El estudio de la geotecnia sobre el Principio de Terzaghi del estrés efectivo en terrenos rocosos explora la aplicación de este concepto más allá de los suelos para incluir la mecánica de rocas. En terrenos rocosos, entender el estrés efectivo es crucial para proyectos que involucran túneles, minería y estabilización de taludes. Esta investigación amplía el alcance del principio de Terzaghi, adaptándolo a los desafíos únicos de la ingeniería de rocas, y proporcionando una base para prácticas de excavación y construcción más seguras y eficientes. El estudio del estrés efectivo en estos contextos destaca la versatilidad del principio y su aplicabilidad en diferentes dominios geotécnicos.«Consolidación de suelos: pruebas y evaluación: un simposio - Frank C. Townsend»
El esfuerzo efectivo en el suelo se refiere al esfuerzo transmitido entre las partículas sólidas del esqueleto del suelo. Es la diferencia entre el esfuerzo total que actúa sobre el suelo y la presión del agua poral. El esfuerzo efectivo es crucial en la geotecnia, ya que determina la resistencia y estabilidad del suelo. Cuanto mayor es el esfuerzo efectivo, mayor es la capacidad del suelo para soportar cargas y resistir deformaciones. Se calcula restando la presión del agua poral del esfuerzo total que actúa sobre el suelo.«Sobre el principio de esfuerzo efectivo y esfuerzo efectivo»
| Tipo de Suelo | Descripción | Esfuerzo Total (kPa) | Presión de Agua de Poros (kPa) | Esfuerzo Efectivo (kPa) | Deformación Efectiva (kPa) | Notas |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Arcilla | De grano fino, plástica | 57 - 174 | 19 - 92 | 44 - 92 | 5 - 44 | Altamente compresible |
| Limo | De grano fino, no plástico | 33 - 147 | 8 - 60 | 26 - 84 | 4 - 37 | Propenso a la licuefacción |
| Arena | De grano grueso, granular | 79 - 249 | 5 - 49 | 74 - 191 | 15 - 97 | Buenas propiedades de drenaje |
| Grava | De grano grueso, partículas redondeadas | 70 - 293 | 1 - 32 | 85 - 238 | 26 - 142 | Baja compresibilidad |
En conclusión, la geotecnia juega un papel crucial en la comprensión del comportamiento de los terrenos rocosos y la evaluación del esfuerzo efectivo. Al estudiar la distribución del estrés dentro de estos terrenos, los ingenieros pueden tomar decisiones informadas y diseñar estructuras que puedan resistir los desafíos únicos que presentan los ambientes rocosos. Este conocimiento es esencial en varios proyectos de construcción e infraestructura, asegurando su seguridad y longevidad.«Limitaciones en el uso de esfuerzos efectivos en suelos parcialmente saturados, Géotechnique»
El estrés geoestático en el suelo se refiere al estrés que resulta del peso de las capas de suelo superiores. Es causado principalmente por la fuerza de gravedad que actúa sobre la masa de suelo. El estrés geoestático aumenta con la profundidad y se distribuye uniformemente en todas las direcciones dentro de la masa de suelo. Es un factor importante a considerar en la geotecnia, ya que afecta la estabilidad y el comportamiento de las estructuras de suelo y los cimientos.«Cambio de esfuerzo efectivo y propiedades de asentamiento post-terremoto de materiales granulares sometidos a cizalla simple cíclica multidireccional»
La definición matemática de estrés efectivo es la diferencia entre el estrés total aplicado a una masa de suelo o roca y la presión del agua porosa dentro de esa masa. Se da por la ecuación σ' = σ - u, donde σ' es el estrés efectivo, σ es el estrés total y u es la presión del agua porosa. El estrés efectivo es importante en la geotecnia porque gobierna el comportamiento mecánico de los suelos y rocas, incluyendo su resistencia al corte y características de deformación.«Líneas y correlaciones para asistir en la estimación de perfiles de Vs en estas arcillas en ausencia de datos específicos del sitio, y para delinear relaciones que puedan»
La fórmula para la cohesión efectiva en la geotecnia se da por la ecuación: C' = C - Σ(dσv/dz)dz Donde: C' es la cohesión efectiva, C es el intercepto de cohesión, Σ(dσv/dz)dz es la suma del gradiente de estrés vertical efectivo sobre un intervalo de profundidad dado. Esta fórmula tiene en cuenta el cambio en el estrés vertical efectivo con la profundidad, que influye en la cohesión efectiva del suelo o la masa rocosa.«Informe: ¿Cuál es el problema con la ingeniería geotécnica? Actas del Instituto de Ingenieros Civiles - Ingeniería Geotécnica»
El estrés efectivo en el suelo se puede aumentar por dos métodos: aumentando el estrés total o reduciendo la presión del agua porosa. Aumentar el estrés total se puede hacer agregando más carga de sobrecarga o llenando material adicional en la parte superior del suelo. Reducir la presión del agua porosa se puede lograr drenando el agua del suelo o utilizando técnicas apropiadas como la consolidación o la compactación. Al aumentar el estrés efectivo, la resistencia al corte del suelo y la capacidad de carga se pueden mejorar para diversas aplicaciones de ingeniería.«Caracterización de sitios geotécnicos»
