Figura 6.1. Bloque que se desliza sobre una superficie inclinada.
(a) Bloque encima de una superficie plana. (b) Fuerzas resultantes debido a la inclinación.
(a) Bloque encima de una superficie plana. (b) Fuerzas resultantes debido a la inclinación.
En la Figura 6.1b se observa que mientras esta superficie va inclinándose aparecen fuerzas que actúan en la superficie de contacto, siendo F una fuerza resultante de varios factores que ocasionan que el elemento se deslice sobre la superficie, mientras que T es una fuerza originada por el contacto del elemento con la superficie (rugosidad) que impide que el elemento se deslice. Mientras la inclinación de la superficie vaya incrementando también lo hará la fuerza resultante F, finalmente para una determinada inclinación el valor de F superará a T lo que ocasionara que el elemento ceda y empiece a deslizarse, lo que se llamará falla.
Figura 6.2. Esfuerzo de corte generado en la superficie de contacto.
La Figura 6.2 muestra más de cerca lo que ocurre en la superficie de contacto a la que se llamará superficie de corte, la inclinación de la superficie genera un esfuerzo de corte ? que va incrementándose. Mientras el elemento no ceda, puede decirse que el sistema presenta cierta resistencia al corte. Sin embargo, para una determinada inclinación el esfuerzo de corte superará a la resistencia que ofrece la rugosidad, lo que producirá una falla y el elemento sedará, entonces podría decirse que el sistema ha fallado al corte. Este ejemplo ilustra lo que es la resistencia al corte de los suelos.
El comportamiento presentado en la Figura 6.2 es similar al que ocurre con las partículas que componen un suelo, dentro la masa de suelo como se muestra en la Figura 6.3, las partículas están constantemente sometidas a una fuerza resultante N que es normal a la superficie de corte producto de la acción de una carga externa o el peso propio.
Figura 6.3. Fuerzas surgidas por el contacto interpartícular.
Esta fuerza normal originará la fuerza resultante F que genera el esfuerzo de corte, la cohesión entre las partículas contribuye a que la masa de suelo ofrezca resistencia al corte representado por la fuerza T, por lo que la resistencia al corte del suelo dependerá de la interacción las partículas. La superficie de corte en una masa de suelo tiene la tendencia a ser circular y no plana, en la Figura 6.4 se muestran dos ejemplos donde comúnmente el suelo falla al corte.
Figura 6.4. Situaciones donde se genera la falla al corte del suelo.
(a) Talud. (b) Fundación.
(a) Talud. (b) Fundación.
Existen muchas situaciones donde se requiere conocer el comportamiento de suelo en lo que respecta al corte, por lo cual muchos investigadores han desarrollado relaciones matemáticas sobre la base de las teorías clásicas de la elasticidad y plasticidad de los materiales. Sin embargo, los suelos se diferencian mucho de otros materiales como ser el acero y el concreto, debido a que está constituido de una innumerable cantidad de partículas que dan al suelo propiedades físicas distintas.
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