8/20/2019 El Principio de Esfuerzo Efectivo Chava
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EL PRINCIPIO DE ESFUERZO EFECTIVO
Uno de los principios elementales de la mecánica de suelos es el
deesuer!o eecti"o# $ mediante este principio se %a podido
comprender elcomportamiento mecánico caracteri!ando el esuer!o $
las
deormaciones# el principio se &asa en dos maniestaciones
sencillas# lascuales son 'ue el cam&io de "olumen $ deormaci(n
en los suelos nodependen del esuer!o total 'ue se aplica sino 'ue
depende de ladierencia entre el esuer!o total $ la presi(n e)ercida
en el *uido
retenido en los poros σ '
=σ −u # $ la se+unda es 'ue el esuer!o
cortante no depende del esuer!o normal total sino del esuer!o
eecti"o#
τ f =c' +σ ' tanφ' ,
Las deormaciones presentadas en un suelo $ el cam&io de
"olumen sepueden e"idenciar en la aplicaci(n de una car+a constante
so&re unacimentaci(n# lo cual lle"a a un asentamiento# o cuando
en un dep(sitode a+ua su&terráneo se %ace un &om&eo con
-nes de a&astecimiento# elsuelo por peso se comprime# otro
e)emplo de +ran importancia es la depresi(n ne+ati"a de poros la
cual se puede presentar en el "erano porsecamiento o por la succi(n
de a+ua por las ra.ces de las plantas,
El esuer!o de corte se puede apreciar al reali!ar ensa$os
so&re suelossaturados de manera drenada $ no drenada# en donde
el caso delensa$o no drenado no %a$ un incremento de uer!a a partir
de unincremento e esuer!os normales e incrementa la presi(n de
poros en
una ma+nitud i+ual# en el ensa$o drenado la presi(n de poros se
disipa eincrementa el esuer!o cortante,
El caso de esuer!o cortante %a sido o&)eto de estudio por
muc%osin+enieros $ cient.-cos# los cuales %an e/perimentado con
dierentestipos de suelos# en condiciones "aria&les# las
condiciones iniciales delprincipio de esuer!os eecti"os "uel"en a
resaltar en donde se tienen encuenta las presiones de poros $ el
esuer!o cortante como "aria&les deun impacto amplio en el
estudio del comportamiento mecánico delsuelo,
Estudiar el comportamiento del suelo siempre es una tarea de
alto +radode comple)idad $ es por eso 'ue en ocasiones se recurre a
un estudiomicrosc(pico# en el principio de los esuer!os eecti"os se
%ace unanálisis del comportamiento de las part.culas del suelo $
como el áreade contacto entre estas puede lle+ar a in*uenciar el
esuer!o eecti"o#se %ace una %ip(tesis en donde se plantea cual es
la deormaci(n máspro&a&le entre dos part.culas la cual
ser.a una super-cie plana entre lasdos part.culas $ la super-cie de
las part.culas 'ue no están en contacto
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estar.an siendo comprimidas por la presi(n de poros# +enerando
as. undecremento en el "olumen de la part.cula# pero cuando se %ace
elanálisis microsc(pico se de&e e/trapolar a escala real $ al
e/trapolarlose entiende 'ue la super-cie de área de contacto entre
part.culas no esrele"ante $ 'ue el esuer!o eecti"o si+ue siendo la
dierencia entre el
esuer!o eecti"o total $ la presi(n de poros,
Los suelos tienen tres ases# la ase s(lida# la li'uida $ el
aire# es por eso'ue el pro&lema de un *uido en dos ases es
o&)eto de estudio# $a 'ue alcoe/istir dentro de los poros del
suelo el aire $ el a+ua o el "apor dea+ua# +eneran un dierencial de
presi(n de&ido a la tensi(n super-cial#además uno de los
ma$ores eectos es 'ue las presiones de poros noserán %omo+0neas $
esto altera la compresi&ilidad de la ase *uida#además de la del
suelo# entonces se de&en estudiar los suelossaturados# los
suelos secos# los suelos con un +rado de saturaci(n &a)o $los
suelos con una cantidad limitada de &ur&u)as de aire# en
donde cadauno de estos escenarios tiene implicaciones de
comportamientodierentes $ dependientes principalmente del tipo de
suelo,
Es importante conocer el tipo de suelo $ su caracteri!aci(n para
lle+ar acomprender como actuar.a &a)o las condiciones de
saturaci(n# ocondiciones de se'u.a# $ con +rados medios de
saturaci(n# $a 'ue lasin"esti+aciones siempre resaltan 'ue el
adecuado uso de t0cnicas $teor.as lle"an a &uenos dise1os
+enerando satisacci(n $ se+uridad enlas dierentes estructuras 'ue
los in+enieros ci"iles reali!an# siempre%aciendo los de&idos
ensa$os $ la su-ciente toma de muestras para
miti+ar los pro&lemas 'ue se puedan lle+ar a presentar en
las etapas deconstrucci(n $ operaci(n,
2un'ue las %ip(tesis planteadas en el desarrollo de una
in"esti+aci(npuedan lle"ar a las respuestas 'ue $a se ten.an se
pueden tomar deorma de compro&aci(n $ para rati-car las
conclusiones 'ue $a e/ist.an#es el caso de la %ip(tesis de la
in*uencia del área de contacto en dondese deduce 'ue los
cam&ios de "olumen de&idos a la deormaci(n de laestructura
del suelo depende solo de la dierencia del esuer!o total $ dela
presi(n de poros,
