[Tutorial] Mecánica de Suelos: Incremento de presiones en el terreno por aplicación de carga

En esta primera entrega y en las dos siguientes, José Carlos Coya - Codirector del Máster Internacional en Cimentaciones y Estructuras de Contención - a través de un vídeo tutorial, analiza el Estado Tensional en el Terreno para diferentes puntos, con profundidades y ubicaciones varias. Asimismo estudia en detalle, el tipo de solicitación que actúa en el terreno, desde 3 casos diferentes:

1. Incremento de presiones en el terreno I: Carga puntual.
2. Incremento de presiones en el terreno II: Carga rectangular.
3. Incremento de presiones en el terreno III: Carga lineal en franja.

En un terreno natural, un punto cualquiera bajo su superficie está sometido a las presiones debidas al peso del terreno que gravita sobre él y, en su caso, a las presiones del agua intersticial. Cuando situamos una carga en la superficie -como puede ser el caso de una zapata- se produce en el terreno una modificación en el estado tensional. El incremento de presiones disminuye progresivamente con la profundidad.

Dada la complejidad del comportamiento del suelo, conocer con precisión el fenómeno es una tarea inabordable, pero necesaria para analizar los efectos de las cargas.

Una primera aproximación nos llega de la mano de la Boussinesq, quien basándose en la teoría de la elasticidad describió el comportamiento bajo carga de un semiespacio (una fracción del espacio infinito limitada por un plano horizontal) elástico, homogéneo e isótropo, es decir basada en una serie de hipótesis absolutamente falsas pero que nos permiten acercarnos al problema de modo suficientemente seguro en la práctica.

Aplicamos sobre la superficie de nuestro terreno una carga puntual vertical hacia abajo N. Boussinesq obtuvo la ecuación que da la tensión vertical en cualquier punto P, definido por la profundidad Z y la distancia R a la vertical del punto.

Parte I: Carga Puntual

Conoce de manera práctica la explicación del Incremento de Presiones en el Terreo por carga puntual:

Anteriormente hemos visto cómo obtener las presiones en el terreno bajo una carga puntual. Obviamente es un caso teórico, una carga nunca es puntual. Lo más parecido es una zapata, que generalmente tiene forma rectangular. Por eso, el siguiente paso es analizar las presiones bajo una carga rectangular. Vemos que a poca profundidad la presión es bastante diferente de la carga puntual, pero según bajamos la diferencia es mínima.

Ya vista la presión del terreno bajo la carga que transmite una zapata rectangular, analizaremos el caso de zapatas lineales, donde la primera aproximación es una carga lineal, la siguiente es la carga uniforme en una franja. Al igual que ocurría con la carga puntual y la carga rectangular, la presión disminuye mucho con el ancho de la zapata a poca profundidad, pero cuando la profundidad aumenta la diferencia se diluye.

Máster Internacional en Cimentaciones y Estructuras de Contención.