Las soluciones de la geotecnia para los desafíos de la presión del suelo implican una combinación de diseño innovador y uso de materiales. Técnicas como el anclaje de tierras, el uso de geosintéticos y la construcción de muros de contención son algunos de los métodos empleados para contrarrestar los efectos de la presión del suelo. Cada solución se elige cuidadosamente basándose en las características del suelo y los requisitos específicos del proyecto, asegurando una gestión efectiva de la presión del suelo.«Expansión radial termo-mecánica de pilotes intercambiadores de calor y posibles efectos sobre las presiones de contacto en la interfaz pilote-suelo géotechnique letters»
La presión del suelo aumenta con la profundidad debido al peso de las capas de suelo superiores. El peso del suelo arriba ejerce una fuerza sobre las partículas debajo, causando que se compacten y compriman más. Esto lleva a un aumento en la densidad y por lo tanto la presión del suelo. Además, el aumento de profundidad causa un aumento en la presión hidrostática de cualquier agua presente en el suelo, contribuyendo aún más a la presión del suelo total.«Pruebas en mesa vibratoria en una estructura de estación de metro de tipo tres arcos en un suelo licuable»
| Tipo de Suelo | Descripción | Valores Típicos de Presión del Suelo (kN/m²) | Notas |
|---|---|---|---|
| Arcilla (Blanda) | Alta plasticidad, fácilmente deformable, baja resistencia al corte | 54 - 92 | Altamente sensible a cambios en el contenido de agua |
| Arcilla (Rígida) | Baja plasticidad, más rígida, mayor resistencia al corte | 151 - 289 | Mejor capacidad de carga que la arcilla blanda |
| Limo | Partículas finas, retiene agua, propenso a la licuefacción | 100 - 200 | Puede exhibir condición rápida cuando se perturba |
| Arena (Suelta) | Baja densidad, mal graduada, drena bien | 103 - 146 | Susceptible a asentamientos y licuefacción |
| Arena (Densa) | Bien graduada, alta densidad, excelente drenaje | 203 - 282 | Proporciona buena estabilidad y soporte para estructuras |
| Grava | Partículas gruesas, excelente drenaje, alta capacidad de carga | 250 - 397 | Frecuentemente utilizada como material base en construcción |
| Turba | Orgánica, altamente compresible, baja resistencia | 23 - 55 | No es adecuada para soportar estructuras sin tratamiento |
| Material de Relleno | Artificial, composición variable | Depende de la composición del material | Requiere análisis cuidadoso debido a la heterogeneidad |
| Arcilla Limosa | De grano fino, plasticidad moderada | 101 - 199 | Combinación de características de limo y arcilla |
| Arena Arcillosa | Arena con contenido significativo de arcilla | 160 - 250 | Mejor cohesión que la arena pura |
| Grava Arenosa | Grava mezclada con arena | 213 - 330 | Buen drenaje, utilizada en cimentaciones y construcción de carreteras |
| Grava Limosa | Grava mezclada con limo | 182 - 293 | Combinación de propiedades de limo y grava |
| Suelo Rocoso | Mezcla con fragmentos de roca, propiedades variables | 300 - 600+ | Depende del tipo de roca y matriz del suelo |
| Arcilla Expansiva | Alto potencial de hinchamiento y contracción | 56 - 135 | Se hincha cuando está húmeda, se contrae cuando está seca, desafiante para estructuras |
La geotecnia ofrece soluciones efectivas para gestionar los desafíos de la presión del suelo en varios proyectos de construcción. Al realizar investigaciones y análisis del suelo exhaustivos, los ingenieros pueden determinar con precisión las propiedades y el comportamiento del suelo, lo que les permite diseñar sistemas de cimentación y estructuras de retención adecuados para distribuir y mitigar de manera segura la presión del suelo. El uso de tecnologías avanzadas, como los geosintéticos y técnicas de mejora del suelo, mejora aún más la estabilidad y el rendimiento del suelo. En general, la geotecnia juega un papel crucial en asegurar la integridad y longevidad de las estructuras al proporcionar soluciones efectivas a los desafíos de la presión del suelo.«Expansión radial termo-mecánica de pilotes intercambiadores de calor y posibles efectos sobre las presiones de contacto en la interfaz pilote-suelo géotechnique letters»
La presión de hinchamiento del suelo se puede calcular utilizando la prueba de oedómetro. En esta prueba, una muestra de suelo está sujeta a varios niveles de estrés vertical y se miden las deformaciones resultantes. La presión de hinchamiento se determina trazando la relación entre el estrés vertical aplicado y la deformación correspondiente. La presión de hinchamiento se expresa típicamente en kPa o psi.«Parte ii.—la permeabilidad de un suelo ideal al aire y al agua»
La ecuación para la presión del suelo se puede dar como: Presión del Suelo = Peso Unitario del Suelo x Profundidad x Coeficiente de Esfuerzo Vertical Aquí, el peso unitario del suelo representa el peso del suelo por unidad de volumen, la profundidad se refiere a la profundidad del suelo bajo la superficie del suelo, y el coeficiente de esfuerzo vertical tiene en cuenta la distribución del esfuerzo en el depósito de suelo. La presión del suelo es importante en geotecnia para analizar la estabilidad de pendientes, muros de contención y cimientos.«Medición de la presión de contacto del suelo en una frontera sólida y cuantificación del arco del suelo»
La presión normal, también conocida como presión vertical o presión de confinamiento, es la fuerza por unidad de área que actúa verticalmente sobre una masa de suelo o roca. Se aplica uniformemente en todas direcciones y es causada por el peso del suelo o roca sobrepuesto. La presión normal aumenta con la profundidad debido al aumento del peso del material por encima. Esta presión es uno de los factores primarios que influye en el comportamiento del suelo o roca y debe considerarse en el análisis y diseño geotécnico.«¿Cómo se alargan las raíces en un suelo estructurado? revista de botánica experimental oxford academic»
La presión activa de tierra se calcula utilizando la teoría de Rankine, que asume que el suelo se comporta como un fluido sin fricción. La ecuación para la presión activa es P = Ka*γ*H^2, donde P es la presión, Ka es el coeficiente de presión de tierra de Rankine, γ es el peso unitario del suelo, y H es la altura del muro de contención. La presión pasiva de tierra se calcula utilizando la teoría de Coulomb, que considera la fricción del suelo. La ecuación para la presión pasiva es P = Kp*γ*H^2, donde Kp es el coeficiente de presión de tierra pasiva. Ambas ecuaciones son aproximaciones y pueden ser afectadas por varios factores como el tipo de suelo, la inclinación del talud y el movimiento del muro.«El estado de esfuerzo en paredes de corte de lechada de bentonita»
