Criterio de falla Mohr-Coulomb

En la actualidad utilizamos la prueba triaxial para definir las características del suelo fundamentales para el análisis y diseño sobre éste, pero… ¿Sabes de donde viene todo eso?

El criterio de falla de Mohr-Coulomb se basa en la aplicación no sólo de una fuerza axial, sino también de una fuerza cortante, al aplicar estas fuerzas se lleva al material a fallar y, gracias a eso obtenemos dos factores importantes: Cohesión y Ángulo de fricción interna.

Tratando de saber cómo se comportaba el suelo y demás materiales con respecto a la mecánica clásica, Charles Coulomb determinó que, en términos simples la cohesión es una especie de “pegamento” el cual une a las partículas de suelo, sin embargo, en el siglo XIX Christian Mohr demostró que la cohesión no es constante y que depende de muchos más factores como la presión de poros, el grado de saturación, etc. Por su parte el ángulo de fricción interna es el ángulo formado por la resultante de la fuerza axial y la fuerza cortante tangencial a ésta, gracias a estos parámetros podemos obtener una interpretación mecánica de cómo se comporta el suelo mediante la siguiente ecuación:

                                  𝜏 = 𝑐 + 𝜎 𝑡𝑎𝑛𝜃

Donde: 
c= cohesión 
θ= ángulo de fricción interna

Entonces…. ¿Cuál es la relación con la prueba triaxial?

Cuando se realiza el ensayo triaxial se simulan las condiciones naturales del suelo, sometiendo una probeta a una fuerza axial controlada por el pistón del ensaye, y a una presión de confinamiento (fuerza cortante) actuando en las paredes de la probeta, lo que acontece a que se obtengan fuerzas en las 3 dimensiones del plano (x, y, z). sin embargo, dado que las fuerzas en el eje x y en el eje z son las mismas, se puede convertir a un plano bidimensional (σ2=σ3).

Gracias a los esfuerzos σ1 y σ3 podemos obtener los círculos de Mohr, y tangencialmente a los círculos obtenemos la envolvente de falla de Mohr-Coulomb, la cual nos indica el ángulo de fricción interna y la cohesión, ambos fundamentales para el cálculo de la capacidad de carga en la mecánica de suelos.

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Pruebas a material de la construcción
Author: Pruebas a material de la construcción

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