Uso del módulo de corte “G” en análisis de asentamientos de cimentaciones bajo cargas estáticas

Tradicionalmente, en Ingeniería Geotécnica se ha empleado el módulo de deformación E para la estimación de asentamientos en cimentaciones bajo cargas estáticas. Sin embargo, si se considera el comportamiento mecánico del terreno, el empleo del módulo de corte G resulta más conveniente, aún cuando no sea frecuente su uso para este tipo de análisis. Pero, ¿por qué emplear el módulo de corte G, aún cuando exista cierta desconfianza por parte de muchos Ingenieros Geotécnicos, quienes consideran que el módulo G sólo debe emplearse en análisis dinámicos?

La primera razón, es que los módulos E y G se encuentran relacionados, tal como lo demuestra la siguiente expresión basada en la Teoría de la Elasticidad:

G = E / 2(1+u)

La segunda razón, de mucha mayor importancia, es que la investigación en torno al tema desarrollada a lo largo de los últimos 50 años, claramente evidencia un hecho fundamental: que los valores de módulo de deformación E obtenidos en laboratorio subestiman de manera importante la rigidez in situ (ver la figura que acompaña este escrito). Esto conlleva, en muchos casos, un sobre-diseño del sistema de fundaciones.

Otro aspecto a destacar es que el módulo de corte G es independiente de las condiciones de drenaje, lo cual significa que, en términos de análisis numéricos, cuando las condiciones de carga pasan de un estado no drenado a un estado drenado, G permanece constante, mientras que E debe adaptarse desde Eu a E´ (Matthews et al, 1996).

De acuerdo a lo anterior, conocido el valor de G apropiado para ciertas condiciones de diseño, puede determinarse el valor de E, que usualmente se incluye en la mayoría de las metodologías para estimar asentamientos, lo cual permitiría efectuar diseños menos conservadores y, por ende, más económicos en un proyecto dado.

Si quieres aprender algunos conceptos clave relacionados al empleo del módulo de corte G y su aplicación en la Ingeniería Geotécnica práctica, visita el enlace que dejo en la sección "Comentarios", para que puedas revisar el post completo.