• Author / Uploaded
• Martín Rivas Parraguez

Citation preview

Coeficiente de Balasto Curso

: Mecánica de Suelos

II Profesor

: Ingº Yván

Medrano Lizarzaburu. Integrante

: Rivas Parraguez José Martín.

Lugar y Fecha: Chiclayo - 09 de Mayo del 2011

I. 

Definición: El módulo de Reacción o Coeficiente de Balasto se define como: La relación entre la tensión capaz de generar una penetración de la placa en el terreno de 0,05” que equivale a una deformación de 0,127 cm, es decir que este coeficiente es la pendiente de la recta que une el origen de coordenadas con el punto de la curva “tensión – deformación” que genera un asentamiento de la placa de 0,127 cm, como se aprecia en la figura adjunta.



El coeficiente “K” de balasto es una constante de proporcionalidad entre la presión y asientos del suelo. Toma el nombre de balasto porque originalmente se lo utilizaba para determinar el reparto de las cargas en vías de ferrocarril. También en algunas bibliografías es llamado “Modulo de Winkler”. El valor de la constante “K” en muy incierta en los diversos terrenos y han sido muy discutidas las formulas y expresiones que se les atribuyen en función de las características de las mismas. Depende también de la forma y tamaño de la superficie de carga, así como del espesor del estrato compresible afectado.



Es una magnitud asociada a la rigidez del terreno. Su interés práctico se encuentra sobre todo en ingeniería civil ya que permite conocer el asentamiento de una edificación pesada en el terreno, así como la distribución de esfuerzos en ciertos elementos de cimentación. Se mide aplicando una carga vertical sobre una superficie y midiendo el hundimiento o desplazamiento a partir de la carga aplicada.

Donde: = fuerza vertical aplicada, = área de la superficie en contacto con el terreno donde se aplica la fuerza = distancia vertical de hundimiento lograda. Obviamente la definición anterior sólo es válida para un cierto rango de presiones, ya que una vez aparecen fenómenos de fluencia o plasticidad la fuerza deja de ser proporcional al hundimiento y por tanto la relación fuerzahundimiento no es una relación lineal y no tiene sentido hablar de un módulo constante. II.

Determinación Del Coeficiente De Balasto En Cimentaciones: Actualmente en el campo de las cimentaciones, uno de los métodos más empleados para calcular los esfuerzos es la modelización como viga flexible, en el cual se supone el terreno como un conjunto infinito de muelles situados bajo una viga deformable, la cimentación. La constante de deformación de cada muelle es Ks (módulo de balasto), valor obtenido del cociente entre la presión de contacto (q) y el desplazamiento, en nuestro caso (δ).

El método se creó inicialmente para el análisis de las traviesas del ferrocarril, donde el balasto es la capa de grava que se tiende sobre la explanación de los ferrocarriles para asentar y sujetar las traviesas. El creador de este modelo de interacción estructura-terreno fue Winkler, y tiene múltiples aplicaciones, no sólo en el campo de las cimentaciones, sino en cualquiera problema que pudiese adaptarse a este modelo. La aplicación de la teoría del módulo de balasto ha ganado aceptación en los últimos tiempos, ya que permite una fácil asimilación del modelo de la interacción estructura-terreno utilizando los métodos matriciales de cálculo. Bastará con incluir muelles en los nudos con la rigidez correspondiente al balasto, en elementos lineales mediante su discretización en varias barras cuyos nudos incluyen bielas, en elementos superficiales mediante un emparrillado de barras con las bielas en los nudos. Esto ha supuesto que el método de Winkler sea el que usa la mayor del software de cálculo de estructuras, principalmente para vigas y losas de cimentación. II.1.

Por el contrario, existen varias objeciones al modelo que lo hacen poco

fiable: 

En el caso de cimentaciones superficiales, el modelo supone que cada punto del suelo se comporta independientemente de las cargas existentes en sus alrededores, lo cual no ocurre en la realidad porque la distribución de las cargas varía debido a la deformación de la viga.



La deformación del cimiento hace que los pilares desciendan con él, por tanto “la viga no puede ser concebida en absoluto como una pieza con

carga igual a la reacción del terreno y apoyada en los pilares, sino apoyada en el terreno y cargada por los pilares” 

El valor del módulo de balasto no es función exclusiva del terreno, también depende de las características geométricas de la cimentación y de la estructura que ésta sostiene, se hace compleja la extrapolación de los resultados de los estudios geotécnicos a un modelo de cálculo fiable.