Presiones Laterales

1. PRESIONES LATERALES
Alumno: C. Stefano Urquizo Tapia
Docente: Ing. Pedro Maquera
Curso: Mecánica de Suelos II

2. PRESIÓN LATERAL DE LOS SUELOS
Es aquella presión que ejerce la tierra o el suelo contra una estructura en dirección lateral, principalmente
horizontal.
El adecuado diseño de estas estructuras requiere de la presión lateral del suelo que es en función de
varios factores como:
• El tipo y magnitud del movimiento de la estructura de retención.
• Las características del suelo cortante.
• La presión de agua en poros.
• El peso especifico del suelo.
• Las condiciones de drenaje del suelo.
Para describir la presión que un suelo puede ejercer se usa un coeficiente de presión lateral, K. que es la
relación que existe entre la presión lateral y horizontal respecto a la presión vertical.
𝐸 =
1
2
𝛾𝐻2
𝐾

3. IMPORTANCIA
• En la práctica de la Ingeniería Civil, es común el tener que realizar obras en las
cuales se tengan diferencias de niveles en suelos; como es el caso de sótanos,
andenes, rampas de acceso, plataformas industriales, etc.; así como también realizar
cortes en caminos, ferrocarriles, etc.; debido esto, es necesario construir elementos
de retención que nos proporcionen estabilidad y seguridad.

4. PARÁMETROS:
Angulo de Fricción
• Es una propiedad de los materiales granulares el cual tiene una interpretación física sencilla, al estar relacionado con el
ángulo de reposo o máximo ángulo posible para la pendiente de un conjunto de dicho material granular.
Cohesión
• Es la cualidad por la cual las partículas del terreno se mantienen unidas en virtud de fuerzas internas, que dependen,
entre otras cosas, del número de puntos de contacto que cada partícula tiene con sus vecinas.
Tipo de Esfuerzos
-Esfuerzo en reposo
-Esfuerzo activo
-Esfuerzo pasivo
-Esfuerzo por sobrecarga

5. PRESIÓN ESTÁTICA
Estos empujes están fuertemente condicionados a la deformabilidad del muro.
PRESION EN REPOSO:
Es aquella donde el muro no presenta desplazamiento en ninguna dirección.
Las partículas de suelo no podrán desplazarse, confinadas por el que las rodea,
sometidas todas ellas a un mismo régimen de compresión.
PRESION ACTIVA:
Si el muro de sostenimiento cede (traslación o rotación), el relleno de tierra se expande
en dirección horizontal.
En pocas palabras una presión activa es cuando el suelo en si, ejerce un empuje sobre el
muro.

6. PRESION EN REPOSO PRESION ACTIVA

7. TEORÍA DE RANKINE (1857)
Desarrollada en 1857, es la solución a un campo de
tensiones que predice las presiones activas y pasivas del
terreno. Esta solución supone que el suelo está
cohesionado, tiene una pared que está friccionando, la
superficie suelo-pared es vertical, el plano de rotura en
este caso sería planar y la fuerza resultante es paralela a
la superficie libre del talud.
Las ecuaciones de los coeficientes para presiones activas
y pasivas aparecen a continuación. Observe que φ' es el
ángulo de rozamiento del suelo y la inclinación del talud
respecto a la horizontal es el ángulo β.

8. TEORÍA DE COULOMB (1776)
Fue el primero en estudiar el problema de las
presiones laterales del terreno y estructuras de
retención. Coulomb se limitó a usar la teoría de
equilibrio que considera que un bloque de terreno en
rotura como un cuerpo libre (o sea en movimiento)
para determinar la presión lateral limitante. La presión
limitante horizontal en fallo en extensión o
compresión se determinan a partir de las constantes
Ka y Kp respectivamente.

9. ENSAYO DE CORTE DIRECTO
La finalidad de los ensayo de corte, es
determinar la resistencia de una muestra de
suelo, sometida a fatigas y/o deformaciones
que simulen las que existen o existirán en
terreno producto de la aplicación de una
carga.
𝐶𝑜𝑢𝑙𝑜𝑚𝑏: 𝜏 = 𝑐 + 𝜎 𝑢 ∗ tan(ɸ)

10. Al aplicar la fuerza horizontal, se van midiendo las
deformaciones y con esos valores es posible graficar la
tensión de corte (τ), en función de la deformación(Ɛ) en el
plano de esta tensión de corte. De la grafica es posible
tomar un punto máximo de tensión de corte como la
resistencia al corte del suelo.
Los valores de τ se llevan a un grafico en función del
esfuerzo normal( σ 𝑛 ), obteniendo la recta intrínseca,
donde τ va como ordenada y σ 𝑛 como abscisa. El ángulo
que forma esta recta con el eje horizontal es el ángulo de
fricción ɸ y el intercepto con el eje τ , la cohesión c .

11. TIPOS DE ENSAYO
Ensayo no consolidado no drenado(UU)
• Es un ensayo rápido donde el corte se inicia antes de consolidar la muestra bajo la carga normal, si el
suelo es cohesivo y saturado, se desarrollara exceso de presión de poros.
• Generalmente la recta intrínseca en el diagrama de τ contra σ es horizontal, donde τ = 𝑐𝑢.
Ensayo consolidado no drenado(CU)
• En este ensayo se aplica la carga normal y se permite que la muestra se drene hasta finalizar la
consolidación, la tensión de corte es rápida de tal manera que al aplicar la carga horizontal no se produzca
drenaje. Estos ensayos no se usan en suelos permeables y es necesario medir el movimiento vertical.
• Coulomb:
• τ = 𝑐 𝑐𝑢 + σ 𝑛 tan ɸ 𝑐𝑢
• τ = 𝑐 𝑐𝑢 + (σ 𝑛 + µ) ∗ tan ɸ 𝑐𝑢

12. Ensayo consolidado drenado(CD)
• La velocidad de corte es lenta, se permite el drenaje de la muestra en todo el ensayo
siendo las presiones intersticiales nulas durante la aplicación del esfuerzo
cortante(µ=0), esto implica que : σ = σ′ , c=c’ , ф=ф’.
UU CU CD

13. ENSAYOS DE TENSIÓN CONTROLADA
Se aplica el esfuerzo horizontal, se miden las
deformaciones hasta llegar a la estabilización,
luego se aumenta la fuerza horizontal y así
sucesivamente hasta que llega el momento en que
las deformaciones no se estabilizan, lo que nos
indica que hemos sobrepasado la carga de rotura.

14. ENSAYOS DE DEFORMACIÓN CONTROLADA
La mitad móvil de la caja se desplaza a una
velocidad determinada, los esfuerzos
horizontales se van midiendo con un anillo
dinamométrico conectado en serie con la
fuerza horizontal.

15. METODOLOGÍA DEL ENSAYO
EQUIPO NECESARIO:
• Maquina de corte directo
• Cajas de corte
• Dos balanzas, una de 0.1gr y 0.01gr de precisión
• Horno de secado
• Cámara húmeda
• Herramientas y accesorios: equipo para compactar las probetas re moldeadas, diales de
deformación, agua destilada, espátulas, cuchillas enrasador, cronometro, regla metálica,
recipientes para determinar la humedad.

16. PROCEDIMIENTO (SUELOS COHESIVOS)
• Se moldean 3 o 4 probetas de una muestra de suelo inalterada, utilizando un anillo cortante para controlar el tamaño.
• Se ensambla la caja de corte, se saturan las piedras porosas y se mide la caja para calcular el área de la muestra
• Se coloca la muestra en la caja de corte, las piedras porosas y el pistón de carga sobre el suelo, la carga normal y se ajusta
el deformimetro vertical.
• Se acopla el deformimetro de la deformación cortante y se fija en cero tanto el horizontal como el vertical.
• Se aplica la carga de corte tomando lecturas del deformimetro de carga, de desplazamientos de corte y
verticales(cambios de volumen).
• En ensayos de deformación controlada, las lecturas se toman a desplazamientos horizontales de 5, 10 y cada 10 o 20
unidades.
• La tasa de deformación unitaria debe ser del orden de 0.5 a no mas de 2 mm/min y deberá ser tal que la muestra falle
entre 5 y 10 minutos.
• Al final se remueve el suelo y se toman muestras para determinar el contenido de humedad.

17. PROCEDIMIENTO (SUELOS NO COHESIVOS)
• Se prepara la muestra
• Se aplica la carga vertical y se coloca el dial para determinar el desplazamiento vertical.
• Se separa la caja de corte, se fija el bloque de carga y se ajusta el deformimetro para
medir el desplazamiento cortante. Luego se comienza a aplicar la carga horizontal
midiendo desde los deformimetro de carga, de cambio de volumen y de desplazamiento
cortante.
• Si el ensayo es de tipo deformación controlada se toman esas lecturas a desplazamiento
horizontales de 5,10 y cada 10 o 20 unidades.
• La tasa de deformación unitaria debe ser del orden de 0.5 a no mas de 2 mm/min y
deberá ser tal que la muestra falle entre 3 y 5 minutos.

18. PROCEDIMIENTO EN EL LABORATORIO
Resultados del
Ensayo de
Corte Directo

19. Maquina para
realizar el Ensayo
de Corte Directo

20. Realización de la
Calicata ( Sama
Inclán)

21. Datos del Ensayo
de Corte Directo

22. Resultados del
Ensayo de Corte
Directo