La geotecnia juega un papel pivotal en abordar los desafíos de la presión del suelo. Entendiendo las propiedades físicas y químicas del suelo, los ingenieros pueden determinar cómo responderán las diferentes capas de suelo a las cargas externas. Este conocimiento es crucial para diseñar cimientos y estructuras subterráneas capaces de resistir cambios en la presión del suelo, asegurando la integridad estructural y la seguridad.«Mecánica de suelos de craig - jonathan knappett, r.f. craig»
La presión del suelo se refiere a la fuerza ejercida por el suelo contra una superficie, como un muro de contención, cimiento o estructura subterránea. Es causada por el peso del suelo superior y alrededor de la superficie. La presión del suelo puede variar dependiendo de factores como el tipo y densidad del suelo, la profundidad de la superficie y la presencia de agua subterránea. Entender la presión del suelo es importante en geotecnia para diseñar estructuras que puedan resistir las fuerzas ejercidas por el suelo.«La influencia de la presión de inyección en la resistencia al arranque de clavos de suelo en relleno completamente descompuesto géotechnique»
| Tipo de Suelo | Descripción | Valores Típicos de Presión del Suelo (kN/m²) | Notas |
|---|---|---|---|
| Arcilla (Blanda) | Alta plasticidad, fácilmente deformable, baja resistencia al corte | 55 - 96 | Altamente sensible a cambios en el contenido de agua |
| Arcilla (Rígida) | Baja plasticidad, más rígida, mayor resistencia al corte | 157 - 280 | Mejor capacidad de carga que la arcilla blanda |
| Limo | Partículas finas, retiene agua, propenso a la licuefacción | 106 - 185 | Puede exhibir condición rápida cuando se perturba |
| Arena (Suelta) | Baja densidad, mal graduada, buen drenaje | 102 - 144 | Susceptible a asentamientos y licuefacción |
| Arena (Densa) | Bien graduada, alta densidad, excelente drenaje | 200 - 291 | Proporciona buena estabilidad y soporte para estructuras |
| Grava | Partículas gruesas, excelente drenaje, alta capacidad de carga | 260 - 390 | A menudo utilizada como material base en la construcción |
| Turba | Orgánica, altamente compresible, baja resistencia | 24 - 59 | No es adecuada para soportar estructuras sin tratamiento |
| Material de Relleno | Artificial, composición variable | Depende de la composición del material | Requiere análisis cuidadoso debido a su heterogeneidad |
| Arcilla Limosa | De grano fino, plasticidad moderada | 109 - 199 | Combinación de características de limo y arcilla |
| Arena Arcillosa | Arena con contenido significativo de arcilla | 154 - 236 | Mejor cohesión que la arena pura |
| Grava Arenosa | Mezcla de grava con arena | 212 - 325 | Buen drenaje, utilizada en cimientos y construcción de carreteras |
| Grava Limosa | Mezcla de grava con limo | 184 - 286 | Combinación de propiedades de limo y grava |
| Suelo Rocoso | Mezclado con fragmentos de roca, propiedades variables | 300 - 600+ | Depende del tipo de roca y la matriz del suelo |
| Arcilla Expansiva | Alto potencial de hinchazón y contracción | 60 - 139 | Se hincha cuando está húmeda, se contrae cuando está seca, desafiante para las estructuras |
En conclusión, la geotecnia juega un papel crucial en abordar los desafíos de la presión del suelo. Al entender completamente las características del suelo, los ingenieros pueden desarrollar estrategias efectivas para mitigar los efectos de la presión del suelo. A través de un análisis y diseño cuidadosos, se pueden implementar soluciones geotécnicas como muros de contención, diseño de cimientos y técnicas de mejora del terreno para asegurar la estabilidad y seguridad de las estructuras. Con la experiencia y el conocimiento de los ingenieros geotécnicos, los desafíos planteados por la presión del suelo pueden superarse con éxito.«Pruebas en mesa vibratoria en una estructura de estación de metro de tipo tres arcos en un suelo licuable»
La presión se define como la fuerza ejercida por unidad de área. Se calcula dividiendo la fuerza que actúa perpendicularmente a una superficie por el área sobre la cual se distribuye la fuerza. En geotecnia, la presión es un factor importante en el análisis y diseño de estructuras, ya que determina la estabilidad y el comportamiento de las masas de suelo y roca bajo diversas condiciones de carga.«Escuela de ingeniería civil, universidad técnica nacional, atenas, grecia»
La presión terrestre se mide típicamente utilizando instrumentos como células de presión o medidores de presión terrestre. Las células de presión se instalan dentro de la masa de suelo para medir directamente la presión ejercida por el suelo. Por otro lado, los medidores de presión terrestre se instalan típicamente en estructuras de retención y miden la presión contra la estructura. Ambos instrumentos proporcionan datos en tiempo real que ayudan a los ingenieros a comprender el comportamiento y la estabilidad del suelo y las estructuras.«Comportamiento del suelo y mecánica de suelos en estado crítico - david muir wood»
Hay varios métodos para medir el estrés en el suelo. Una técnica comúnmente utilizada es el uso de células de estrés o células de presión, que se incrustan en el suelo y miden el estrés directamente. Otro método es el uso de extensómetros, que miden la deformación del suelo causada por el estrés, y luego el estrés se calcula utilizando las propiedades materiales del suelo. Los ingenieros geotécnicos también utilizan instrumentos como piezómetros e inclinómetros para medir el estrés de manera indirecta monitoreando los cambios en la presión del agua porosa o los desplazamientos del suelo.«Pruebas de modelos sobre la ley de distribución de la presión dinámica del suelo en la cimentación compuesta xcc de pilotes-raft sin balasto»
La presión activa en la geotecnia se puede calcular utilizando las teorías de Rankine o Coulomb. En la teoría de Rankine, la presión activa (Pa) se da por Pa = Ka * γ * h, donde Ka es el coeficiente de presión activa de la tierra y γ es el peso unitario del suelo. En la teoría de Coulomb, la presión activa se calcula usando la ecuación Pa = Ka * γ * h * (1 - sin φ), donde φ es el ángulo de fricción interna del suelo. Estas teorías proporcionan estimaciones aproximadas y se utilizan a menudo en el diseño de muros de contención y excavaciones.«Extractor de placa de presión sin fugas para medir la curva característica de agua del suelo»
