Mecánica del suelo. Tema 14

• EL COEFICIENTE DE SEGURIDAD EN GEOTÃ CNIA.
El proyecto adecuado de una estructura exige el que ella y sus componentes soporten las máximas fuerzas
que tienen una probabilidad razonable de presentarse durante un periodo de vida también razonable de
dicha estructura, y el que cumpla su función bien, pero, además, el que todo ello se haga dentro de la
máxima economÃ−a.
Para que se cumpla lo anterior se emplean los “coeficientes de seguridad”, cuya magnitud deberÃ−a depender
en cada caso de la confianza que se tenga en los datos del proyecto y en su interpretación, y en especial en
los datos de resistencia y en las cargas previstas, en la exactitud del análisis estructural, en la calidad de la
construcción y de la conservación, y en los efectos dañinos de una rotura.
Cuando se estudia la carga de rotura de una cimentación, el coeficiente de seguridad se define como:
Siendo Qr la carga de rotura y Q la que realmente actúa.
• ESTABILIDAD A CORTO Y LARGO PLAZO.
Se denomina cálculo de “estabilidad a corto plazo” a la determinación del coeficiente de seguridad al cabo
de un perÃ−odo de tiempo lo suficientemente corto, con relación a la permeabilidad del terreno, para que no
haya habido prácticamente drenaje producido por el cambio de tensiones indicado.
A medida que el tiempo transcurre, las condiciones de equilibrio van variando: pueden variar las presiones
intersticiales, que tienden a las de una red de corriente en equilibrio con las nuevas condiciones en los
lÃ−mites o una situación hidrostática; puede cambiar la resistencia en presiones efectivas, que en algunos
terrenos firmes puede pasar del valor de pico al residual como consecuencia de un proceso de descarga y de
rotura progresiva. Las condiciones de equilibrio cuando las presiones intersticiales y la resistencia han llegado
a una situación estable son lo que se llama “estabilidad a largo plazo”.
• MÃ TODO DE LAS PRESIONES EFECTIVAS Y TOTALES.
En el método de las presiones efectivas se emplea un criterio de rotura en función de las presiones
efectivas. Por el contrario, en el método de las presiones totales se emplea la lÃ−nea de resistencia en
tensiones totales.
Dentro de los problemas de estabilidad a corto plazo se distinguen dos grupos. En el primero el suelo no ha
sufrido drenaje entre la toma de muestras y el instante en que se necesita conocer la estabilidad. En el segundo
se produce el drenaje total correspondiente a unas determinadas cargas, pero a continuación se produce un
cambio en el estado de tensiones con gran rapidez.
Cuando es posible, es preferible emplear el método de las presiones totales por ser más sencillo que el de
las presiones efectivas. Una de las razones es que no es necesario calcular las presiones intersticiales
inducidas en el terreno por el incremento de tensiones.
• ROTURA PROGRESIVA.
El estado I se corresponde con el estado de los puntos al comenzar a cargar, mientras que el estado II al
momento de la rotura.
La resistencia media de los tres puntos está lejos de la resistencia de pico y más próxima a la resistencia
crÃ−tica, aunque es algo mayor a ésta última.
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En algunas arenas densas la resistencia de pico suele quedar del lado de la seguridad.
• ESTABILIDAD EN OBRAS.
La mayorÃ−a de las cimentaciones de las construcciones se engloban dentro de dos grandes grupos:
cimentaciones superficiales o muros y taludes.
Dentro de cada grupo las caracterÃ−sticas generales son:
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
Î u
Ï f
Î Ï
Más desfavorable
Î Ï >0
X
Corto plazo
>0
Cu
Î Ï
â Î Ï
Largo plazo
0
> cu
â Î Ï
MUROS Y TALUDES
Î u
Ï f
Î Ï
Más desfavorable
Î Ï <0
Corto plazo
<0
Cu
Î Ï
â Î Ï
Largo plazo
0
> cu
X
â Î Ï
En cimentaciones superficiales al cargar el terreno se originan presiones intersticiales positivas; por
consiguiente, el momento más crÃ−tico para la estabilidad suele ser al aplicar la totalidad de la carga si
dicha aplicación se hace de modo rápido, es decir, a corto plazo. Sin embargo, existen algunas excepciones
como es el caso de las zapatas pequeñas, donde las tensiones pueden llegar a ser más desfavorables a largo
plazo.
En el caso de muros y taludes, la excavación producirá, a la larga, una disminución de las presiones
efectivas, y por tanto, de la resistencia. AsÃ− pues, en general es más crÃ−tica la estabilidad a largo plazo.
Si se trata de excavaciones temporales puede ser interesante comprobar la estabilidad a corto plazo, pues
quizá el perÃ−odo en que la excavación permanezca abierta será lo suficientemente corto como para que
apenas se produzca drenaje.
En el caso de taludes realizados sobre terrenos arcillosos es frecuente la modificación del talud con el paso
del tiempo, debido a los deslizamientos, pudiendo llegar a desaparecer con el paso de los siglos.
Tema 14: COEFICIENTES DE SEGURIDAD. ESTABILIDAD A CORTO Y LARGO PLAZO
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MECÔNICA DEL SUELO
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