Esfuerzos en una masa de suelo
Los suelos son sistemas de fase mltiple. En un volumen dado
de
suelo, las partculas de slidos estn distribuidas al azar con
espacios
vacios entre ellas. Los espacios vacos son continuos y estn
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 presin lateral sobre
estructuras de
retencin de tierras, los ingenieros necesitan conocer la
naturaleza de
la distribucin de los esfuerzos a lo largo de una seccin
transversal
dada del perfil del suelo, es decir, qu fraccin del esfuerzo
normal a
una profundidad dada en una masa de suelo es tomada por el agua
en
los espacios vacos y cul es tomada por el esqueleto del suelo en
los
puntos de contacto de las partculas del suelo. A esto se
denomina
concepto del esfuerzo efectivo y se analiza en la primera parte
de este
captulo.
La figura 5.1a muestra una columna de suelo saturado sin
infiltracin de agua en ningunadireccin. El esfuerzo total a en la
elevacin del punto A se obtiene a partir del pesoespecfico saturado
del suelo y del peso especfico del agua arriba de l. As
entonces:
donde 'Yw = peso especfico del agua
'Ysat = peso especfico 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 del agua fretica
El esfuerzo total dado por la ecuacin (5.1) se divide en dos
partes:
1. Una porcin es tornada por el agua en los espacios vacos, y
acta con igual
intensidad en todas direcciones.
2. El resto del esfuerzo total es tomado por los slidos del
suelo en sus
puntos de contacto. La suma de las componentes verticales de las
fuerzas
desarrolladas en los puntos de contacto de las partculas de
slidos por rea de
seccin transversal unitaria de la masa del suelo se llama
esfuerzo efectivo.