3: Resistencia al corte de los suelos
3.3: Resistencia al corte no drenado
En los puntos anteriores se definieron como descriptores básicos de la definición de la resistencia al corte del suelo el ángulo de rozamiento interno y la cohesión. En función de si se aborda el estudio particular considerando las tensiones totales o efectivas, estos parámetros recibirán ciertos sobrenombres:
– c’ y φ’: cohesión y ángulo de rozamiento interno efectivos, determinados para las presiones efectivas, o en otros términos, cuando se obtienen de ensayos de resistencia al corte (triaxiales o de corte directo) en los que se asegura el drenaje.
– cu y φu: cohesión y ángulo de rozamiento interno no drenados, es decir, para una situación en la que la presión intersticial no se disipa durante el proceso de rotura.
– cuu y φuu: cohesión y ángulo de rozamiento interno no consolidados no drenados, cuando se obtienen de ensayos de resistencia al corte sin consolidación previa y sin drenaje.
– ccu y φcu: cohesión y ángulo de rozamiento interno consolidados no drenados, cuando se obtienen de ensayos de resistencia al corte con consolidación previa y sin drenaje.
Los valores concretos a aplicar en el cálculo geotécnico dependerán de las condiciones que se estime se producirán en el caso real:
– En el caso de suelos arenosos lo habitual será considerar a todos los efectos los parámetros efectivos.
– En suelos arcillosos, para la valoración de la resistencia del terreno (frente a una cimentación, por ejemplo) a largo plazo se considerarán también los parámetros efectivos.
– En suelos arcillosos saturados y en procesos rápidos será necesario, en cambio, considerar los parámetros no drenados.
Este último caso requiere de una exposición algo más detallada.
Tal como se expone en el capítulo dedicado a la consolidación de las arcillas, la aplicación de una carga a un suelo arcilloso saturado representa en primera instancia un incremento de la presión intersticial. Conforme la permeabilidad del material lo posibilita, la presión intersticial se disipa (por migración de un volumen del agua a favor del gradiente generado por la sobrepresión), para que paulatinamente el esqueleto del suelo (sus partículas) asuma de forma progresiva la carga aplicada. En el estadio final, la totalidad de la carga es soportada por las partículas del suelo, y la tensión intersticial queda en equilibrio.
En la fase transitoria durante la cual la presión intersticial cuenta con un valor superior a la correspondiente a una situación de equilibrio, pudiera darse el caso que dicha presión intersticial igualase el valor de la presión total, resultando en consecuencia que el valor de la presión efectiva sería nulo.
En tal caso, el rozamiento interno quedaría también anulado, al igual que ocurre en el caso de arenas sometidas a un gradiente hidráulico ascendente tal que iguala el peso propio de los granos (como se comentó en el capítulo anterior).
Para el caso de arcillas, sin embargo, la cohesión remanente permite considerar que el terreno presenta aún cierta resistencia (al contrario que el ejemplo de las arenas.)
A dicha cohesión en situación de no drenaje se la denomina cohesión no drenada (cu) o resistencia al corte no drenado (Su), y, obviando en este texto la exposición teórica que requiere el caso, puede estimarse que en arcillas saturadas es equivalente a la mitad de la resistencia a la compresión simple (qu).
Su = 1/2 qu
Este parámetro resulta de especial importancia, puesto que para el caso citado de arcillas saturadas corresponde a la situación de dimensionado de carga a corto plazo.
