tema de mucho aprendizaje y aplicación que servirá de mucho en el desarrollo de la carrera profesional de ing. civil.

1. PRESIÓN LATERAL DE SUELOS
(ESFUERZOS HORIZONTALES)
DOCENTE: MAG. ING. PEDRO MAQUERA CRUZ
ESTUDIANTE: CRISTIAN JUISEF RODRIGUEZ BERMEJO
CURSO: MECÁNICA DE SUELOS II
UNIVERSIDAD PRIVADA DETACNA
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA
CIVIL

2. 1.- CONCEPTO:
• Es la presión ejercida por el suelo contra una estructura
en dirección lateral, principalmente horizontal.
• Para el adecuado diseño de estas estructuras de
contención se requiere de esta presión lateral.
• Factores para la determinación de la presión lateral del
suelo:
• 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.
• El estado de equilibrio del suelo.
ACCIONES EN UNA ESTRUCTURA DE
CONTENCION

3. 2.- IMPORTANCIA
• Dentro del diseño de las estructuras de contención no basta
con solamente conocer las características de los suelos y sus
propiedades, sino que para estabilizar un talud inestable de una
forma adecuada el diseñador debe conocer:
• las características resistentes del materia de contención
• las sobrecargas que la estructura soporta
• el nivel de agua freática
• las condiciones de cimentación
• el modo y magnitud del movimiento relativo del muro.
• Por lo cual para el diseño de las estructuras de contención se
requiere conocer las teorías de presión de tierras.
Estructura de contención del mall Aventura Plaza Santa
Anita, Lima

4. 4.-TEORÍA DE PRESIÓN LATERAL DE TIERRAS
a) Presión de tierra en reposo:
Se puede considerar como condición
especial de equilibrio, en donde el
suelo no ha soportado ninguna
deformación lateral, es decir, la
presión en reposo se supone que
ocurre cuando el suelo no se ha
movido detrás del muro y se le ha
prevenido de expandirse o contraerse
b) Presión activa de tierra :
Es la presión lateral ejercida por el
suelo detrás de la estructura de
contención cuando la pared se
mueve suficientemente hacia afuera
para alcanzar un valor mínimo, y
fallará una cuña triangular de suelo
detrás del muro.
c) Presión pasiva de tierra:
Es la presión lateral ejercida sobre la
pared cuando el muro se mueve
suficientemente hacia el suelo hasta
que la presión alcanza un valor
máximo y con un suficiente
movimiento fallará una cuña de suelo.
Se pueden clasificar la presión
lateral que los suelos ejercen
sobre los muros como:

5. 5.- FUNDAMENTOS
5.1.- TEORÍA DE RANKINE (1857)
• Propuso una teoría más simple para el cálculo de las presiones de
tierra y se basándose en el equilibrio plástico, la cual se refiere a la
condición en que cada elemento de la masa de suelo está a punto
de fallar. Dentro de sus principales hipótesis para el cálculo de
empujes considera que:
• El suelo es una masa isotrópica y homogénea
• No existe el roce entre la estructura y el terreno (fricción )
• El paramento interno del muro es siempre vertical, es decir, tiene
un ángulo de 90ᵒ (β).
• La dirección del empuje es paralela a la inclinación de la superficie
(talud), es decir, tiene un ángulo con la horizontal.
• El empuje resultante de tierra esta aplicado a 1/3 de la altura del
muro, siempre considerándolo desde la base del muro.
• Aunque la hipótesis de que no existe roce entre el suelo y el muro
no es válida ya que tendría que ser las paredes del muro
completamente lisas, todos los resultados obtenidos con la teoría
de Rankine, especialmente para suelos no cohesivos, se encuentra a
lado de la seguridad pudiendo decir que el diseño de muros con
esta teoría es satisfactorio.
• Según la teoría de Rankine el valor de la presión activa y pasiva de un
muro, en un suelo granular seco está dada por las expresiones:

6. • Empuje máximo contra el muro cuando se
alcanza la falla por corte.
• El depósito se comprime horizontalmente.
• K aumenta hasta el valor crítico K = Kp
5.- FUNDAMENTOS
5.1.- TEORÍA DE RANKINE (1857)
5.1.1.- COEFICIENTE DE EMPUJE PASIVO KP
A medida que aumenta
el ángulo de fricción
interna del suelo
aumenta la constante de
rankine, lo que indica
que a medida que el
suelo se hace más
friccionante la
distribución de presión
aumenta.

7. • El muro se mueve.
• Los elementos del suelo se expanden.
• El esfuerzo vertical permanece constante,
pero el esfuerzo lateral se reduce.
• Se alcanza falla por corte o equilibrio
plástico.
5.- FUNDAMENTOS
5.1.- TEORÍA DE RANKINE (1857)
5.1.2.- COEFICIENTE DE EMPUJE ACTIVO KA
A medida que aumenta
el ángulo de fricción
interna del suelo
disminuye la constante
de rankine, lo que indica
que a medida que el
suelo se hace más
friccionante la
distribución de presión
disminuye.

8. 5.- FUNDAMENTOS
5.2.- TEORÍA DE COUMLOMB (1776)
• La fuerza que actúa sobre el muro se determina considerando el
equilibrio límite de una tajada de suelo limitada por la espalda de la
pared, en la cual se incluye el efecto del roce entre la estructura y
el suelo (𝛿 ), se considera la superficie de falla plana y se aplica a
muros de contención con cualquier inclinación en su trasdós (β) o
en el talud (𝛼 ).
• Su teoría se basa también en que:
• El suelo es una masa isotrópica y homogénea, con fricción interna
y cohesión, y se encuentra adecuadamente drenado como para no
considerar presiones intersticiales en él.
• Las fuerzas de fricción se distribuyen uniformemente a lo largo
del plano de falla.
• La cuña de falla se comporta como un cuerpo rígido.
• La falla es un problema de deformación plana (bidimensional), y se
considera una longitud unitaria de un muro infinitamente largo.
• La cuña de falla se mueve a lo largo de la pared interna del muro,
produciendo fricción entre éste y el suelo. es el ángulo de fricción
entre el suelo y el muro, también conocido como ángulo de
rugosidad del muro
• Según la teoría de Coulomb el valor de la presión activa y pasiva de
un muro, en un suelo granular seco está dada por las expresiones:
• Y los coeficientes de los empujes de suelos son:
Donde:

9. 5.1.2.- COEFICIENTE DE EMPUJE ACTIVO kp
• Material con una resistencia al esfuerzo cortante dada
por la ecuación de coulomb-terzaghi.
• Superficie plana de falla.
• La cuña falla como cuerpo rígido.
• Se moviliza simultáneamente la resistencia al corte del
suelo a lo largo de la superficie de falla.
5.- FUNDAMENTOS
5.1.- TEORÍA DE COUMLOMB (1776)
5.1.2.- COEFICIENTE DE EMPUJE PASIVO KP

10. 6.- PARÁMETROS
Ángulo 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 depende,
entre otras cosas, del número de puntos
de contacto que cada partícula tiene con
sus vecinas.
Tipos de esfuerzo:
- Esfuerzo en reposo
- Esfuerzo activo
-Esfuerzo pasivo
- Esfuerzo por sobrecarga

11. 7.-TIPOS
7.1 .- PRESIÓN ESTÁTICA
• Estos empujes están fuertemente condicionados a la deformabilidad del muro ( en ambos casos la tierra
empuja al muro)
Presión en reposo:
Es aquella donde el muro
no presenta
desplazamiento en ninguna
dirección y las partículas
de suelo no podrán
desplazarse, confinadas por
el que las rodea, sometidas
todas ellas a un mismo
régimen de compresión
𝜎ℎ = 𝐾𝑜 𝜎′
+ 𝜇
Presión activa:
Si el muro de contención
cede (traslación o
rotación), el relleno de
tierra se expande en
dirección horizontal, es
decir, en suelo en si ejerce
un empuje sobre el muro.

12. 7.-TIPOS DE PRESIÓN
7.2 .- PRESIÓN FORZADA
• En este caso el muro empuja en dirección horizontal contra la tierra.
Presión pasiva
El muro empuja en una
dirección horizontal contra
el relleno de tierra.

13. 8.- LABORATORIO: “ENSAYO DE CORTE DIRECTO”
SUELO DEL DISTRITO DE
SAMA-INCLAN

14. • La característica principal de los ensayos de corte directo es que la superficie de ruptura
o falla está predefinida por el ensaye. Durante muchos años, lo ensayos de corte directo
eran los ´únicos técnicamente factibles en mecánica de suelos. Una de las mayores
criticas radica en la falta de homogeneidad del campo de esfuerzos en el suelo durante el
ensayo. El ensayo es útil para obtener la resistencia al corte del suelo, pero no entrega la
curva de esfuerzo-deformación.
• Consiste en hacer deslizar una porción de suelo, respecto a otra a lo largo de un plano
de falla predeterminado mediante la acción de una fuerza de corte horizontal
incrementada, mientras se aplica una carga normal al plano de movimiento.
8.- LABORATORIO: “ENSAYO DE CORTE DIRECTO”
8.1.- GENERALIDADES:

15. 8.- LABORATORIO: “ENSAYO DE CORTE DIRECTO”
8.2.- MATERIALESY EQUIPOS:
• Leyenda de las partes del aparato:
APARATO DE CORTE DIRECTO
1 BANCO DE ENSAYO
2 CARRO DESLIZANTE
3 DEFORMIMETRO 1
4 DEFORMIMETRI 2
5 CELDA DE CARGA
6 BRAZO DE CARGA NORMAL
7 CELDA DE MEDICIÓN

16. 8.- LABORATORIO: “ENSAYO DE CORTE DIRECTO”
8.2.- MATERIALESY EQUIPOS:
CAJA DE CORTE MUESTRA TARA N°4 BROCHA RECIPIENTES
CONO METALICO BALANZA
-CINTA METRICA
-PIZON DE 5X5 CM
-MARTILLO
LLAVE INGLESA

17. 8.- LABORATORIO: “ENSAYO DE CORTE DIRECTO”
8.3.- PROCEDENCIA DE LA MUESTRA:
• Para el ensayo se realizó una calicata de 2m de
profundidad y se extrajo 5 kg de muestra del distrito
de Sama-Inclán, la cual es muestra inalterada que fue
suministrada por el auxiliar del laboratorio.
8.4.- PREPARACIÓN DE LA MUESTRA:
PRIMERO: de la muestra
inalterada extraemos dos
muestras de aproximadamente
400gr.
SEGUNDO: las 2 muestras se guardan en horno
durante 24 hrs. Para obtener la humedad de la
muestra.
TERCERO: pasado las 24 hrs. Se extrae la muestra
de horno y se determina el contenido de humedad
cuyo valor calculado es w% = 2.20.

18. 8.- LABORATORIO: “ENSAYO DE CORTE DIRECTO”
8.4.- PREPARACIÓN DE LA MUESTRA:
CUARTO: se tamiza la muestra
por la malla n°4 con el fin de
obtener una muestra homogénea.
QUINTO: Se realiza los
cálculos para obtener la
cantidad de muestra que
usaremos para el ensayo y la
cantidad de agua que usaremos
para humedecer la muestra.
SEXTO: se pesa la cantidad a usar, se pesa el agua a
usar, y se humedece dicha muestra, luego se reparte
en 3 pesando.
SÉPTIMO: se ajusta y asegura la caja de corte, se
coloca el primer filtro de papel periódico en este
caso, luego se vierte la primera porción en la caja de
corte.

19. 8.- LABORATORIO: “ENSAYO DE CORTE DIRECTO”
8.4.- PREPARACIÓN DE LA MUESTRA:
OCTAVO: con el pisón de 5x5
cm se compacta la capa,
colocando el pisón en cada una
de las esquinas y centro de la
caja y dar pisonadas
cuidadosamente para que el
materia no vuele y formar una
capa uniforme hasta cierto
nivel.
NOVENO: se repite el
compactado hasta obtener una
capa nivelada observando que
que sus ranuras sean
perendicular al movimiento del
corte, y se repite para los otros
2 muestras.

20. 8.- LABORATORIO: “ENSAYO DE CORTE DIRECTO”
8.5.- PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO
1° la caja de corte se conecta y se ajusta dentro del tazón.
2° verificar que el contrapeso del marco este bien
colocado para cumplir su función correctamente y colocar
la carga normal.
3° coloque y ajuste el aparato que mide los
desplazamientos que sirve para medir los desplazamientos
de corte.
4° anote la lectura inicial o ajuste los dispositivos para
tener una lectura de cero de la celda como del
instrumento que mide los desplazamientos horizontales.
5° registre el tiempo inicial, los desplazamientos
horizontales, la fuerza normal y la fuerza cortante.
Ponga en funcionamiento el aparato.
6° tome lectura de los datos de tiempo, desplazamiento
horizontal y la fuerza de corte a intervalos definidos de
desplazamiento, para definir con precisión la curva de
esfuerzo-desplazamiento.
7° detenga el aparato al ver un comportamiento lineal
después de ocurrir la falla de la muestra.
8° detenga el capturador de datos y guarde el archivo.
9°retire la carga normal de la muestra, retire la caja de
corte de tazón, coloque los anillos de seguridad antes de
sacar la muestra.
10°finalmente, interpretamos y graficamos la curva, con los
datos que nos arrojó la maquina de corte directo.

21. 9.- INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
LECTURA
DEFORMACIO
N
HORIZONTAL
FUERZA
CORTANTE
FUERZA
CORTANTE
LECTURA
DEFORMACIO
N VERTICAL
DEFORMACIO
N
HORIZONTAL
DEFORMACIO
N VERTICAL
DEFORMACIO
N UNITARIA
HORIZONTAL
AREA
CORREGIDA
ESFUERZO
CORTANTE
(0,01mm) (N) (kg) (0,0001") (mm) (mm) (cm²) (Kg/cm²)
0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.0000 0.000 36.00 0.00
5 2.90 0.30 -12.00 0.05 -0.0012 0.003 36.09 0.01
10 4.70 0.48 -15.00 0.10 -0.0015 0.005 36.18 0.01
15 7.20 0.73 -20.00 0.15 -0.0020 0.008 36.27 0.02
20 8.60 0.88 -24.00 0.20 -0.0024 0.010 36.36 0.02
30 14.80 1.51 -25.00 0.30 -0.0025 0.015 36.55 0.04
40 22.70 2.31 -26.00 0.40 -0.0026 0.020 36.73 0.06
50 31.50 3.21 -26.00 0.50 -0.0026 0.025 36.92 0.09
65 46.70 4.76 -26.00 0.65 -0.0026 0.033 37.21 0.13
80 71.90 7.33 -20.00 0.80 -0.0020 0.040 37.50 0.20
100 93.80 9.56 -18.00 1.00 -0.0018 0.050 37.89 0.25
120 104.60 10.66 -15.00 1.20 -0.0015 0.060 38.30 0.28
140 118.40 12.07 -12.00 1.40 -0.0012 0.070 38.71 0.31
160 129.20 13.17 -8.00 1.60 -0.0008 0.080 39.13 0.34
180 140.40 14.31 -2.00 1.80 -0.0002 0.090 39.56 0.36
200 149.90 15.28 4.00 2.00 0.0004 0.100 40.00 0.38
220 158.40 16.15 8.00 2.20 0.0008 0.110 40.45 0.40
240 165.30 16.85 12.00 2.40 0.0012 0.120 40.91 0.41
260 172.00 17.53 18.00 2.60 0.0018 0.130 41.38 0.42
280 178.80 18.23 24.00 2.80 0.0024 0.140 41.86 0.44
300 181.20 18.47 28.00 3.00 0.0028 0.150 42.35 0.44
320 181.20 0.00 32.00 3.20 0.0032 0.160 42.86 0.00
340 181.20 0.00 33.00 3.40 0.0033 0.170 43.37 0.00
360 181.20 0.00 34.00 3.60 0.0034 0.180 43.90 0.00
380 181.20 0.00 34.00 3.80 0.0034 0.190 44.44 0.00
400 181.20 0.00 34.00 4.00 0.0034 0.200 45.00 0.00
420 181.20 0.00 34.00 4.20 0.0034 0.210 45.57 0.00
440 181.20 0.00 34.00 4.40 0.0034 0.220 46.15 0.00
460 181.20 0.00 35.00 4.60 0.0035 0.230 46.75 0.00
480 181.20 0.00 35.00 4.80 0.0035 0.240 47.37 0.00
500 181.20 0.00 35.00 5.00 0.0035 0.250 48.00 0.00

22. 9.- INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS