Capacidad portante de cimentaciones superficiales en ladera
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Resumen
La determinación de la capacidad portante de cimentaciones superficiales en laderas representa una problemática importante ya que intervienen gran cantidad de factores, entre los que cabe mencionar la inclinación del talud, la influencia de los sismos, las condiciones del agua presente en la ladera, la geometría del terreno. El cálculo de esta capacidad de soporte del suelo realizado con la ecuación clásica de Terzaghi omite que en una ladera no hay terreno horizontal infinito, y aunque a lo largo de la historia se han creado factores de corrección para esa ecuación, la mayoría sólo modifican la formula incluyendo de alguna manera el ángulo de inclinación de la ladera y dejan de lado todo lo demás.
En este trabajo se propone una metodología para estimar la capacidad portante en laderas mediante la determinación directa del esfuerzo último asociado a un mecanismo de falla. La formulación se desarrolla empleando el método del equilibrio límite y método del límite superior, permitiendo incorporar de manera explícita la geometría de la ladera, la presencia del agua y los efectos de las fuerzas pseudoestáticas.
La metodología incluye un procedimiento sistemático de búsqueda del mecanismo crítico mediante la variación del ángulo inicial de la superficie de falla, identificando la configuración que produce el valor mínimo de esfuerzo último. Los resultados obtenidos evidencian que la capacidad portante en laderas es significativamente menor que la estimada mediante la formulación clásica para terreno horizontal. El método de límite superior proporciona valores más conservadores que el equilibrio límite, en concordancia con los fundamentos del análisis límite.
La comparación con otros estudios realizados recientemente muestra tendencias similares, validando la metodología desarrollada, la cual constituye una alternativa racional para el análisis de cimentaciones superficiales en laderas, permitiendo una aproximación de cálculo más realista de la capacidad portante bajo condiciones geométricas y ambientales complejas. (Texto tomado de la fuente)
Abstract
Determining the bearing capacity of shallow foundations on slopes is a significant challenge, as it involves many factors, including the degree of slope inclination, the influence of seismic effects, the water conditions present on the slope, and the geometry of the terrain. Calculating this soil bearing capacity using Terzaghi's classic equation overlooks the fact that there is no infinite horizontal terrain on a slope, and although correction factors for this equation have been created throughout history, most only modify the formula by including the slope angle in some way and leave out everything else.
This paper proposes a methodology for estimating the bearing capacity on slopes by directly determining the ultimate stress associated with a failure mechanism. The formulation is developed using the limit equilibrium method and the upper bound method, allowing the geometry of the slope, the presence of water, and the pseudo-static forces associated with seismic action to be explicitly incorporated.
The methodology includes a systematic procedure for searching for the critical mechanism by varying the initial angle of the failure surface, identifying the configuration that produces the minimum ultimate stress value. The results obtained show that the bearing capacity on slopes is significantly lower than that estimated using the classic formula for horizontal ground.
The upper bound method provides more conservative values than the limit equilibrium, in accordance with the fundamentals of limit analysis.
Comparison with other recent studies shows similar trends, validating the methodology developed, which constitutes a rational alternative for the analysis of shallow foundations on slopes, allowing a more realistic estimation of the bearing capacity under complex geometric and environmental conditions.
Descripción
ilustraciones a color, diagramas