Deformabilidad del Terreno
De Construmatica
La deformación de un terreno es condicionante de fundamental importancia para la elección y tipo de cimentaciones.
Las relaciones entre tensiones y deformaciones del terreno permiten evaluar los asientos (movimientos verticales) y los movimientos horizontales que una estructura puede sufrir.
Cuando se aplica un esfuerzo se produce una deformación que se obtiene a partir de la relación tensión/deformación, que por lo general es una relación compleja.
El grado de deformación depende de la naturaleza del terreno, del tipo de estructura, del índice de huecos del suelo y de la forma que es aplicada la carga. Es usual el empleo de fórmulas de la teoría de la elasticidad lineal, para condiciones adicionales de homogeneidad e isotropía.
Asientos del Terreno
En terrenos rocosos, por lo general son mínimas las magnitudes de los asientos, por ello no es necesario efectuar cálculos a menos que el terreno presente fracturas o alteraciones.
Evaluar los asientos es por lo general una tarea de complejidad debido a la heterogeneidad del suelo, lo cual puede generar distintos comportamientos en un mismo solar. Por ello, los métodos de cálculo empleados arrojan valores aproximados.
Distinguimos tres tipos diferentes de asientos:
Asiento Instantáneo. Si
Se produce instantáneamente aplicando la carga. Se estima que el suelo se deforma como un medio con comportamiento elástico.
Asiento de Consolidación Primaria. Sc
Se produce por un cambio de volumen paulatino a medida que pasa el tiempo, según se vayan disipando las presiones transmitidas al agua intersticial mediante drenaje. Se aprecia en suelos cohesivos saturados.
Asiento de Consolidación Secundaria o de Fluencia. Ss
Este es un fenómeno complejo producido en algunos tipos de suelos después del asiento por consolidación. Aparece por efecto de la combinación de varios fenómenos, tales como la fluencia viscosa en contactos entre las partículas del suelo, por la eliminación de la materia orgánica , por degradación de las partículas, etc.
En suelos naturales no saturados y en suelos granulares o arenas, se producen asientos rápidos y de naturaleza elástica.
En suelos cohesivos saturados se presentan los tres tipos de asientos.
En suelos de rellenos naturales y antrópicos, y en suelos con materia orgánica en gran proporción, los asientos llegan a ser muy importantes.
Métodos para Determinación de los Asientos
Para el cálculo y elección de las cimentaciones es necesario previamente identificar los motivos que pueden provocar asientos o movimientos en otras direcciones.
Los métodos que generalmente se utilizan son:
a. Soluciones a partir de la Teoría de la Elasticidad:
Suponiendo un comportamiento de tensión/deformación de un terreno elástico y lineal; caracterizado por su Módulo de Young (E) y Módulo de Poisson (v) más representativos. El Módulo de Elasticidad (E), por lo general no es constante y varía según la profundidad y el nivel de tensiones aplicadas.
Puede obtenerse mediante ensayos in situ de placa de carga y de ensayos presiométricos y dilatométricos. También puede obtenerse a partir de ensayos geofíscos y correlaciones empíricas.
Otra forma es mediante diferentes órdenes de magnitud del valor de módulo de elasticidad mediante ensayos de laboratorio (p.ej: triaxial, compresión simple u otros).
b. Métodos para suelos granulares:
Se realizan métodos empíricos mediante correlaciones que vinculan el asiento de suelos granulares con resultados de ensayos de penetración.
Generalmente se usan ensayos presiométricos, el SPT (Terzaghi y Peck, Meyerhof, etc.) y el CPT (Schmertmann).
c. Método endométrico:
En suelos cohesivos naturales se pueden determinar los asientos de consolidación primaria mediante ensayos endométricos. Se obtienen valores de variación de la deformación aplicando la teoría de Terzaghi-Fröhlich.
Ensayo para suelos arcillosos blandos; en suelos con arcillas más consistentes se requieren ensayos apropiados a este tipo de suelos aplicando correcciones convenientemente.
d. Mediante experiencias locales anteriores:
Se toman experiencias anteriores de casos similares que se consideren representativos para contrastar con la información obtenida.
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