Tabla de contenido
1.
INTRODUCCIÓN
1.1
TEORÍA DE FUNCIONAMIENTO
Las celdas de presión de suelos, a veces llamadas celdas de presión total o celdas de
tensión total, están diseñadas para medir las tensiones en el suelo o la presión del suelo
sobre las estructuras. Las celdas responderán no solo a las presiones de suelos, sino
también a las presiones del agua subterránea o la presión del agua intersticial, de ahí el
término presión total o tensión total. Es necesaria una medición simultánea de la presión
del agua intersticial (μ), utilizando un piezómetro, para separar la tensión efectiva (σ') de
la tensión total (σ) según lo define el principio de tensión efectiva de Terzaghi:
σ' = σ - μ
ECUACIÓN 1: Principio de estrés efectivo de Terzaghi
Estos parámetros, junto con las características de resistencia del suelo, determinarán el
comportamiento del suelo bajo cargas.
Las celdas de presión de suelos del tipo descrito aquí son del tipo hidráulico: dos placas
planas soldadas entre sí en su periferia y separadas por un pequeño espacio lleno de
fluido hidráulico. La presión de la tierra actúa para comprimir las dos placas juntas,
creando así una presión dentro del fluido. Si las placas son lo suficientemente flexibles
(es decir, si son lo suficientemente delgadas en relación con su extensión lateral),
entonces en el centro de la placa el efecto de soporte de la periferia soldada es
insignificante, y se puede afirmar que en el centro de la celda la presión externa del suelo
está exactamente equilibrada por la presión interna del fluido.
Esto es cierto solo si la flexión de las placas se mantiene al mínimo y, por lo tanto, es
importante que la celda sea rígida. Esto, en un sentido práctico, significa que el fluido
dentro de la celda debe ser lo más incomprimible posible y que el transductor de presión
requerido para medir la presión del fluido también debe ser rígido con muy poco cambio
de volumen bajo presión creciente.
Las pruebas realizadas por investigadores (Dunnicliff, 1988) han demostrado que la
introducción de una celda de tensión plana en una masa de suelo alterará el campo de
tensión de una manera que depende de la rigidez relativa de la celda, con respecto al
suelo, y también con respecto a la relación de aspecto de la celda, es decir, la relación
entre el ancho de la celda y su grosor. Una celda gruesa alterará la tensión más que una
celda delgada. Por estas razones, lo mejor es una celda delgada y rígida, y los estudios
han demostrado que una relación de aspecto de al menos 20 a 1 es lo mejor.
Idealmente, la celda debería ser tan rígida (comprimible) como el suelo, pero en la
práctica esto es difícil de lograr. Si la celda es más rígida (menos comprimible) que el
suelo, entonces registrará en exceso la presión del suelo debido a una zona de suelo
inmediatamente alrededor de la celda que está "protegida" por la celda y por lo tanto no
experimenta la presión total del suelo. Esto se puede representar esquemáticamente
como se muestra en la Figura 1.
Mean
Stress
0
FIGURA 1: Redistribución de la tensión, suelo débil con celdas rígidas
CELDAS DE PRESIÓN DE SUELOS MODELO 4800 | INTRODUCCIÓN | 1
Cell
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