16 cap iii.3.presiones geostaticas

Facultad de Ingeniería y Arquitectura

Esfuerzo geostático en la masa del suelo

Mecánica de suelos I Cajamarca junio del 2011


Los esfuerzos al interior del suelo se aplican por dos razones

• El peso propio del suelo

• El efecto de las cargas exteriores aplicadas al suelo.

�Los esfuerzos geostáticos (verticales) son los debidos al peso propio del

suelo y pueden variar con la profundidad, cuando varía el peso unitario del


suelo y pueden variar con la profundidad, cuando varía el peso unitario del

suelo.

sv = g * z

Si varía con la profundidad se tienen dos casos ssssssss

� Variación continua

� Variación discontinua


Principios del esfuerzo efectivo



Principios del esfuerzo efectivo

• Es Perpendicular a un plano cualquiera (oblicuo o no), que pase por el

elemento A del terreno, existe un esfuerzo total s y una presión

intersticial o de poros mmmm , a una profundidad Z.

Mecánica de suelos I Cajamarca, junio del 2011


• El esfuerzo efectivo s’ se define como el valor de la diferencia entre el

esfuerzo total s y la presión de poros (p.p.) U.

s’ = s – u


• En la masa de suelo existen esfuerzos dentro del esqueleto mineral s’,

que actúan interpartícula, y existen esfuerzos neutros u dentro del

fluido intersticial que ocupa los poros. La suma de ambos es igual al

esfuerzo total s.


• En las caras del elemento A, de área a2, las partículas de suelo

ejercen fuerzas en dirección normal y tangencial, N y T, como se

muestra en la figura.



• Los esfuerzos serán, en ambas caras:

sv = Nv , sh = Nh , tv = Tv th = Th

a2 a2 a2 a2


• Si se carga súbitamente el terreno, toda la masa de suelo se afecta. El

agua recibirá las nuevas fuerzas, empezará a fluir, los esfuerzos pasarán,

poco a poco, al esqueleto mineral, y cuando drene el suelo, habrá

disminuido mmmm y aumentado s’.


Esfuerzo total, neutro y efectivo

• Esfuerzo total o presión total

La presión total que tiene un suelo a una cierta profundidad, debida a

su peso propio, es igual al producto de la profundidad por el peso


específico de masa ( densidad natural)

σ = Z * γm

σ: esfuerzo total

Z: profundidad

γm: peso específico de la masa del suelo


• Esfuerzo neutro o presión neutra

Es la presión en los poros o presión intersticial incapaz de soportar

esfuerzo cortante. En el nivel freático este esfuerzo tiene valor cero,

sobre el nivel freático este esfuerzo es negativo y bajo el nivel freático es

positivo. Este esfuerzo es igual al producto de la distancia a partir del


nivel freático por el peso específico del agua.

µ = d * γw

µ : esfuerzo neutro

d: distancia a partir del nivel freático

γw: peso específico del agua, su valor es 1 gr/cm3


• Esfuerzo efectivo o presión efectiva

Es el esfuerzo correspondiente a la fase sólida del suelo y es el que

gobierna los cambios volumétricos o la resistencia de un suelo.

Este esfuerzo es igual a la diferencia de la presión total y la presión

neutra. σ’ = σ - µ



Ejemplo 1

Determinar y dibujar la distribución de presiones total, neutra y efectiva,

debido al peso propio del terreno, a 3m y 7 m. de profundidad del siguiente

estrato de suelo arenoso cuyo peso específico de masa es 1.8 gr/cm3. El

nivel freático está a 3 m. de profundidad.



Ejemplo 2

Determinar y dibujar la distribución de presiones total, neutra y efectiva

debido al peso propio del terreno a 2.1 m , a 3.9 m y a 6.3 m de

profundidad del siguiente perfil estratigráfico. El nivel freático se encuentra

a 3.2 m de profundidad. Las potencias y los pesos específicos de la masa

del suelo de los estratos se indican en el perfil.


del suelo de los estratos se indican en el perfil.

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