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Tensión Efectiva / Tensión Total

La tensión normal vertical σz se define como:

Donde:

σz

-

tensión normal total vertical

γef

-

peso unitario de suelo sumergida

z

-

profundidad debajo de la superficie del terreno

γw

-

peso unitario del agua

Esta expresión de forma generalizada describe los llamados conceptos de la Tensión efectiva:

Donde:

σ

-

tensión total (en conjunto)

σef

-

tensión efectiva (activo)

u

-

tensión neutral (Presión de poro de agua)

Tensión del suelo total, efectiva y neutral

El concepto de Tensión efectiva es válido únicamente para la Tensión normal σ, ya que la tensión de corte τ no es transferida por el agua para que ésta sea efectiva. La Tensión total se determina usando herramientas básicas de teoría mecánica. La Tensión efectiva se determina como la diferencia entre la tensión total y la tensión neutral (poro) (es decir: siempre por cálculo, nunca podrá ser medido). La presión de poro se determina en laboratorios, testeado en sitio o por cálculo. Decidir si utilizar tensión efectiva o total no es sencillo. La siguiente tabla provee algunas recomendaciones generales válidas para la mayoría de los casos.

Debemos darnos cuenta que la tensión total depende de si el suelo es cargado por su propio peso o por efectos externos. En cuanto a la presión de poro suponemos que: Para el agua que fluye por los poros, el poro equivale a la presión hidrodinámica, y de otro modo a la presión hidrostática.

Para suelos parcialmente saturados con altos grados de presión de poro,  es necesario tener en cuenta el hecho de que esta presión se desarrolla tanto en el agua como en las burbujas de aire.

Condiciones asumidas

Capa de drenaje

Capa sin drenar

Corto - plazo

Tensión efectiva

Tensión Total

Largo - plazo

Tensión efectiva

Tensión efectiva

En las capas de subsuelo con diferentes unidades de peso en cada capa horizontal, la tensión total vertical se determina como la suma del peso de todas las capas del punto investigado y de la presión del poro:

Donde:

σz

-

Tensión normal total vertical

γ

-

Peso unitario del suelo

- Peso unitario del suelo en estado natural para suelos por encima de la capa seca y NF

- Peso unitario del suelo por debajo del agua, en otros casos

d

-

Profundidad del nivel freático debajo de la superficie

z

-

Profundidad debajo de la superficie

γw

-

Peso unitario del agua