En la geotecnia, la presión del suelo es una consideración fundamental. Este aspecto implica analizar cómo el peso y el movimiento de los suelos impactan las estructuras artificiales. Entender las características de la presión del suelo permite a los ingenieros diseñar estructuras que puedan resistir estas fuerzas, clave para asegurar la estabilidad y longevidad de construcciones tanto pequeñas como grandes.«Monitoreo de la succión del suelo para deslizamientos de tierra y pendientes revista trimestral de geología e hidrogeología de ingeniería geoscienceworld»
La presión del suelo se puede calcular utilizando las teorías de Rankine o Coulomb. En la teoría de Rankine, la presión del suelo se determina considerando tanto los estados pasivos como activos del suelo. En la teoría de Coulomb, la presión del suelo se basa en el ángulo de fricción interna y el esfuerzo normal efectivo que actúa sobre el suelo. La fórmula para la presión del suelo se expresa típicamente como P = Ka * γ * h, donde P es la presión del suelo, Ka es el coeficiente de presión activa, γ es el peso unitario del suelo, y h es la altura de la columna de suelo.«Saturación de tensiómetros y la medición confiable de la succión del suelo géotechnique»
| Tipo de Suelo | Descripción | Valores Típicos de Presión del Suelo (kN/m²) | Notas |
|---|---|---|---|
| Arcilla (Blanda) | Alta plasticidad, fácilmente deformable, baja resistencia al corte | 53 - 93 | Altamente sensible a cambios en el contenido de agua |
| Arcilla (Dura) | Baja plasticidad, más rígida, mayor resistencia al corte | 165 - 284 | Mejor capacidad de carga que la arcilla blanda |
| Limo | Partículas finas, retiene agua, propenso a la licuefacción | 102 - 196 | Puede exhibir condición rápida cuando se perturba |
| Arena (Suelta) | Baja densidad, mal graduada, drena bien | 103 - 146 | Susceptible al asentamiento y licuefacción |
| Arena (Densa) | Bien graduada, alta densidad, excelente drenaje | 207 - 300 | Proporciona buena estabilidad y soporte para estructuras |
| Grava | Partículas gruesas, excelente drenaje, alta capacidad de carga | 257 - 381 | A menudo utilizado como material base en construcción |
| Turba | Orgánico, altamente compresible, baja resistencia | 24 - 58 | No es adecuado para soportar estructuras sin tratamiento |
| Material de Relleno | Hecho por el hombre, composición variable | Depende de la composición del material | Requiere análisis cuidadoso debido a la heterogeneidad |
| Arcilla Limosa | De grano fino, plasticidad moderada | 109 - 191 | Combinación de características de limo y arcilla |
| Arena Arcillosa | Arena con contenido significativo de arcilla | 156 - 249 | Mejor cohesión que la arena pura |
| Grava Arenosa | Grava mezclada con arena | 211 - 349 | Buen drenaje, utilizada en cimientos y construcción de caminos |
| Grava Limosa | Grava mezclada con limo | 183 - 285 | Combinación de propiedades de limo y grava |
| Suelo Rocoso | Mezclado con fragmentos de roca, propiedades variables | 300 - 600+ | Depende del tipo de roca y la matriz del suelo |
| Arcilla Expansiva | Alto potencial de hinchamiento y contracción | 55 - 144 | Se hincha cuando está húmeda, se contrae cuando está seca, desafiante para estructuras |
En conclusión, comprender la presión del suelo es fundamental para la implementación exitosa de proyectos geotécnicos. Este concepto está en el corazón de asegurar la estabilidad y longevidad de las estructuras al predecir con precisión cómo reaccionarán los suelos bajo diversas cargas. La geotecnia se basa en una combinación integral de conocimiento teórico y experiencia práctica para analizar el comportamiento del suelo, evaluar riesgos potenciales y aplicar estrategias de mitigación adecuadas. Estos esfuerzos son cruciales para prevenir fallos estructurales, optimizar enfoques de diseño y promover prácticas de construcción sostenibles. Al priorizar la comprensión de la presión del suelo, los ingenieros pueden navegar mejor los desafíos presentados por diferentes condiciones del suelo, mejorando en última instancia la seguridad y eficiencia de los proyectos de construcción.«Una visión general del comportamiento de suelos no saturados»
La distribución de la presión en los suelos se puede calcular utilizando la ecuación de Boussinesq. Esta ecuación relaciona la presión ejercida por una carga concentrada en el suelo con las distancias verticales y horizontales desde la carga. La ecuación es P = (q * B * z) / ((1 + ν) * (r^2 + z^2)^(3/2)), donde P es la presión en un punto dado, q es la carga aplicada, B es el ancho de la carga, z es la distancia vertical desde la carga, ν es la relación de Poisson del suelo, y r es la distancia horizontal desde la carga.«Mecánica de suelos en la práctica de la ingeniería - karl terzaghi, ralph b. peck, gholamreza mesri»
La capacidad de carga segura es la máxima presión que se puede aplicar al suelo sin causar asentamiento excesivo o falla por corte. Se determina mediante pruebas de laboratorio y de campo. Por otro lado, la presión admisible del suelo es un valor reducido de la capacidad de carga segura, típicamente dividido por un factor de seguridad. Se utiliza en el diseño de cimentaciones para asegurar un margen de seguridad contra cargas inesperadas y incertidumbres en las propiedades del suelo. Finalmente, la presión admisible del suelo es una estimación conservadora para prevenir fallas.«La influencia de la presión de inyección en la resistencia al arranque de clavos de suelo en relleno completamente descompuesto géotechnique»
La presión hidrostática es la presión ejercida por un fluido en reposo debido al peso del fluido por encima de él. Se llama hidrostática porque está relacionada con las propiedades de los fluidos (hidro) en una condición estática o en reposo. Esta presión es uniforme en todas las direcciones y aumenta con la profundidad debido al mayor peso de la columna de fluido. En la geotecnia, la presión hidrostática es una consideración importante al analizar la estabilidad de estructuras subterráneas, como muros de retención y excavaciones profundas.«Revista de pruebas geotécnicas»
La presión se puede definir como la fuerza por unidad de área ejercida sobre una superficie. Se mide en unidades como pascals (Pa) o libras por pulgada cuadrada (psi). La presión puede ser causada por diversas fuentes, como el peso, fluido o gas. En geotecnia, la presión es un parámetro importante que contribuye a varios fenómenos, incluyendo la compactación del suelo, consolidación y estabilidad de estructuras.«Presión de hidrofracturación de suelos cohesivos»
