e • d D • F u c e on of e r z r t a a m s c t d o a c e oi n C o e s n e l t c a á t s o t i e c n a s t r y e pl p a á r t s í t i c s a a c ul l d s e a p d y a a r c t e í c n u t e l a s s e n p u n t o s o oz n a s
N a t ur a e l z a d e l a D e of r m a c i ó n d e l S u e ol
• D S I T R I B U C I Ó N D E T E N S I O N E E S
• E C U A C Ó I N F U N D A
• E S T A D O D E T E N S I O N E
E M E N T A L D E T E R S Z A G H I
• E S F U E R Z O S E N L A M A S A D E L S U E L O
• E L O C M P O R T A M E I N T O D E L U S E L O
T E N S I N O E S S U E L N E L L O A M S A A D E
m p i r s t m a í D c a u s a l e of ( s f r r m i i c n a c i d i c ó i n vi ó , d n d a a e h u l d e m e s s a , i s ó n e a ) s p d e e c i s u a l m e ol e n c t e on t p or or a l d a d e p s o l i r z a i m e nr i t i e n a c t o c oi e n n e t r s e e n l t a r s e
D e f s e l rm D r i z o e a a m c of i i on r m e n a e t s c o i i r n ó e n l d a i t + v v d i e nr oi u a e a l l n e t s d r e d e l e s p a p u r a e t r í ol c t í u c l u s a a l s D
a N t ur a l e z a d e l a e f oD r m a c i ó n d e l u S e l o
a N t ur a l e z a d e l a
l F e xi ó n
T D > e l R s i z e a s m i s i t e n n e c a i t or t e a l n g a t i e v n o c i e a n l t r e a p r t í c u l a s c u a n d o
d e “ l á i i nm a s ” c o n m o vi i m i e n t o
e f oD r m a c i ó n d e l o c n p a r a r F t t í c a t c c ul ur t o a a s c o y n a u A m a pl l e n s t t o a m d e e i n á t o r e a d d e e
u S e l o
on i c in e m l E m t e a r e c a n t l t o e o s s e n y t r a d e f e p e f a r c a t c a t n s e uí i n p l a t r e s o r c s e t i s o c i d a e l i t r nf a n u yl s m e i n s i e ó n n n d e a t f u r u e a l z e r z a s a d e n e p s u u n p e t r o f i s c i d e e s
C om
A n t s e d e c a r g a r
A r c l i l a s R e d u c c c i ó a n r g d a e pl a e i s p c a a r d a a c i ó n p o r
o p r r t a m I n i t e e r n a t c o c i d ó n e l Q a uí F m a i s c a e I n t e s r t i c i a l
on I m r c oP p pi s i o s d e i d e b r a i a l d n d i e d s o a d d e s d t s i c om e e m p p l or a a s t n a t c e m o n e i a r g n r t l a n o e y ú nm d s e e t e e n r o c s o i d n ó e t n p a d c a e t r o of t í s r c u a l i l m n a c s d i ó vi i n d u d a e l e s s u e ol
o t r r a m i e n n o t o l i n t e e n a l s i e ó
D e s l i z a m i e n t o : D e of r m a c
r d i n e e v of e r r s m i b a l c e i ó n d e u s e ol s :
ó i n on l i n e a l e i r r v e e r s i b l e
C o m
a N t ur a l e z a d e l a e f oD r m a c i ó n d e l u S e l o
p pr uF a o e r t d r R í c z e a u u c s i l i a r s s t q e d u n e e c s i l i z a a m d e a l E i b s e e n uf t o a e z pl or r e i C l c a a t r or vi s t e o a e t n e n p a t r r a e
• • C F F o r i u h c e c e r z i s ó a i ó n s n r e s i e t s n t e s a l d e s l i z a m e i n t o
f = t a n φ
µ
T
m á x
= f . N
N N
φ
µ
T
Á n g u l ol d e F r i c c i ó n
R e s i s t e n c a i a P l D a r t s í e c i ul l z a a s m d e i i e n S t o u T e l a o n g e ni c a l e n t r e
a ) E s t a d o h i d or á t s i c o
c ) S u e ol e n e b u i l c i ó n
s n uf F u i e f e ul o l u y l a z j r o s e s d e s o n e b r c g o a e u n a t r a e c s i t o a s f e t n s e c t a n e c i t a e r m a a l p g a r n c t i í t o c u r u t e a l d s e e d d e
C om
b )
o p r r t a m I i n e t n e t r o a c c d ó i n e l F a í F s i a c a s e I n t e s r t i c i a l
T e n s oi n e s
S u e ol S e c o
F u e r z a s s b o r e e l e l e m e n t o “ A ”
τ
h
=
σ
v
=
a T N 2 h 2 v a ; ; τ
v
=
a T 2 v
σ
h
=
a N 2 h
e unn E l e m e on t “ C on t i un o ” ” d e S u e ol
E S F U E
v on s e u r C t p d i o c u e r a r l f a i pl t e d c i o a e r
m c o • e n A d s i ni oi d v e c r e o a n s r l t i e m u c on a l a or s s u c e ó l o pi c c om o p o u u e d n e
h v e or s u r t p i o i c r a oz e r f n c i pl t e t a i o l e r
t • e n D s i f oi c i n u e l s t d a e d on e c s t a p c a t r o a m e d r i
on S u p d ul e r f a i d c i a e
S oh u p r i e z on r f i c t i a e l
Z R Z O S E N L A M A S A D E L S U E L O
σ
h
σ
σ v
σ τ v h = = σ τ h v= = 0 t e n s i o n e s p r i n c i p a s e l
v
σ
h
σ v = P e s
d o e s u e ol e n z
z
e T n s i o n e s G e o
a C s E t s o a d f r o e d c u e t e e n n t e s oi e n n
á t s t i c a s
u s s e s e e l n o c s , p i l ol a r d t i e c ul d a e t m e r m r e n i n t e a r s e d i m e n t a o i r s
N • S • u a p t u e r r a f i l c e i z a e d d e e t s u e r e l e o nr v o a r oh í a r z m oi u n y t a p o l o c e n h or i oz n t a l
e T n s oi n e s e n i n t e or i r d e s u e ol
C a gr a s E x e t r n a s
T e n s oi n e s P e s o P or p o i S u e ol
e G o s t á t i c a s
i r d c n a i t z e r om e o p n c vr e c e i r i n s ó m n a c i ó n h o n a o r e h um t u r oi r z x a n p a l t a e a n n a s l d p a n o or e
K
n E g e = n r σ σ e a l v h σ v v s . σ h : C o e f i c i e n t e d e m p u j e l a t e r a l ( ) K
n e T s i o n e s g e o s á t i c a s h or i z o n
σ =
v
0 ∫ z γ
d z
γ E a u gn m e n e n e r t a a l X γ = c o f m pr ) ( z e s i ó n
σ =
v
⋅ z
l a t e s σ
v
=
∑ γ .∆ z
S u e ol s e s t r t a i f i c a d o s
P e s o e s p e c í
n e T s i o n e s g e o s
c i of ( γ ) = c t e . ( z )
á t i c a s v er t i c a l s e
σ
v
T
u c e D a s l c q r ui pi e r c i o ó n t or d m e a e e t a t r d i s a l o d e t e n s oi n e s i m i l a r a
=
τ τ σ 3 1
2 1
3 2
2
3
2 3
τ
1
σ 1 τ
σ τ
2
τ
1 3
P a a r d T e s e n c r s i E o b r i r n d e g e s e T t a n e d e s n d a r l i o o n e t e n s e s oi n e s
E S T A D
σ
τ α
α
τ
n
σ
n
O D E T E N S I N O E S E N E S L U E L O
e d s S u• K c e a 0 g r ol p u a , qr s e e d e u d i m l d e l e e a g n a r c a t r o“ a i n o 3 g e l “ a d s o” o b r e c on ol s li d a d o” : σ h
n o s e d i s i p a a l
S • K D u e l 0 e o = p s e 0 ó d ,4 s i t i o m a d e 0 n , 5 e t a e r i or n a a “ n or of r m m a a l d o m p e n o t d r e c o e n p o s o s i l i c i d ó a n d o d ” e : a σ h a b j o < σ h v a c i a a r r i b a :
e d a C s of o r m p a a r c i t i ó c n ul l a a r t e d a r e l K d e s i n t e r r e n o
K
0
=
σ σ v
h
C o e f i c i e n t e d e m E p u j e L a t er a e l n R e p o s o ( K ) o
σ
θ
σ
1
θ
=
σ
2 − 2 1 + σ 3
σ
3
+
σ
1
2 −
3 σ
c o s 2 θ
C on v e n c i ó n d e S i gn o s
a C s o b i d i m e n s oi a n l ( σ 2 = σ 3 )
C í r c u l o d e M o h r ( 1 8 8 2 )
K = 1 :
S i K K > < 1 1 : ( K
σ = σ
1
= σ / σ v ) : σ v = σ
1
σ ; h = σ 3 ; σ 2 = σ 3
h
h
h
σ = σ v = σ 1 = σ 2 = σ 3 → e s t d a o t e i n s s ó i o t n or e s p o d e h
h
σ ; v = σ 3 ; σ 2 = σ
= σ
1
= σ
E s f • • u e P P r l a l oz a n n s o s o h g e e v ri o s r or t z t i on á t c i a c t l o a e s pl s p or or P P s e o pr ri pnr s n i c n i c p i a p l a l e s
σ i a c t u a n t e s e n σ P 1 ( m a onl a y s o P r r i ) n , c σ p i 3 a ( l m e s e onr T ) , e σ n 2 s oi ( i n n e t s e r m P i e r n d a i p c i ) a l e s
xi E s t e n 3 pl a on s ⊥ e n ol s q u e τ i j = 0 P l a n o s P r i n c p i a l e s
e T n s i o n e s P r i n i c p a l e s
Ú t n e t i s l i o p n a e r s ) a d r e e p e r l e e s e m n t n e a t o r d s e u c s u e s e i l o v o a l s a c s e a gr t d a o r s e s d e t e n s o ni e s ( h
D i a gr a m a s p q
A d o p t a r p u n t o pr e r e s e n t a t vi o d e
q
= ±
c r í c ul o c o d or e d M e n o a h d r a d : e s
p
=
σ
i σ s 1 t or 1 2 + 2 − σ i a σ 3 3 d e
• E s t a d o d e t e n s i o n e s g e o s t á t i c a s K
K
K
0 : τ
1 : τ
1 : τ
=
m a x
=
>
m a x
=
<
m a x
=
0 2 v σ 2 v σ 1 K (
−
1
)
(
−
K
)
• T e n E s s i ó t o n e t s a n p g a e r a n : c a i l s e o n 2 τ d θ á m e c m x o = á r x t = ( σ e m 1 1 á 3 σ i xim ) 2 / a θ 2 e = = n ± R p u π c í r n c / u 4 ol t o :
or • c D r a e d s o p o s n σ d i 1 , e n σ t e s 3 a y c u s u a l s q u d i i e r r e θ c c i ( σ o θ n y s , τ e θ s ) e y vi p u c e e v d e e n r s a e c on n t r a r t e n s oi n s e
C í r c u l o d e M o h r ( 1 8 8 2 )
u
v
=
z
w
u
S u e ol
u
S a t u r a d o
h
=
P r e s i ó n i n t er s c i t a l
σ n • i P ( T v • d i e T t ´ e n e r ) i s e r n d s i s ó t i s i e i ó n ó e c n t i n n : a o l t ( a e u l f ) ( e σ c t ) a v i s e
i e i s r • S u nm e i C a s e r ol t r i g a d a l a S e a s p a t p y o l ur r c i a a d g s a o u ó d l a d i a s e o s
u
h i C d or on s d t i á c t i i ó c a n =
u w
⋅
z
w
v
u h
M o d e o l R e o l ó g i c o
E C U A C I Ó N F U N D A M E N T A L D E E T R Z A G H I
S u c i ó n
s
=
u
−
a
u
w
>
1
N o e s v á l i d a E c u a c i ó n F u n d a m e n t a l d e T e z r a g h i
a C r g a r e s i s t i d a p or r s ó l i d o s m i n e r a s e l , a g u a ( c a p i l a r i a d ) y a i r e
“ S a t u r a d o”
u
a
u
w
N o S ur t a a d o
“ S e c o”
a u
u
w
u
a
u S e l o s P ar c i a l e m n t e S a t ur a d s o
E n g e n e r a l c o e f i c i e n t e d e e m p e j u l a t e r a l :
K
=
σ σ
h ' v '
σ
• σ ´ c o n t or l a c a m b i o s v o ul m é t r i c o s y r e s i s t e n c i a
=
oP r c i ó n d e t e n s
u
ó ni t o t a l s o p or t a d
σ
´ +
σ
´ =
σ − u
P r n c p o e T e s onn e s E e c t v a s
E c u a c i ó nF F u n d a m e n t a l d e T e r z a g h i
p a o r s ó l i d o s m i n e a r l e s
e T n s i ó n E f e c t i a v ( σ ´ )
q
z
γ .z z z
C a r g a I n f i σ n i
C • a c o “ gr m a s o d c i s o t n r i s b t a u n i e t a , s d s e i n n d s i u s p pi ” e r a f c i i c ó e i n > e p s e s or d e s u
• C a r g a s • T • d i s e t o T r r b i r o í a n u c i d e o d d a a l e e s e n l pi a t r o á s t m d i c i a i d l d e a a s d u p e r
a t
e o l
c i f e
P e s o P or p i σ o
v
+
q =
v
z q q + γ z
σ
v
M é t o d o s d e C c l á u l o d e D i s t r u b i c i ó n d e T e n o i s n e s
σ τ v
D i s t r i b u c i ó n d e T T e n s i o n e s e n
h
σ
v
τ
h
τ
h
σ
v
vτ
σ
h
• D i s p i a c i ó n d e t e n s oi e n s e n v e r t i c a l
• oh D r i i onz p s i a t c a i l ó n d e t e n s oi n e s e n pl a n o
z
aM l a s a d e l S l e u o
y
z
P
ψ
σ
θ
R
A σ σ z
r
r σ
θ
= −
σ
r =
σ
z
=
2 2 3 π P π P 1 z − c 2 2 z o s µ 3 2 2 c ψ o 2 s π P = 3 z ψ 2 3 2 π P s c e R z o n s 3 2 5 (
)
3 ψ −
ψ −
=
2 3 π P 1 1 − ( + c r 2 2 c o o s 2 1 + z s ψ + c z 3 ψ o 2 c o s 2 ) 5 s 2 ψ ψ (
)
–
ó s i C a t gr r o p a o p y u n l i n t u e a a l l m e n n e t e s e e l m á i s e t s i c o p a c oi
S o l u c i ó n d e B o u s s i n e s q ( 1 oh 8 m 8 5 ) o g é n e o ,
e oT r í a d e l a E s a l t i c i d a d
∆ σ
z
=
L
(
+
z Q B
) (
+
z
)
=
L
(
+
z L L B B q
) (
+
z
)
I a t n p e n c r s r o uf ni e m e n o e n s t d i p o d r d a d o v e z o c a d o
P e n d i e n t e 2 : o1 1 : 1
e S s q e • • u a s N N e m um o o a s h d e e a y e q u c e o v t r o t n a n e o e a c i c r o s n c i d oi d ó n i n e e s t p s r i i d r d e á b i u t m s e c n i i m ó s d n n oi e ui d n y t e e s e n e e n n n s p p oi l n a or e s on uf s f n u h d e o i r r d a i a e d nz pi o t a r e l á m s i d e
)
s d gi ui e n d o
M é t o d o d e l T r n o c o d e P i r á m e d i
V • a l i d e z d e v a ol s e r c a l c ul a d o s p o e r s t a s t e o r í a s e n s e u ol s
C • o m o s e s u p o n e m e d oi e l á s t i c o , a v l e e l p r i n c pi oi d e s u p e pr o s i c i ó n
P • a r a pr of u n d i d a e d s d e 2 a 3 v e c e s B , e l v a ol r d e l a e t n s i ó n s e r e d u c e
ul • b R b e o s d u l e t a pr d o e s s i e o s n e e s ” p rx r ) e s a n m e d i a n t e ur c v a s i s o b á r i c a s ( “ D i a gr a m a d e
• • • • C C C C i m i m i m i m e e e e n n n n t a t a t a t a c i ó c i ó c i ó c i ó n n n n d c c n u i e i r f a c t d i n e u r t i r l a r a a a d r m p l a e é n n t e l a gr a
d i S s o• t i n ul t c a s oi g n e o e m s p a e r t r a s a í c a gr a p u n t u a l s e e x t i e n d e n p o r i n t g e r r a c i ó n p a r a
o S l u c i o n e s E x n e t d i d a s d e B o s u i n e s q y d e W s e t er g a ar d
pr S • e c on a r ( a r • E e r a e o o m j c n n n i b a s un a l y l a l l u e a s a t m c s o u o e o i l , a ó o l f n e r l i i z s o P p e m n e i a m a u s l s r á t m o c o a e r o s i e a m c t o n s a a i e gi i a e t n t e l p r r o c e r A σ l n c t n s a i ú e z e i d a s a n s x e a d b x l t g o n t o a r e r a e r l d s s t m e a i c n e c f f n o o i c o o on µ σ d c m e s r o d e n : M m o a n = e m a d d a e ó o 2 i d i c s t f n d : π P u K o l K e o f p s e ó r ) ,l o r o s ni e s = d uf r x a e á m e e c h P 2 s m d r + i 1 o a e z i t o 1 - y o r c r i o a n s - 2 i i f t s a s z µ µ o a i + o z r o n on s c n a n s K e p d d i m t l s a z l a e r e a d e h e a l l m n or t a t e r oi z p i a a n e l r t a t a r i c c l i e u l l s a o s n l o r u b d l l a a n s e d e o s t e z
(
2
(
2
)
2
2 3 2
)
S o l u c i ó n e d W e s t e r g a a r d ( 9 1 3 8 )
e oT r í a d e l a E s a l t i c i d a d
C a a g r t r a p e O c i S a T l i E nf R i n E B E a i R t ( t G e r r ( 1 a p 9 l 5 é 7 n ) )
C a r g a l i n F A S u D p U e r f M c i i e ( 1 r 9 e 4 c 1 t a ) g un l a r u ni of r m e m e n t e c a r g a d a
a e l u n i of r m e m F e A n U D e d M t i s t r ( i 1 b 9 u 4 d i 1 a )
O t r o s c a s o s d S e o l u c i o n e s E x e t n d i d a s
t S e o n l s u i o c n i ó e s n v e E
B u l l b o d e p r e s oi n e s
i t r x e t n c d a i l e s d a p or d e B e o f e t c s o u i n d e e s q c ar p a g a ar q i ( r n c e r r e c m t a e n n g t u o l ar d ) e
e e l v e n I d r c s r á t r i e gi t i c m c a i o e d l e e n s t c d e e o s d 2 e d i f y n e e t r e n 3 m s e ni t c e o a e s p d n a s oi e s
B ( 1 U 9 4 R 3 M , 9 1 S I T 4 5 E ) R
O t r o s c a s o s d S e o l u c i o n e s E e t x n d i d a s
t e u p r E n q i of s c s e a i u r l ó n a n e : d c v a d i S e l e r c ul a d m t i c a z e a e n l r i c nr a nl t l o e e q m u u e e vi n t l e a o s e d a e
c P u e a m l r q i u t i e e r c g a l e om c u l a t e r r r í á a e a s d e c a gr a c on
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