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Esfuerzos geostáticos
Calcula el perfil de esfuerzos verticales del suelo por estratos: el esfuerzo total (σv), la presión de poros (u) y el esfuerzo efectivo (σ'v = σv − u), con el nivel freático. Es la base para asentamientos, consolidación, licuación y empujes. Incluye el gráfico del perfil.
Estratos (de arriba hacia abajo)
| Estrato | Espesor (m) | γ (t/m³) | γsat (t/m³) | |
|---|---|---|---|---|
Nivel freático medido desde la superficie. Un valor mayor que la profundidad total = terreno seco.
Esfuerzos por profundidad
| z (m) | σv | u | σ'v |
|---|---|---|---|
| 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
| 2.00 NF ▽ | 3.40 | 0.00 | 3.40 |
| 3.00 borde | 5.30 | 1.00 | 4.30 |
| 7.00 borde | 13.10 | 5.00 | 8.10 |
| 10.00 borde | 19.40 | 8.00 | 11.40 |
Valores en t/m². En la base (z = 10.00 m): σ'v = 11.40 t/m² = 1.14 kg/cm².
- ℹ️ σv = peso del suelo por encima (γ sobre el NF, γsat bajo el NF).
- ℹ️ u = presión de poros = γw·(z − NF), solo bajo el nivel freático.
- ℹ️ σ'v = σv − u es el esfuerzo que controla la resistencia y los asentamientos.
Fórmulas
- Esfuerzo total: σv = Σ γi·hi (γ natural sobre el NF, γsat bajo el NF).
- Presión de poros: u = γw·(z − NF), solo bajo el nivel freático.
- Esfuerzo efectivo: σ'v = σv − u (principio de Terzaghi).
Con el esfuerzo efectivo continúa a asentamientos, consolidación o licuación de suelos.
Preguntas frecuentes
¿Qué es el esfuerzo efectivo y por qué importa?
El esfuerzo efectivo σ'v = σv − u es la parte del esfuerzo que realmente toman los granos del suelo (descontando la presión del agua). Gobierna la resistencia al corte, la capacidad portante y los asentamientos. Es el principio de esfuerzos efectivos de Terzaghi.
¿Cómo se calcula el esfuerzo total σv?
Es el peso del suelo que hay por encima de la profundidad analizada: se suma γ·h de cada estrato, usando el peso específico natural sobre el nivel freático y el saturado por debajo.
¿Cómo se calcula la presión de poros u?
Bajo el nivel freático (condición hidrostática), u = γw·(z − NF), donde γw ≈ 1 t/m³ y (z − NF) es la altura de agua sobre el punto. Sobre el nivel freático, u = 0.
¿Para qué sirve este perfil?
Es el punto de partida de casi todo el análisis geotécnico: asentamientos por consolidación, potencial de licuación, capacidad portante, empujes de tierra y el diseño de cimentaciones y muros.
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