Presión de Poros

En general, la presión de poros consiste en la presión en el agua dentro de los poros del suelo y se identifica con la letra “µ”. La presión de poros disminuye los esfuerzos normales efectivos entre las partículas, trata de separarlas y disminuye la resistencia a la fricción (Figura No. 1). Al colocar una carga se puede producir un cambio en la presión de poros que se denomina como Δµ (exceso de presión de poros) o deficiencia de presión de poros inducidos por las condiciones de carga.

Si el agua en el suelo no está en movimiento, la altura del agua genera un fenómeno de presión hidrostática:

μ = 𝘠w . Zw

Donde:

𝘠w = peso unitario del agua

Zw = profundidad vertical del punto por debajo del nivel de agua freática.

Figura No. 1: La presión de poros trata de separar las partículas y de esta forma, se disminuye la resistencia a la fricción

La presión de poros aumenta en los taludes en temporadas de lluvias y disminuye en temporadas de sequía. Es muy importante entender y cuantificar la variación temporal y espacial de la presión de poros en los taludes. La variabilidad es mayor en la cuesta que en el pie del talud.

Parámetros de Presión de Poros

El análisis de esfuerzos efectivos requiere del conocimiento de las presiones de poros en el campo. Estas presiones de poros pueden ser estimadas si se determinan los cambios de esfuerzo dentro del suelo. Cuando un suelo se carga o se descarga por la construcción de un terraplén o una excavación, el cambio de volumen de suelo trae como resultado un cambio en la presión de poros ∆μ. Este cambio en la presión de poros puede aumentar o disminuir con el tiempo, dependiendo del tipo de suelo y del tipo de esfuerzos involucrados. Bajo las condiciones completamente drenadas (Condición a largo plazo) ∆μ se disipa y se convierte en ∆μ = 0.

Para las condiciones parcialmente drenadas o nodrenadas, la evaluación de u depende de la rata relativa de carga, comparada con la rata de drenaje del agua dentro del suelo. La magnitud del cambio de presión de poros que se desarrolla como resultado del cambio de esfuerzos en los suelos no drenantes, fue propuesta por Skempton (1954), utilizando los parámetros A y B. Estos parámetros de presión de poros A y B, permiten calcular las presiones de poro en exceso.

∆μ = B [∆σ3 + A(∆σ1 - ∆σ3)]

donde:
∆μ = Exceso de presión de poros
A = parámetro de presión de poros A.
B = parámetro de presión de poros B.
∆σ1 = Cambio en el esfuerzo principal mayor.

∆σ3 = Cambio en el esfuerzo principal menor.

Los parámetros A y B deben ser determinados a partir de ensayos de laboratorio o seleccionados de la experiencia. Para los suelos saturados, B se acerca a 1.0 pero su valor desciende drásticamente con la disminución en el grado de saturación.

Los valores del parámetro A varían con la magnitud de las deformaciones de cortante, densidad inicial y relación de consolidación del suelo y generalmente, alcanzan valores máximos en el momento de la falla. A es positivo para aquellos suelos que tienden a comprimirse al cortarse, por ejemplo arena suelta o arcilla, normalmente consolidada. A es negativo para aquellos suelos que tienden a dilatarse al cortarse, por ejemplo, arena densa y arcillas sobreconsolidadas.