Este documento trata sobre la presión lateral del suelo. Explica la teoría de Rankine y Coulomb sobre cómo el suelo ejerce presión horizontal en estructuras de contención como muros de tierras. También cubre conceptos como la presión activa, cuando el suelo falla por extensión, y la presión pasiva, cuando el suelo alcanza su límite de confinamiento máximo. Finalmente, resume un experimento de laboratorio para medir la cohesión y ángulo de fricción interna de un suelo a través de una prueba de corte

1. Presión Lateral de
Suelos
ALUMNO: CRISTHIAN KALEP OBREGON PARI
DOCENTE: ING. PEDRO MAQUERA

2. INTRODUCCION
 Presión lateral del suelo es
la presión que el suelo ejerce
en el plano horizontal. Las
aplicaciones más comunes de
la teoría de presiones laterales
en suelos son el diseño de
estructuras cimentadas como
muros de tierras, zapatas,
túneles y para determinar la
fricción del terreno en la
superficie
de cimentaciones profundas.

3.  Se asume además, que el comportamiento del suelo puede ser
representado por la relación stress-strain idealizado (Fig.), en
la cual el suelo alcanza su punto de flaqueo y se comporta
como un material perfectamente plástico (flujo plástico que se
desarrolla a stress constante).
 El uso de esta relación implica que el punto
de flaqueo y la fractura de cizalle ocurren al
mismo estado de stress.
 Una masa de suelo está en equilibrio plástico
si el stress en cualquier punto de la masa
alcanza el estado de stress representado por
el punto Y.

4. 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

5. TEORIA DE RANKINE
 La teoría de Rankine, 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.

6.  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.
 Para el caso en que β sea 0, las ecuaciones de arriba se simplifican como

7. Teoría de Coulomb
 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.

8. Caso en Reposo
 La presión en reposo, representadas por K0, es la presión horizontal
del terreno. Esta puede ser medida directamente por el test
dilatométric (DMT) o por un "borehole pressuremter test" (PMT). Estos
experimentos son caros, por eso se usan relaciones empíricas para
predecir el resto de presiones que son más difíciles de obtener y
que dependen generalmente del ángulo de rozamiento interno.
Algunas fórmulas son:
 Jaky (1948)1 para suelos normalmente consolidados:
 Mayne & Kulhawy (1982)2 para suelos sobreconsolidados

9. Empuje Activo
 El estado activo ocurre cuando existe
una relajación en la masa de suelo que
lo permite moverse hacia fuera del
espacio que limitaba la tensión del suelo
(por ejemplo un muro de tierra que se
rompe); esto es que el suelo está fallando
por extenderse. Ésta es la presión mínima
a la que el suelo puede ser sometida
para que no se rompa.

10.  Veamos primero los empujes
activos. Como vimos en Modelo
Mohr-Coulomb, la superficie de
rotura formará un ángulo de π/2 +
φ con respecto a la tensión
vertical (la mayor) y π/4 + φ/2 con
respecto a la tensión horizontal,
siendo la familia de líneas
características tal que así:

11.  El valor del empuje por metro
lineal de muro, será
la fuerza que ejerce la “cuña”
de tensiones horizontales en la
altura del muro.
 ¡Ojo! que el empuje es una
fuerza. Es cierto que siempre
empujamos sobre una
superficie (en este caso sobre
una línea), pero lo que
ejercemos es una fuerza.

12.  Hasta ahora hemos supuesto que el terreno no tiene cohesión. ¿Qué
pasaría si la tuviese? El sentido común parece decirnos que los empujes
activos (desestabilizantes) serán menores, y los pasivos
(compensadores) serán mayores. Veamos el porqué.
 Lo que se viene considerando es que el empuje activo produce
tracciones que generan grietas en la parte superior del terreno, por lo
que consideramos que el empuje en la parte superior sería nulo

13.  Finalmente podemos definir el empuje activo como:
 Nos aparece un segundo miembro (se deduce del análisis de los
círculos de Mohr) que minora los empujes activos.

14. EMPUJE PASIVO
 El estado pasivo ocurre cuando
la masa de suelo está sometida
a una fuerza externa que lleva
al suelo a la tensión límite de
confinamiento. Esta es la
máxima presión a la que
puede ser sometida un suelo
en el plano horizontal.

15. Análogamente, podríamos definir el empuje pasivo,
precisando que:
 La tensión mayor es la horizontal, no la vertical, teniendo sus
implicaciones en los círculos de Mohr

16.  Como consecuencia de lo anterior: la superficie de rotura formará un
ángulo de π/2 – φ con respecto a la tensión vertical y π/4 – φ/2 con
respecto a la tensión horizontal. La familia de líneas
características serán tal que así:

17.  No existen agrietamientos
Podemos definir pues el empuje pasivo como:

18. Trabajo de Laboratorio
Se hace una calicata de 2m y se obtiene la
muestra del fondo de ésta.
Traemos muestra inalterada para hacer el
ensayo de corte directo
Se tamiza un parte de la muestra por la
malla N°4 y luego obtenemos humedad.

19. Luego de obtener la humedad nos
preparamos para iniciar el ensayo
Le devolvemos la humedad a la muestra
Dividimos en 3 muestra de 37 gr el suelo.

20. Colocamos 3 capas de suelo y
compactamos una a una hasta una altura
dada.
Colocamos la cámara en el equipo
Esperamos los resultados

21. RESULTADOS OBTENIDOS

25. GRACIAS