Módulo secante del suelo Es
En la bibliografía, aparece doblemente marcado el módulo del suelo Es. Según la Poulos et. Davis (1980) este parámetro se conoce como el módulo de elasticidad del suelo (módulo de Young), mientras que Briaud (2001) y Gopal Ranjan (2000) lllaman a este parámetro el módulo secante del suelo. Ambos títulos del módulo ES tiene el mismo significado. Sin embargo, el suelo se comporta elásticamente sólo en el campo con pequeñas tensiones (generalmente se trata de un material heterogéneo), y por lo tanto es más apropiado hablar de módulo secante de suelo Es.
Módulo de elasticidad del suelo E se obtiene de la curva tensión-deformación axial desviador. El módulo sin drenar, Eu se obtiene de los datos de prueba triaxiales sin drenar mientras que el módulo drenado Ed se obtiene de las condiciones de ensayo drenados.
En la etapa inicial de la curva tensión-deformación la dependencia es casi lineal, pero la deformación elástica de los suelos es muy pequeña debido a valor global de la tensión. Se definen varios tipos de módulos - módulo de suelo tangente, módulo secante del suelo y el módulo tangente inicial. La introducción de esta simple suposición asume que es posible utilizar la teoría de la elasticidad para la detección del estado de tensión-deformación en los suelos.
Distribución de la curva de tensión-deformación idealizada y determinación del tipo de módulo de suelo individual
El Módulo secante del suelo Es se define como la relación de la diferencia en desviador de la tensión normal a la correspondiente deformación axial del suelo según la siguiente ecuación:
Lambe et. Whitman (1969) dice que el módulo de elasticidad para un suelo es por lo general el módulo secante de desviador cero de la tensión normal a un esfuerzo desviador igual a la mitad o a un tercio de la tensión de pico del desviador.
El módulo secante Es disminuye a medida que aumenta el nivel de tensión debido a que la curva tensión-deformación tiene una curvatura hacia abajo. Hay tres formas de obtener este parámetro:
- Pruebas traxiales de laboratorio (de cálculo basado en el módulo tangente de suelo)
- Pruebas pilote-carga
- Correlaciones empíricas basacas en experiencia previa
El rango típico de valores para la tensión-deformación estática (secante) módulo Es para los suelos seleccionados - los valores de campo dependen de la historia de tensión, del contenido de agua, de la densidad (Gopal Ranjan y Rao, 2000.):
Tipo de suelo | Consistencia o denisdad del suelo | Módulo Es [MPa] |
Limo | Muy suave | 0,2 - 2 |
Arcilla | Muy suave | 2 - 15 |
suave | 5 - 25 | |
Firme, medio | 15 - 50 | |
Duro | 50 - 100 | |
Arenoso | 25 - 250 | |
Arena Loess | Limosa | 7 - 21 |
Suelta | 10 - 24 | |
Densa | 48 - 80 | |
Arena y gravel | Suelta | 50 - 145 |
Densa | 100 - 190 |
Bibliografía:
Briaud, J.-L.: Introduction to Soil Moduli. Geotechnical News, June 2001, BiTech Publishers Ltd, Richmond, B.C., Canada.
Gopal Ranjan et. A. S. R. Rao: Basic and Applied Soil Mechanics. New Age International, 2000, chapter 10.11, pp. 328 – 330. ISBN: 8122412238, 9788122412239.
Lambe, T. W. et. Whitman, V. R.: Soil Mechanics. New York: John Wiley and Sons, 1969, 576 p. ISBN: 978-0-471-51192-2.
Poulos, H. G. et. Davis, E. H.: Pile Foundations Analysis and Design. New York: John Wiley and Sons, 1980, chapter 5.5, pp. 101 – 104.