Distribución de Esfuerzos en el suelo según Newmark . Nathan M. Newmark (1942) en la Universidad de Illinois, se ideo un sistema de solución grafica para encontrar de manera aproximada el incremento de esfuerzo vertical debajo de cualquier punto de una fundación, con cualquier tipo y forma de carga, basado en la solución para un punto bajo el centro de una fundación con carga uniformemente repartida de forma circular (numeral 5.3, de este capítulo). A esta solución gráfica se le llama solución con Carta de Newmark, New mark, y es basada en gráficos o esquemas como el que muestra la Figura.
Figura 5.14 – Carta de Newmark La forma de encontrar el incremento de esfuerzo vertical (Δσz) bajo cualquier punto de la fundación o por
fuera de ella, a una profundidad cualquiera (z) dada, es: a. Caracterizar la carta de Newmark con la que se va a trabajar, que consiste en identificar el valor de influencia (cada carta tendrá uno, en el caso de la Figura 5.14 Vi=0.003125), y en identificar la referencia de escala (├ ──── ┤) que es la línea que representa la profundidad (z) a la cual se va a encontrar el incremento de esfuerzo. b. Adoptada la profundidad (z) a la cual se va a encontrar el incremento de esfuerzo vertical (Δσz), la línea de referencia de escala ( ├ ──── i gual a la profundidad (z) tomada, de acuerdo a esto quedará ┤) se volverá igual definida la escala del procedimiento. c. Se deberá dibujar la fundación f undación en planta de acuerdo a la escala definida en el paso anterior, para luego colocar este esquema a escala sobre la Carta de Newmark, haciendo coincidir el punto bajo el cual se desea
encontrar el incremento de esfuerzo con el centro de la Carta de Newmark, tal y como muestra la Figura 5.15 (a) para el caso del incremento de esfuerzo en el centro de la fundación o la Figura 5.15 (b) para el caso del incremento de esfuerzo en la esquina de la cimentación.
d. Finalmente se contarán cuantos cuadros quedan dentro del esquema de la fundación, sumándose los cuadros completos y las fracciones de recuadros con el cuidado de una buena apreciación. De acuerdo al anterior procedimiento descrito, el valor del incremento de esfuerzo vertical (Δσz) en un punto cualquiera bajo la fundación, a una profundidad (z) dada, se definirá como: V qN z i Δσ = (ec. 5.30)
Dónde: Vi: Valor de influencia de la carta de Newmark de referencia, cada carta tendrá uno. q: Sobrecarga uniformemente distribuida producida por la cimentación. N: Numero de divisiones de la carta de Newmark de referencia, que estén dentro de la planta de la cimentación.
Distribución de Esfuerzos en el suelo según Boussineq.
CONSOLIDACIÓN DE SUELOS Y LA IMPORTANCIA SEGÚN TERZAGHI La consolidación de suelos es la reducción gradual de volumen del suelo por compresión debido a cargas estáticas. También puede darse por pérdida de aire o agua, o por un reajuste de la fábrica textural. Como toda estructura, el suelo reacciona a un determinado esfuerzo, deformándose. La consolidación del suelo es un proceso lento, puede durar meses y hasta años. El no tomar en cuenta estos movimientos del suelo puede llevar a consecuencias catastróficas tales como la inclinación del edificio o la fisuración de paredes o pisos, lo que es perjudicial para la duración de las estructuras. RESISTENCIA AL ESFUERZO CORTANTE DE LOS SUELOS En la Mecánica de suelos es muy importante la determinación de la resistencia al esfuerzo cortante. Valorar correctamente ese concepto constituye un paso previo imprescindible para intentar, con esperanzas de éxito, aplicado a la estabilidad de obras civiles. C. A. Coulomb publicó primer trabajo serio que intentó explicar la génesis de la resistencia de los suelos. Consistió en dar a la fricción entre las partículas del suelo la resistencia al corte y desplegar a este orden de fenómenos las normas que sigue la fricción entre los cuerpos, según la mecánica. A un espécimen sometido a un esfuerzo cortante tiende a crear un deslizamiento entre sí de las partículas a de alguna parte de la masa del suelo con respecto al resto del mismo. Según la Fig. 3a hay un disgregamiento de las partículas. En la fig. 3b la masa se resbala a lo largo de ciertas líneas de rotura, o si la masa del suelo es plástica es producida fluencia plástica fig. 3.c La resistencia al corte del suelo es la que tiende a contrarrestar estos movimientos dentro de la masa del suelo.
La resistencia al corte se designa de un suelo y viene dada por la ecuación de Coulomb: = c + tan En la que: = Resistencia al corte del suelo, en Kg/ cm2. c = Cohesión del suelo, en Kg/cm2. = Presión intergranular, Kg/cm2. = Ángulo de fricción interna del suelo, el cual se supone una constante.
Generalmente los suelos simultáneamente poseen cohesión y fricción interna; sin embargo existen dos casos extremos. Las arenas secas y lavadas que no tienen cohesión y en las que la carga de ruptura se obtiene por un valor de: = tan La fig 4. Muestra que la envolvente del círculo de Mhor pasa por el origen.
DETERMINACIÓN DE LA RESISITENCIA DE LOS SUELOS MEDIENTE EL
ENSAYO C.B.R El índice de soporte de California C.B.R (California Bearing Ratio), es una medida de la resistencia al esfuerzo cortante de un suelo, cuyas condiciones de densidad y humedad son controladas con cuidado. El CBR es la relación que se da entre el esfuerzo requerido para introducir un pistón estandarizado y patronado en la muestra de suelo a ensayar que está dentro de un molde y el esfuerzo requerido para inyectar el pistón hasta una profundidad en una muestra de piedra triturada que figura como patrón y el CBR se expresa en porcentaje
La carga unitaria cuyos valores a diferentes profundidades de penetración en la muestra de piedra triturada tomada como patrón son los mostrados en la Tabla 9. PENETRACIÓN (pulgadas) CARGA UNITARIA (lb/ pg2)
Tabla 2. Relaciones esfuerzo-penetración para la muestra patrón Generalmente el CBR se determina para una penetración de 0.1 y 0.2 pulgadas del pistón. Se elige el valor más grande de los dos como valor que representa la muestra.
