpretar de la ecuación
lineal
de esfuerzo-deformación, hasta modelos muy complejos
donde analizan la estructura completa en 3D (PROGRAMA
PRAXIS 3D)
Se utilizan con mayor efectividad la estadística con
los
conceptos probabilísticos de diseños en la ingeniería, que
han
contribuido en la interpretación de los problemas
analizados.
(PARA OBTENER LAS ECUACIONES PROPUETOS)
CONCEPCION GENERAL
Los análisis son mucho más complejos dada la
heterogeneidad de los suelos y lo difícil que resulta contar
con resultados representativos en sus condiciones
naturales.
Estudiar el problema a partir de subdividirlo en
diferentes
aspectos, normalmente en el estudio del comportamiento
de los materiales o terreno, las cargas y estructura, que
puedan a su vez ser evaluados por modelos más simples
sucomportamiento.
COMPORTAMIENTO GENERAL DE LAS CIMENTACIONES
SUPERFICIALES
El termino cimentación superficial hace referencia a
una estructura que descansa sobre un terreno situado
inmediatamente debajo de la misma.(
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En casos puede no es posible proyectar una
cimentación superficial adecuada sobre undeterminado suelo, en
cuyo caso debe considerarse
una cimentación profunda o una mejora del terreno.
COMPORTAMIENTO DE LAS ZAPATAS SOBRE UN SUELO
ELASTOPLASTICO
Las flechas de la figura muestran la dirección y
magnitud relativa de los desplazamientos de los
diversos puntos durante la aplicación de un pequeño
incremento de carga.
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Desplazamiento y primera fluencia bajo una carga de 4.40
kg/cm2
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Extensión de la zona plastificada y campo de
desplazamiento para una carga de 6.8 kg/cm2
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Extensión de la zona plastificada y campo de
desplazamiento para una carga de 8.3 kg/cm2
La fig. 14.4 muestra las curvas carga-asentamiento observadas
en
pruebas con placas circulares de 5 a 20 cm de diámetro sobre
arena
seca.
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CRITERIO DE UN PROYECTO DE CIMENTACION
“Es que el asentamiento no debe superar un cierto
valor admisible”
El valor admisible puede variar de unas estructuras a
otras.
Con objeto de asegurar que se cumple este cr iterio
básico, el ingeniero debe hacer dos consideraciones:
En primer lugar calcular la capacidad de carga o
capacidad portante con su respectivo valor de
seguridad (Factor de Seguridad) . Y este debe
ser superior que la presión de la estructuraaplica al
terreno.
En segundo lugar, el ingeniero debe estimar el
asentamiento que se producirá bajo la carga
aplicada, comparando su valor con el límite
admisible.
En la discusión anterior, se han utilizado los
términos
“capacidad de carga” y “presión aplicada” en varios
sentidos diferentes. El significado de cada uno de estos
términos se explica a continuación.
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Comportamiento de acuerdo al tipo de suelo
Un suelo granular es apto para cimentar si el espesor
del estrato es suficiente y la compacidad es media o
alta. Los asientos en estos suelos se acusan de forma
inmediata frente a cargas estáticas y con magnitudes
considerables frente a cargas dinámicas.
En los suelos cohesivos o de granulometría fina, la
consistencia varía con la humedad, y el asiento bajo
carga estática es lento pero importante.
LOS METODOS DE MODELAMIENTOS ACTUALES
Con el avance de la ciencia se ha establecido métodos
ya
conocidos en la actualidad en diversos lugares donde centran
en
el comportamiento entre la interacción entre suelo y
estructura.Como:
El Método de Coeficiente de Balasto donde está basado
al “Modelo de Winkler” para modelizar la interacción
entre estructuras de cimentación y terreno es el que
supone el suelo equivalente a un número infinito de
resortes elásticos, muelles o bielas biarticuladas, cuya
rigidez denominada coeficiente de balasto (ks), se
corresponde con el cociente entre la presión de contacto
( p) y el desplazamiento o asiento (δ):
La denominación de balasto nace a partir del análisis de
las traviesas del ferrocarril donde se utilizó por primera
vez esta teoría. Y ahora se utiliza para estudio de Suelos
con fines de cimentación.
Soluciones por Diferencias Finitas donde Viga de
cimentación sobre medio elástico. La curva dedeformaciones
elásticas de la viga se reemplaza por un
polígono con el fin de expresar de manera aproximada las
primeras y segundas derivadas de la curva elástica en
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función de las ordenadas del polígono y a partir de la
relación básica para flexión de vigas:
INVESTIGACION DE PREGUNTAS PROPUESTAS AL ALUMNO EN
CLASE
Curva Esfuerzo - deformación de arena y arcilla
Partículas visibles. (entre 0,06 y 2 mm)
En general no plásticas.
Los terrenos secos tienen una ligera cohesión, pero se
reducen a polvofácilmente entre los dedos.
Fácilmente erosionadas por el viento. Fácilmente
arenadas mediante bombeo.
Los asientos de las construcciones realizadas sobre ellas
suelen estar
terminados al acabar la construcción.
La arena suelta es porque no está acomodada las
partículas y por cuando sufrenpresión, se empiezan a acomodar y eso
origina un asentamiento suave yproporcional. Cuanto más incrementas
la carga se llegara a un punto donde se
produce la rotura. Según la gráfica. La arena compacta es
porque ya está acomodada las partículas y por ende en
los primeras cargar aplicadas se empiezan a no a ver demasiado
asentamiento.Pero cuando llega a la falla local casi al codo de la
curva es porque ya haydebilidad de las partículas y se empiezan a
romper y se hace un asentamientomás grande.
Partículas invisibles.( < 0,002 mm)
En general, algo plásticos.
Los terrenos secos tienen una cohesión apreciable, pero
se pueden reducir apolvo con los dedos.
Difícilmente erosionados por el viento. Casi
imposible de drenar mediante bombeo.
Los asientos suelen continuar después de acabada la
construcción.
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En arcilla sensible se dice cuando es como un fluido viscoso,
donde suasentamiento varía con el tiempo y el grado de humedad que
tenga. Enla aplicación de una carga las partículas se empiezan a
acomodarlentamente y un asentamiento poco pero con el tiempo grande
si sellegara, por culpa de la presión de poros donde dentra la
teoría de la
consolidación.
Arcilla no sensible seria opuesto a la anterior, ósea no como un
fluidoviscoso. El suelo es poco compresible por no contener mucho
contenidode agua y al aplicarle una carga tiene un ligera
resistencia, pero comocualquier material llegaría a un punto de
quiebre. Por eso el estudio dela compresibilidad se realiza para
suelos arcillosos y en estado desaturación.
UTILIZACION DEL PROGRAMA PLAXIS 3D
Como primer paso se crea un modelo geométrico usando:
Puntos (para indicar principio y fin de líneas, posición de
anclajes,puntos de fijaciones, para refinamiento local de malla,
etc),
Líneas (para definir bordes o límites físicos de la
geometría,bordes y discontinuidades geométricas del modelo ), y
Clusters (áreas encerradas entre líneas
reconocidasautomáticamente por PLAXIS. Dentro de un cluster
laspropiedades del suelo son homogéneas. Cada cambio depropiedades
en un cluster afecta a todos los elementos dentro delcluster).
El modelo geométrico incluye una división representativa
delsubsuelo en las distintas capas de suelo, objetos estructurales
y
diferentes etapas de construcción y carga. El modelo debe ser
losuficientemente “amplio” de manera tal que los bordes o
contornos no influencien los resultados del problema en
estudio. El modelo de material utilizado en el presente es el
elasto –
plástico de Mohr – Coulomb. Los parámetros que lo
definen son:
E (módulo de Young) y ν (módulo de Poisson) relativos a
laelasticidad del suelo; ϕ (ángulo de fricción) y c
(cohesión)relativos a la plasticidad; y ψ (ángulo de
dilatancia).
BIBLIOGRAFIA
MÉTODOS ANALÍTICOS Y NUMÉRICOS APLICADOS AL DISEÑO DE
CIMENTACIONES SUPERFICIALES CONSIDERANDO SU
INTERACCIÓN CON EL SUELO – TESIS - JOSÉ CARLOS
BERROCAL
CANCHARI.
MECANICA DE SUELOS I – JUAREZ BADILLO
METODOS DE DISEÑO Y ANALISIS DE LA SEGURIDAD
EMPLEADOS
EN LA INGENIARIA CIVIL - Dr. Sc. Ing. Gilberto Quevedo
Sotolongo,
Dra. Ing. Ana Virginia González-Cueto Vila Msc, Ing. Francisco
Tay
Araujo, Msc. Ing. Luis Fabian Gattorno Borrell.
MECANICA DE SUELOS – WILLIAM LAMBE
