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viernes, 12 de julio de 2013

Método de Rankine

     La teoría de Rankine se desarrolla para un medio elástico, que se caracteriza por ser granular homogéneo y seco, y plantea las siguientes hipótesis iniciales:

- El trasdós del muro es vertical.
- La superficie del terreno es horizontal.
- El terreno puede estar estratificado horizontalmente.
- El nivel fréatico es horizontal.
- No hay rozamiento entre el terreno y el muro.
- El terreno alcanza una situación de rotura.

     El hecho de que no haya rozamiento entre el terreno y el muro origina que no haya tensiones tangenciales en los puntos interiores del terreno, y por tanto, la tensión horizontal es una tensión principal.
     Si se toma un elemento de suelo en reposo y se determinan sus tensiones normales horizontal y frontal, se puede obtener su correspondiente círculo de Mohr ya que la tensión horizontal y vertical son tensiones principales:

σv = γ · z σh = K0 · σv

     Si a continuación se comienza a descargar el terreno, el valor de la tensión horizontal irá descendiendo, y por tanto, irán a pareciendo diferentes círculos de Mohr para los diferentes valores de σh. Llegará un momento en el que el valor de σh sea tal que el círculo de Mohr correspondiente sea tangente a la línea de resistencia del terreno. En ese momento se habrá alcanzado el estado de empuje activo. Así pues:

AB = OA ·sen φ' →

Por tanto:

     Si por el contrario lo que se hace es comprimir el terreno, el valor de la tensión horizontal aumenta sobrepasando a la tensión vertical hasta que llega un momento en que el círculo de Mohr correspondiente es también tangente a la línea de resistencia del terreno. Se habrá alcanzado el estado de empuje pasivo. Así pues:

AB = OA ·sen φ' →

Por tanto:

     Se puede observar que si φ' = 30º, entonces: K0 = 1/2, Ka = 1/3 y Kp = 3.
   En el caso de que el terreno no sea homogéneo la tensión vertical será la suma de los productos de los diferentes pesos específicos por su cota:

σv = Σγ · Δz σh = K0 · σv

    Con ello, el coeficiente de empuje activo será diferente para cada capa. Además, la ley de tensiones horizontales presentará discontinuidades como consecuencia de los diferentes ángulos de rozamiento interno de cada capa, mientras que la ley de tensiones verticales será continua.
     La presencia del nivel freático también afecta a las tensiones verticales:

σv = γ · zw + γ' · (z - zw) σh = K0 · σv

     Además, la presión que ejerce el agua será tal que:

ew = γw · (z - zw)

     En este caso no hay discontinuidad en la ley de tensiones horizontales, ya que el hecho de que el terreno esté húmedo o seco no afecta prácticamente al ángulo de rozamiento interno del terreno.


http://html.rincondelvago.com/mecanica-del-suelo_tema-15.html Investigación a cerca de mecánica de suelos.

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