presiones efectivas

1. PRESIONES EFECTIVAS Y LAS PRESIONES
TOTALES
El terreno como sistema trifase.
• En el caso más general, un elemento cualquiera del
terreno está constituido por tres fases: sólida, líquida y
gaseosa.
• En un material continuo, la tensión que actúa sobre un
plano cualquiera que pasa por un determinado punto se
define como la fuerza

3. PRESIONES EFECTIVAS
Es el esfuerzo correspondiente a la fase solida del
suelo y es el que gobierna los cambios volumétricos
o la resistencia de un suelo.
Una masa de suelo saturada está compuesta por dos
fases distintas: el esqueleto de partículas y los poros
entre partículas llenos de agua. Cualquier esfuerzo
impuesto sobre el suelo, es soportado por el
esqueleto de partículas y también, por la presión del
agua.

4. • El esfuerzo total es la suma de todas las fuerzas,
incluyendo aquellas transmitidas a través de contactos
entre partículas, aquellas transmitidas a través de la
presión de poros en el agua (divididas por el área total)
e incluyendo el área de sólidos y el área de vacíos.
LAS PRESIONES TOTALES

5. ESFUERZOS TRANSMITIDOS POR LOS
GRANOS Y PRESIÓN DE FLUIDOS.
• De acuerdo con lo expuesto en el apartado anterior,
comportamiento mecánico del suelo no puede ser
regido únicamente por las tensiones totales ejercidas
sobre él, sino que es preciso considerar de alguna
forma la influencia de las presiones intersticiales.

6. Efecto de las presión intersticial
• El agua ejerce una presión hidrostática, U, de igual
magnitud en todas las direcciones. Si el agua esta
presente en la roca, el esfuerzo contrarresta la
componente normal del esfuerzo.

7. Presión de Poros
En general, la presión de poros consiste en la presión en el agua dentro
de los poros del suelo y se identifica con la letra “μ”. La presión de
poros disminuye los esfuerzos normales efectivos entre las partículas,
trata de separarlas y disminuye la resistencia a la fricción (Figura 3.5).
Al colocar una carga se puede producir un cambio en la presión de
poros que se denomina como Δμ (exceso de presión de poros) o
deficiencia de presión de poros inducidos por las condiciones de carga.

8. • Si el agua en el suelo no está en movimiento, la altura del agua genera
un fenómeno de presión hidrostática:

9. Principio de la tensión efectiva
• Terzaghi, en 1925, quien planteó la hipótesis de que, en
este caso, la tensión efectiva es también la
intergranular, es decir:
• Supongamos un caso en el cual el suelo se encuentre
saturado, y en el cual el agua que se encuentra en sus
poros no drena de forma inmediata si se genera un
gradiente en el seno del suelo.
u´

10. Fuente: Terzaghi & Pekc (1948): Soil mechanics in Engineering Practice.

11.  Presión del aire, ua
 Presión del agua, u
 Fuerzas transmitidas
por otras partículas. Ni, Ti.

12. • En el caso más sencillo de suelo saturado,
desaparece el término correspondiente al aire, ua.
• En el caso de suelo seco no existe problema. Al ser
la tensión intergranular la única existente y, por
tanto, igual a la total. Así pues, en este caso:

13. • En tal caso, la aplicación de una carga total (N) en el
sistema, se repartirá entre la carga que soportan los
contactos entre los granos (Ni), y el incremento de la
presión intersticial del agua (u).
• Si establecemos un plano “S” que corte por el contacto
entre las dos partículas del suelo saturado (véase
figura) e igualamos la fuerza total (N) que actúa sobre
“S” con la presión intersticial (u) y la presión
intergranular normal (Ni), podemos establecer que

15. • En tales circunstancias (si s/S = 0) Terzaghi postuló que
σi es la presión de la que depende la resistencia al
esfuerzo cortante de un suelo, es decir, que la presión
intergranular es la “presión efectiva” (σ’). Substituyendo
σi por σ’ en la expresión, obtenemos la “Ley de Terzaghi”
o principio de la presión efectiva, tal vez la
ley fundacional de la Mecánica del Suelo moderna:
σ’ = σ – u

19. • El principio de presión efectiva, como ya se ha indicado, es de
aplicación general y clara en suelos saturados. En otros casos, como el
de suelos parcialmente saturados y rocas la situación es más
problemática.

20. • En el caso de suelos parcialmente saturados, se ha
llegado a plantear la misma hipótesis, de identificación
de la presión efectiva con la intergranular, definida por
la ecuación (3.2) (Bishop, 1959), es decir:
• En estos casos se cuestiona la existencia del concepto de
tensión efectiva, es decir, que puede no existir una única
combinación de las tensiones intergranulares e intersticiales
que gobierne el comportamiento del suelo, con lo cual dicho
comportamiento debe analizarse como función de tres
variables independientes (s, ua, u).