Universidad Nacional de Cajamarca INTEGRANTES : Herrera Alcantara Kathia Llamo Burga Edisón Omar Salazar Santos Carlos Enrique Celis Pérez Darwin Rigoberto Gonzales Polo Kevin Carranza Valdivia Kevin DOCENTE: BARBOZA MEJIA ABELARDO MELANIO CAPACIDAD DE CARGA DE LOS SUELOS CAPITULO I: INTRODUCCIÓN La capacidad de carga de un suelo se puede definir como el estado limite de falla de un suelo en una cimentación. El estado limite de falla se entiende por la situación que corresponde al agotamiento de la capacidad de la capacidad de carga del terreno de cimentación o al hecho de que ocurran daños irreversibles que afecten significativamente la resistencia del suelo ante nuevas aplicaciones de carga. En Mecánica de Suelos se define este estado limite de falla del suelo como la capacidad de carga ultima del suelo. CAPITULO II: CONCEPTOS BASICOS Comprensibilidad: grado en que una masa de suelo disminuye su volumen bajo efecto de una carga. Capacidad de carga: carga por unidad de área bajo la fundación bajo la cual se produce la falla por corte; es decir, mayor presión unitaria que el suelo puede resistir sin llegar al estado plástico. Capacidad de carga neta ultima: presión ultima de área de cimentación soportada por el suelo, en exceso de la presión causada por el suelo alrededor al nivel de cimentación. CAPITULO III: TEORÍAS DE CAPACIDAD DE CARGA La Teoría de Terzaghi. Esta teoría cubre el caso mas general, se aplica a suelos con cohesión y fricción y su impacto en la Mecánica de Suelos ha sido de tal trascendencia que aun hoy es posiblemente la teoría mas usada para el cálculo de capacidad de carga en los proyectos prácticos, específicamente en el caso de cimientos. Teoria de Meyerhof Considera la resistencia al esfuerzo cortante arriba del nivel de desplante Ecuación de Meyerhof para cimiento superficial largo y cimiento superficial cuadrado: Donde: qo = capacidad de carga c = cohesión y = peso especifico de la masa (densidad natural) B = ancho del cimiento Df = profundidad del desplante Nc, Nq, Ny = factores de carga debido a la cohesión, sobrecarga y peso del suelo respectivamente; son adimensionales y dependen del valor del ángulo de fricción interna. Se determinan mediante ábacos de Meyerhof Ecuación de Meyerhof para cimiento superficial rectangulares Donde: qo = capacidad de carga c = cohesión y = peso especifico de la masa (densidad natural) B = ancho del cimiento Df = profundidad del desplante Nc, Nq, Ny = factores de carga debido a la cohesión, sobrecarga y peso del suelo respectivamente; son adimensionales y dependen del valor del ángulo de fricción interna. Se determinan mediante ábacos de Meyerhof para cimiento superficial largo o para cimiento superficial cuadrado. Nc, Nq, Ny = factores de forma debido a la cohesión, a la sobrecarga y al peso del suelo respectivamente. Factor de forma debido a la cohesión Factor de forma debido a la sobrecarga y el peso del vuelo Factor de fluencia TEORÍA DE LA CAPACIDAD DE CARGA DE TERZAGUI CAPACIDAD DE CARGA DE UN SUELO: TEORIA DE TERZAGHI La capacidad de carga de un suelo (qc), se define como el estado limite La teoría de Terzaghi se aplica a suelos con cohesión (c) y fricción (ø) para cimientos superficiales (Df/B) ≤ 5 … 4.1 de Norma E.050. CAPACIDAD DE CARGA DE UN SUELO: TEORIA DE TERZAGHI Zonas de falla bajo una zapata (Tomado de Mecánica de Suelos, Lambe). 1.0 CAPACIDAD DE CARGA DE UN SUELO: TEORIA DE TERZAGHI Expresión general: qc = c.Nc + q.Nq + ½ γ.B.Nγ qc = c.Nc + γ.Df.Nq + ½ γ.B.Nγ Donde Nc, Nq y Nγ son los factores de capacidad de carga, adimensionales y que solo dependen de ø. Factores de capacidad de carga para falla general. 1.2 CAPACIDAD DE CARGA DE UN SUELO: TEORIA DE TERZAGHI Expresión general: qc = c.Nc + γ.Df.Nq + ½ γ.B.Nγ Para zapata cuadrada: qc = 1.3 c.Nc + γ.Df.Nq + 0.4γ.B.Nγ Para zapata circular: qc = 1.3 c.Nc + γ.Df.Nq + 0.6γ.R.Nγ 1.2 CAPACIDAD DE CARGA DE UN SUELO: TEORIA DE TERZAGHI En suelos arenosos sueltos o arcillosos blandos, Terzaghi considera que al penetrar el cimiento no logra desarrollarse el estado plástico hasta puntos tan lejanos, sino que la falla ocurre antes, a carga menor, por haberse alcanzado un nivel de asentamiento en el cimiento que, para fines prácticos equivale a la falla del mismo. En falla general: qc = c.Nc + γ.Df.Nq + ½ γ.B.Nγ En falla local: qc = (2/3c).N`c + γ.Df.N`q + ½ γ.B.N`γ FALLA GENERAL FALLA LOCAL a)Expresión general: qc = c.Nc + γ.Df.Nq + ½ γ.B.Nγ qc = (2/3c).N`c + γ.Df.N`q + ½ γ.B.N`γ b) Para zapata cuadrada: qc = 1.3 c.Nc + γ.Df.Nq + 0.4 qc = 1.3(2/3c).N`c + γ.Df.N`q + 0.4 γ.B.N`γ c) Para zapata circular: qc = 1.3 c.Nc + γ.Df.Nq + 0.6γ.R.Nγ qc = 1.3(2/3c).N`c + γ.Df.N`q + 0.6 γ.R.N`γ Factores de capacidad de carga para falla local. Factores de capacidad de carga para falla general y falla local. Aplicación en Suelos puramente cohesivos (c≠0; ø=0) qc = c.Nc + γ.Df.Nq + ½ γ.B.Nγ (expresión general) Cuando ø=0: Nc = 5.70, Nq = 1.0,Nγ =0.0 a) En cimiento infinitamente largo: qc = 5.70 c + γ.Df b) En cimiento cuadrado y circular: qc = 1.3 (5.70 c) + γ.Df Aplicación en suelos gruesos: arena y gravas (c=0 ;ø≠0) qc = c.Nc + γ.Df.Nq + ½ γ.B.Nγ (expresión general) a) En cimiento infinitamente largo: qc = γ.Df.Nq + ½ γ.B.Nγ b) Para zapata cuadrada: qc = γ.Df.Nq + 0.4 c)γ.B.Nγ Para zapata circular: qc = γ.Df.Nq + 0.6γ.R.Nγ Modificación de la ecuaciones de Capacidad de Carga por Nivel Freático. Caso I.q = D1.γ+ D2.(γsat – γw) Además, el valor de γ del ultimo término de la ecuación, debe ser reemplazo por γ´= γsat – γw Caso II.- q = Df.γ COMPRESION NO CONFINADA (NTP 339.167 - ASTM D 2166) “Consiste en determinar la resistencia a la compresión no confinada de suelos cohesivos bajo condiciones inalteradas, aplicando carga axial, usando cualquiera de los métodos de resistencia controlada o deformación controlada. Sirve únicamente para SUELOS COHESIVOS”. Resistencia a la compresión no confinada, es la carga por unidad de área a la cual una probeta de suelo, cilíndrica o prismática, falla en el ensayo de compresión simple”. 1.1 CAPACIDAD DE CARGA DE UN SUELO: TEORIA DE TERZAGHI COMPRESION NO CONFINADA (NTP 339.167 - ASTM D 2166) Solo en suelos cohesivos COMPRESION NO CONFINADA (NTP 339.167 - ASTM D 2166) Solo en suelos cohesivos qu c = qu/c COMPRESION NO- CONFINADA (NTP 339.167 - ASTM D 2166) CORTE DIRECTO (NTP 339.171 ASTM D 3080) Solo en suelos cohesivos “Tiene por objeto establecer el procedimiento de ensayo para determinar la resistencia al corte de una muestra de suelo consolidada y drenada, por el método del corte directo. Este ensayo puede realizarse sobre todos los tipos de suelos, con muestras inalteradas y remoldeadas”. u CORTE DIRECTO (NTP 339.171 - ASTM D 3080) GRAFICAS DEL ENSAYO DE CORTE DIRECTO VALORES TIPICOS DEL ANGULO DE FRICCION RESULTADOS DEL ENSAYO DE CORTE DIRECTO Estimación de la cohesión del suelo con el ensayo SPT: Estimación de la cohesión del suelo con el ensayo SPT: Estimación del ángulo de fricción del suelo con el ensayo SPT: En suelos gruesos: Arenas muy finas situadas bajo el nivel freático, el valor de N se corrige (Peck, Hanson y Thorburn): N = 15 + (1/2) (N`-15) (solo cuando N>15) 4.2 CAPACIDAD DE CARGA ADMISIBLE qad = qc / FS FS es un factor de seguridad, que varia de 1 a 3. Es necesario conocer que el suelo no tiene capacidad admisible, porque esta sujeto a la variación de la capacidad de carga y del factor de seguridad elegido. La capacidad de carga depende del tipo y la forma del cimiento (B), por lo tanto el suelo no presenta un único valor de capacidad de carga TEORÍA DE LA CAPACIDAD DE CARGA DE MEYERHOF Introducción: Meyerhof propuso una fórmula para calcular la carga última parecida a la de Terzaghi. Las diferencias consiste en que esta teoria se aplica en cuaquier tipo de cimentación, sean continuas, cuadradas, circulares y rectagulares. Ademas, considera la resistencia cortante a lo largo del suelo, arriba del fondo de la cimentación. Las cargas aplicadas a la cimentación tambien pueden estar inclinadas. Ecuación de Meyerhof para cimiento superficial largo y cimiento superficial cuadrado: Ecuación de Meyerhof para cimiento superficial rectangulares Factores de capacidad de carga Factor de forma (DeBeer 1970) Factor de profundidad (Hansen 1970) Factor de inclinación (Meyerhof 1963) b: Inclinación de la carga sobre la cimentación con respecto a la vertical Problema resuelto Al conocer la capacidad de carga se puede iniciar con cualquier obra de construcción civil para trabajar adecuadamente el suelo, niveles de compactación R O P S ! A I N C Ó I A C R N G ¡ E T 2024 A U S
