En geotecnia, determinar la resistencia al corte del suelo es un paso vital para evaluar la estabilidad del terreno en proyectos de construcción. La resistencia al corte, que refleja la capacidad del suelo para resistir el deslizamiento a lo largo de superficies internas, es clave para diseñar estructuras seguras y estables. Esta determinación implica tanto pruebas de laboratorio como de campo para evaluar las propiedades físicas del suelo. Los ingenieros utilizan los resultados de estas pruebas para tomar decisiones informadas sobre la idoneidad del suelo para diversos fines de construcción, especialmente en el diseño de cimientos y estructuras de retención de tierra. La determinación precisa de la resistencia al corte es especialmente crítica en áreas susceptibles a deslizamientos o terremotos, donde la estabilidad del suelo puede impactar significativamente la seguridad de las estructuras.«Eficiencia, varios métodos numéricos están ganando popularidad en el análisis de estabilidad de taludes. el más popular nu»
La resistencia al corte del suelo se determina típicamente mediante pruebas de laboratorio, como la prueba de corte directo o la prueba de corte triaxial. En estas pruebas, se somete una muestra de suelo a estrés cortante bajo condiciones controladas, y se miden los parámetros de resistencia al corte resultantes (cohesión y ángulo de fricción interna). La cohesión representa la fuerza debido a las fuerzas adhesivas entre las partículas del suelo, mientras que el ángulo de fricción interna representa la resistencia de las partículas del suelo al deslizamiento. Los parámetros de resistencia al corte son importantes para evaluar la estabilidad de taludes, diseñar cimientos y analizar la estabilidad del suelo en la geotecnia.«La resistencia al corte de suelos parcialmente saturados géotechnique»
| Tipo de suelo | Resistencia al corte típica (KPA) | Cohesión (KPA) | Ángulo de fricción interna (grados) | Notas |
|---|---|---|---|---|
| Grava | 223 - 538 | 0 - 24 | 31 - 44 | La fuerza depende del tamaño de grano, la gradación y la compactación. |
| Arena (suelta) | 26 - 49 | 0 | 25 - 29 | Baja cohesión;La fuerza aumenta con la profundidad debido al confinamiento. |
| Arena (densa) | 109 - 191 | 0 | 35 - 43 | Una mayor compactación conduce a una mayor resistencia. |
| Arena sedimentosa | 55 - 99 | 0 - 4 | 27 - 34 | Mezcla de características de arena y limo;sensible a la humedad. |
| Limo | 17 - 48 | 5 - 9 | 25 - 30 | Baja resistencia debido a partículas finas, sensibles a los cambios de humedad. |
| Arcilla (suave) | 7 - 25 | 10 - 18 | 16 - 25 | Alta plasticidad, la fuerza varía significativamente con el contenido de humedad. |
| Arcilla (firme) | 53 - 93 | 21 - 38 | 20 - 29 | Menor plasticidad que la arcilla blanda;mas estable. |
| Turba y suelos orgánicos | <20 | 0 - 4 | <20 | Muy baja resistencia, alta compresibilidad y contenido de agua. |
| Relleno | 77 - 150 | 1 - 13 | 29 - 40 | La fuerza depende del material utilizado y su estado de compactación. |
| Suelo arcilloso | 35 - 67 | 6 - 14 | 25 - 29 | Mezcla equilibrada de arena, limo y arcilla;Las propiedades varían con la composición. |
En conclusión, la geotecnia juega un papel crucial en determinar la resistencia al corte en varios proyectos de construcción y geotécnicos. Mediante investigaciones de sitio exhaustivas, análisis de muestras de suelo y pruebas de laboratorio, los ingenieros pueden evaluar con precisión las propiedades de resistencia al corte del suelo y tomar decisiones informadas respecto al diseño y estabilidad de las estructuras. Comprender la resistencia al corte del suelo es esencial para asegurar la seguridad y durabilidad de edificios, puentes, presas y otros proyectos de infraestructura.«Variación en la resistencia al corte del sistema suelo-raíz bajo cinco tipos de uso de la tierra típicos en la meseta de loess de china»
El esfuerzo cortante aumenta debido a factores como el incremento del esfuerzo normal aplicado a un material, el aumento de la deformación o tensión cortante del material, o la reducción del área transversal del material. Adicionalmente, el esfuerzo cortante puede ser influenciado por las propiedades del propio material, como su cohesión y ángulo de fricción interna.«Comportamiento de la resistencia al corte de arcillas saturadas y el papel del concepto de tensión efectiva géotechnique»
No, el esfuerzo cortante no es una presión. Mientras que la presión es una medida de la fuerza por unidad de área actuando perpendicular a la superficie, el esfuerzo cortante es una medida de la fuerza por unidad de área paralela a la superficie. Representa la resistencia a la deformación o deslizamiento a lo largo de un plano.«Un nuevo modelo híbrido de optimizador de lobo gris aumentado y red neuronal artificial para predecir la resistencia al corte del suelo modelado de sistemas terrestres y medio ambiente»
Hay varias formas de aumentar la capacidad de corte en la geotecnia. Un método común es aumentar el tamaño o densidad de los refuerzos, como usar barras de acero de mayor diámetro o añadir capas adicionales de refuerzo. Otro enfoque es mejorar la presión de confinamiento alrededor de la masa de suelo o roca usando materiales geosintéticos o instalando muros de contención. Además, aumentar la resistencia a la fricción entre capas puede mejorar la capacidad de corte, logrado al rugosizar las superficies o usar materiales con propiedades friccionales más altas. Técnicas adecuadas de estabilización del suelo, como la inyección de lechadas o aditivos químicos, también pueden mejorar la capacidad de corte.«Revisión sobre la resistencia al corte del suelo con resultados de suelo de arena limosa utilizando prueba de corte directo»
La resistencia al corte y la resistencia a la tracción están relacionadas en que ambas miden la resistencia de un material a la deformación o fallo. Sin embargo, son diferentes en términos del tipo de esfuerzo que miden. La resistencia al corte es la medida de la resistencia de un material al cizallamiento, o deformación lateral, mientras que la resistencia a la tracción es la medida de la resistencia de un material a ser tirado o estirado. En algunos materiales, puede haber una correlación entre la resistencia al corte y la resistencia a la tracción, pero esto no siempre es así y puede variar según la naturaleza del material que se esté probando.«Ceniza de lodo, estabilización de suelos, resistencia al corte, propiedades geotécnicas»
