DISEÑO DE DEFORMACIÓN. TENSIÓN LÍMITE DE LINEALIDAD INGENIERÍA GEOTÉCNICA

DISEÑO DE DEFORMACIÓN. TENSIÓN LÍMITE DE LINEALIDAD INGENIERÍA GEOTÉCNICA Prof.: Ing. Wilfredo Gutiérrez Lazares

DISEÑO DE DEFORMACIÓN. TENSIÓN LÍMITE DE LINEALIDAD CONTENIDO Introducción al diseño de deformación. Combinaciones de carga para el diseño de deformación. Propiedades físico-mecánicas. Chequeo de Linealidad. Obtención de la tensión límite de linealidad. Influencia de la excentricidad y la rectangularidad Condición de diseño por linealidad. Chequeo por vuelco.

DEFORMACIÓN

Diseño por el 2do. E.L. Diseño de Deformación Chequeo de las condiciones de deformación de la estructura: 1.- Linealidad: Garantizar comportamiento lineal de las tensiones y las deformaciones. 2.- Vuelco: Mo estabilizantes 3 Mo desestabilizantes F.S. mayor porque actúan cargas de larga duración, siendo por tanto más peligroso el posible vuelco. 3.- Asentamiento: Los asentamientos, absolutos o relativos, menores que los permisibles.

Diseño por el 2do. E.L. Diseño de Deformación Combinaciones de carga para el diseño por Deformación Intervienen las CM y las CV de larga duración. Según la Norma Peruana: En suelos cohesivos: 50% de la CV. En suelos friccionantes: máxima carga vertical, debido a las cargas muertas, vivas y sismo.

Diseño por el 2do. E.L. Diseño de Deformación Tabla 3.3- Valores máximos del coeficiente de minoración de las características mecánicas del suelo Suelos C y C-φ TIPOS DE SUELO Suelos φ Coeficientes de variación de las características mecánicas del suelo Valores de g gtgφ máximos a utilizar Coeficientes de variación de las características mecánicas del suelo Valores de g gtgφ máximos a utilizar V tgφ 0.2 g gtgφ = 1.10 V tgφ 0.07 g gtgφ = 1.05 φ 30º V c 0.26 g gc = 1.30 V tgφ > 0.07 g gtgφ = 1.10 V tgφ > 0.2 g gtgφ = 1.15 V c > 0.26 g gc = 1.35 φ > 30º V tgφ 0.08 g gtgφ = 1.05

Diseño por el 2do. E.L. Diseño de Deformación Tabla 3.3.1- Valores de γgy, γgc y γgtgφ para una probabilidad del 85%. TIPOS DE SUELO Coeficiente de minoración (g g ) Suelos cohesivos (C>0, φ 25º) Suelos C-φ (φ > 25º) Suelos φ (φ 30º) Suelos φ (φ > 30º) g gy 1.03 1.03 1.03 1.03 g gc 1.35 1.30 - - g gtgφ 1.15 1.10 1.10 1.05

Comportamiento del Suelo. TENSIÓN LÍMITE DE LINEALIDAD La presión de linealidad del suelo: R = f(c, Ф, γ, de cálculo a una probabilidad de diseño del 85%) Falla Local

Chequeo de Linealidad. Fig. 1.9 Curva de comportamiento de los suelos Los valores de gg que se utilizarán son los obtenidos del estudio estadístico, siempre que no sobrepasen los valores que aparecen en la tabla 3.3, en cuyo caso se tomarán sus valores.

Chequeo de Linealidad. 1. Limitar el estado tensional a la zona de linealidad. 2. Métodos fundamentados en modelos lineales. 3. Los coeficientes γf, γg y γs aproximan a la zona de linealidad. 4. Existen teorías complejas para el cálculo de asentamientos en comportamiento no lineal. (falta validar en la práctica ingenieril).

Influencia de la rectangularidad Modelos para su determinación Para e = 0 b P g 1.d Zmáx m

P R b P g 1.d Zmáx m P = N b l g g R = c1. c2 g b. K. m c. m g. d. m K. 2 z g c 1 Donde: g C1, g C2 : Coeficientes que dependen de las condiciones de trabajo del suelo y del tipo de estructura. K: Coeficiente de fiabilidad que depende de la obtención de las características del suelo: K=1.0 Si se realizan ensayos de campo o de laboratorio. K=1.1 Si las características se obtienen de tablas. Mg, MC, Mq: Coeficientes adimensionales que dependen del ángulo de fricción interna del terreno que yace bajo la solera de cimentación q

M g, M C, M q : Coeficientes adimensionales que dependen del ángulo de fricción interna del terreno que yace bajo la solera de cimentación M g = 0.25 cot * * / 2 M q = 1 + cot * * / 2 M c = cot * cot * * / 2

φ* Coeficientes Coeficientes φ* Mg Mq Mc Mg Mq Mc 0 0.00 1.00 3.14 23 0.69 3.65 6.24 1 0.02 1.06 3.23 24 0.72 3.87 6.45 2 0.03 1.12 3.32 25 0.78 4.11 6.67 3 0.04 1.18 3.45 26 0.84 4.37 6.90 4 0.06 1.25 3.51 27 0.91 4.64 7.14 5 0.08 1.32 3.61 28 0.98 4.93 7.40 6 0.10 1.39 3.71 29 1.06 5.25 7.67 7 0.12 1.47 3.82 30 1.15 5.59 7.95 8 0.14 1.55 3.93 31 1.24 5.95 8.24 9 0.16 1.64 4.05 32 1.34 6.34 8.55 10 0.17 1.73 4.17 33 1.44 6.76 8.88 11 0.21 1.83 4.29 34 1.55 7.22 9.22 12 0.23 1.94 4.42 35 1.68 7.71 9.58 13 0.26 2.05 4.55 36 1.81 8.24 9.97 14 0.29 2.17 4.60 37 1.95 8.81 10.37 15 0.32 2.30 4.84 38 2.11 9.44 10.80 16 0.36 2.43 4.99 39 2.28 10.11 11.25 17 0.39 2.57 5.15 40 2.46 10.85 11.73 18 0.43 2.73 5.31 41 2.66 11.64 12.24 19 0.47 2.89 5.48 42 2.88 12.51 12.79 20 0.51 3.06 5.66 43 3.12 13.46 13.37 21 0.56 3.24 5.84 44 3.38 14.50 13.98 22 0.61 3.44 6.04 45 3.66 15.64 14.64

Influencia de la excentricidad Modelos para su determinación. Para 0 < e b/6 b P P min P max g 1.d Zmáx m

Influencia de la excentricidad La influencia de la excentricidad e sobre el valor de la tensión límite de linealidad R es marcada, tal y como puede observarse en la siguiente gráfica:

b P R P min P P max g 1.d Zmáx m P = N b l g g c1 c2 R = M Kz b g * * M q * M c C * K ' g 2 Donde: g C1, g C2 : Coeficientes que dependen del trabajo del suelo y tipo de estructura K: Coeficiente de fiabilidad: K=1.0 ensayos de campo o laboratorio. K=1.1 características se obtienen de tablas. Kz: coeficiente que toma en cuenta, en cierta medida, la influencia de la longitud de la cimentación, vale: Kz = 1.0 Para b 10m Kz = 8/b + 0.2 Para b 10m M g, M q, M c Coeficientes adimensionales que dependen del ángulo de fricción interna * del terreno debajo de la cimentación, obtenidos con la corrección por excentricidad. q

M g, M q, M c Coeficientes adimensionales que dependen del ángulo de fricción interna * del terreno que yace debajo de la cimentación, obtenidos con la corrección por excentricidad. M g = Mg (1-2.5 e/ b) M q = 1+ 4 M g M c = Mc (1-2.5 e/ b)

Tipo de suelo Coeficiente g c1 Coeficiente g c2 para edificios y obras con esquema rígido de construcción y relación L/ H igual a 4 o más 1.5 y menos Suelo gravoso, gravo arenoso y arenosos - Grueso a medio 1.4 1.2 1.4 - Suelo arenoso 1.3 1.1 1.3 Suelo arenoso muy fino - Seco y húmedo 1.25 1.0 1.2 - Saturado 1.10 1.0 1.2 Suelo limo arenoso, limo, arcilla arenosa y arcilla con. IL 0.25 1.25 1.0 1.1 0.25 < IL 0.50 1.20 1.0 1.1 IL > 0.50 1.10 1.0 1.0 Para valores intermedios de L / H se interpola linealmente.

Para garantizar comportamiento lineal se debe cumplir: P R P = N b l g g c1 c2 R = M Kz b g * * M q * M c C * K ' g 2 q

CONTENIDO Introducción al diseño de deformación. Combinaciones de carga para el diseño de deformación. Propiedades físico-mecánicas. Chequeo de Linealidad. Obtención de la tensión límite de linealidad. Influencia de la excentricidad y la rectangularidad Condición de diseño por linealidad. Chequeo por vuelco.

Chequeo por vuelco. F.S. VUELCO = Momentos estabilizantes Momentos desestabilizantes 3,0 La condición anterior para el caso de cimientos con pedestal céntrico se reduce a chequear el valor de la excentricidad según: e < l/6 o e < b/6

Modelo para su determinación. Capacidad de carga por Falla Local q brfl bg 2 2 N 2 cn 3 g d gfl cfl 1 Ngfl, Ncfl, Nqfl - Coeficientes de la capacidad de carga de falla local, dependientes del ángulo de fricción interna, definidos por Terzaghi. N qfl

Modelo para su determinación. Capacidad de carga por Falla Local

Gráficas para la determinación de los coeficientes de la capacidad de carga..

CÁLCULO DE ASENTAMIENTOS Estimación de los asentamientos inmediatos (elásticos) Suelos friccionantes Estimación de los asentamientos por consolidación primaria Suelos cohesivos