En ingeniería civil, el ángulo de fricción interna es un concepto fundamental que debe entenderse al diseñar estructuras de presión de tierra laterales. Desempeña un papel importante en la evaluación de la estabilidad del suelo, la fuerza de corte máxima y la capacidad de carga de una estructura específica, todo lo cual es crucial en el diseño y construcción de edificios, presas y otras estructuras seguras.
¿Cuál es el ángulo de fricción interna?
Una de las propiedades físicas de los materiales terrestres es su ángulo de fricción interna, que también puede verse como la pendiente de la representación lineal de la resistencia al corte.
El ángulo de fricción interna es una medida de la resistencia de una roca o un cuerpo terrestre al esfuerzo cortante. Si la fractura ocurre sólo en respuesta a un esfuerzo cortante, el ángulo entre la fuerza normal y la fuerza resultante es el ángulo (ϕ).
Cómo representar el esfuerzo cortante del suelo
El esfuerzo cortante del suelo puede representarse mediante la resistencia al corte interno y la cohesión del suelo. La siguiente ecuación muestra cómo podemos especificar esto.
τ = c + σtanϕ
Dónde,
c – es cohesión
σ – tensión
Esta ecuación se utiliza a menudo en análisis de estabilidad frente a cargas posteriores. La resistencia al deslizamiento se muestra en la ecuación.
Cómo determinar el ángulo de fricción interna.
Se pueden utilizar diferentes teorías para determinar el ángulo de fricción de un suelo específico. La más común es la teoría de Coulomb, que afirma que el ángulo de fricción corresponde al ángulo de reposo del material en cuestión.
Esta teoría se basa en el trabajo del físico francés Charles Augustin de Coulomb, quien la propuso por primera vez en 1773. Aunque esta teoría es ampliamente aceptada, tiene algunas limitaciones. Por ejemplo, no considera el efecto de la presión del agua de los poros sobre el ángulo de fricción. Por lo tanto, no siempre es exacto para todos los suelos y situaciones.
Otra teoría que se utiliza en ocasiones es la teoría de Dafalias. Esta teoría es más compleja que la teoría de Coulomb.
En pruebas de laboratorio como esta prueba Triaxial se puede determinar el ángulo de fricción interna de los suelos.
