Esfuerzos efectivos Mecánica de suelos II

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u = esfuerzo neutro
б= esfuerzo total
б´= esfuerzo efectivo
б = б´ + 𝑢
Donde:
Ɣw=peso específico del agua.
Ɣsat=peso específico del suelo saturado.
H= altura del nivel del agua desde la parte superior de la columna de suelo.
HA= distancia entre el punto A y el nivel de agua freática.
б´= HƔw+(HA-H) Ɣsat
ESFUERZO EFECTIVOS 
Esfuerzos en un suelo saturado sin infiltración.
ESFUERZOS EFECTIVOS
Ejemplo:
En la siguiente figura, se muestra el perfil de un suelo. Calcule el esfuerzo
total, para la presión del poro del agua y el esfuerzo efectivo en los puntos
A, B, C y D.
Solución:
En A: Esfuerzo total: ϭ’A=0
Presión del poro del agua uA =0
Esfuerzo efectivo: ϭ’A=0
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ESFUERZOS EFECTIVOS
En B: Esfuerzo total ϭB=3ɣSECO(ARENA)=3x16.5=49.5 kN/m2
Presión del poro del agua uB =0 kN/m2
Esfuerzo efectivo: ϭ’B=49.5-0=49.5 kN/m2
En C: Esfuerzo total: ϭC=6ɣSECO(ARENA)=6x16.5=99 kN/m2
Presión del poro del agua uC=0 kN/m2
Esfuerzo efectivo: ϭ’C=99-0=99 kN/m2
En D: Esfuerzo total ϭD=6ɣSECO(ARENA)+13ɣSECO(ARCILLA)=6x16.5+13x19.25=349.25 kN/m2
Presión del poro del agua uD=13ɣW=13x9.81=127.53 kN/m2
Esfuerzo efectivo: ϭ’D=349.25-127.53=221.72 kN/m2
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ESFUERZOS EFECTIVOS
ESFUERZOS EN UN SUELO SATURADO CON INFILTRACIÓN.
Si se tiene infiltración, el esfuerzo efectivo en cualquier punto en una masa
de suelo será diferente al del caso estático. Éste crecerá o decrecerá,
dependiendo de la dirección de la infiltración.
Infiltración hacia arriba.
La siguiente figura muestra una capa de suelo granular en un tanque
donde la infiltración hacia arriba es causada por la adición de agua a través
de una válvula situada en el fondo del tanque.
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ESFUERZOS EFECTIVO
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ESFUERZOS EFECTIVOS
ESFUERZOS EN UN SUELO SATURADO CON INFILTRACIÓN.
Infiltración hacia abajo.
En la siguiente figura el nivel del agua en el tanque de suelo se mantiene
constante ajustando el suministro desde la parte superior y la salida en el
fondo.
En C:
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ESFUERZO EFECTIVO
Esfuerzos en un suelo saturado con infiltración.
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u = esfuerzo neutro
б= esfuerzo total
б´= esfuerzo efectivo
б = б´ + 𝑢
Donde:
Ɣw=peso específico del agua.
Ɣsat=peso específico del suelo saturado.
H= altura del nivel del agua desde la parte superior de la columna de suelo.
HA= distancia entre el punto A y el nivel de agua freática.
б´= HƔw+(HA-H) Ɣsat
ESFUERZOS EFECTIVOS
ESFUERZOS EN UN SUELO PARCIALMENTE SATURADOS
Un suelo parcialmente saturado es un material compuesto de tres fases;
los posible estados del suelo, aire y agua.
La ecuación representa la fracción de un área de sección transversal
unitaria del suelo ocupada por agua. Para suelo seco X=0, y para suelo
saturado X=1.
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Ejercicios:
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Ejercicios:
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Solucionario
:
INCREMENTO DEL ESFUERZO BAJO UNA CARGA PUNTUAL APLICADA
Donde 
P = CARGA PUNTUAL
z = PROFUNDIDAD A LA CUAL SE DESEA CONOCER EL ESFUERZO
Po = COEFICIENTE DE INFLUENCIA 
ESTE MÉTODO SE PUEDE APLICAR PARA 
CALCULAR EN UNA PRIMERA 
APROXIMACIÓN LA DISTRIBUCIÓN DE 
TENSIONES PRODUCIDA EN EL TERRENO 
POR UNA O VARIAS ZAPATAS.
σz = (P/z2) * Po
Ejemplo: Obtener el valor de σz aplicando la ecuación de Boussinesq para el caso de
una carga concentrada de 100 T. Se requiere el esfuerzo a 3 metros de profundidad y a
una distancia radial de metro y medio.
Po = 0.2733
Sustituyendo
Datos:
P = 100 T
z = 3 m
r = 1,5 m
Como 
σz = (P/z2) * Po
Calculando Po
σz = (100T/(3m) 2) * 0.2733 
σz = 3.036 T/m2