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• SAMIR HADDAD LARIOS

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GEOTECNIA 2 CAPACIDAD DE CARGA SUELOS ESTRATIFICADOS

Las ecuaciones de capacidad de carga presentadas anteriormente comprenden casos en los que el suelo que soporta la cimentación es homogéneo y se extiende hasta una profundidad considerable. Para el análisis de capacidad de carga se supuso que la , del suelo permanecían . Sin embargo, en la perfiles de . En esos casos, la superficie de falla a carga última se puede extender a través de dos o más estratos de suelo y en estos se puede realizar sólo en un . En esta sección se presenta el procedimiento para estimar la capacidad de carga de suelos estratificados propuesto por

En la figura 4.8 se muestra una cimentación superficial continua soportada por un estrato de suelo mas fuerte sobre un suelo más débil que se extiende hasta una gran profundidad. Para los dos estratos de suelo, los parámetros físicos son los siguientes:

Si la profundidad H es relativamente pequeña comparada con el ancho B de la cimentación, ocurrirá una falla de corte por punzonamiento en el estrato superior de suelo, seguida por una falla general por corte en el estrato inferior de suelo. Esto se muestra en la figura 4.8a. Sin embargo, si la profundidad H es relativamente grande, entonces la superficie de falla estará ubicada por completo en el estrato superior de suelo, que es el límite superior para la capacidad de carga última. Esto se muestra en la figura 4.8b. La capacidad de carga última para este problema, como se muestra en la figura 4.8a, se puede dar igual a

La ecuación se puede simplificar a la forma

donde KpH = coeficiente de la componente horizontal de la presión pasiva de la tierra. donde Ks = coeficiente de corte por punzonamiento. Entonces,

Observe que q1 y q2 son las capacidades de carga última de una cimentación continua de ancho B ante carga vertical sobre las superficies de los estratos gruesos homogéneos del suelo superior e inferior, o

Para que el estrato superior sea un suelo más fuerte, q2/q1 debe ser menor que 1. • La variación de Ks con q2/q1 y Ф’1 se muestra en la figura 4.9. • La variación de c’a y c’1 con q2/q1 se muestra en la figura 4.10.

Si la altura H es relativamente grande, entonces la superficie de falla en el suelo estará ubicada completamente en el estrato superior de suelo más fuerte (figura 4.8b). Para este caso,

Al combinar las ecuaciones se obtiene

Para cimentaciones rectangulares, la ecuación anterior se puede desarrollar en la forma

donde

1. El estrato superior es arena fuerte y el inferior es arcilla saturada suave (Ф2 = 0).

De aquí,

donde c2 = cohesión no drenada. Para la determinación de Ks de la figura 4.9,

2. El estrato superior es arena mas fuerte y el inferior es arena mas débil (c’1 = 0, c’2 = 0). La capacidad de carga última se puede establecer igual a

donde

Entonces

3. El estrato superior es arcilla saturada mas fuerte (Ф1 = 0) y el inferior es arcilla saturada mas débil (Ф2 = 0). La capacidad de carga última se puede obtener con

donde

y c1 y c2 son cohesiones no drenadas. Para este caso,

Cuando una cimentación está soportada por un estrato de suelo más débil sobre un estrato de suelo más fuerte (figura 4.11a), la relación q2/q1 será mayor que 1. Además, si H/B es relativamente pequeña, como se muestra a la izquierda de la figura 4.11a, la superficie de falla en el suelo ante carga última pasará a través de las dos capas de suelo. Sin embargo, para relaciones H/B mayores, la superficie de falla estará ubicada por completo en el estrato superior de suelo más débil, como se muestra en la mitad derecha de la figura 4.11a.

Para esta condición, la capacidad de carga última (Meyerhof, 1974; Meyerhof y Hanna, 1978) se puede obtener mediante la ecuación empírica

Por lo tanto,

Meyerhof y Hanna (1978) sugirieron que • D ~ B para arena y arcilla suelta • D ~2B para arena densa

Bibliografía Das, B. M. (2011). Fundamentos de ingeniería de cimentaciones (7ma ed.). México: Cengage Learning™.