COMPORTAMIENTO DEL SUELO ANTE CARGAS DINAMICAS:Modulo de Rigidez del suelo:El comportamiento de los suelos al recibir cargas estticas es siempre complejo, ya que las leyes que rigen las relaciones esfuerzo -deformacin no son lineales. Un adems de que los suelos constituyen un medio heterogneo, afectados entonces en su posible comportamiento bajo una ley matemtica, un gran nmero de parmetrosAhora bien, cuando se trata de cargas dinmicas que adems de ser funcin del tiempo son cargas ciclicas reversibles, se generan diagramas esfuerzo-deformacin de carcter no lineal, para las cuales se han buscado representaciones diversas, utilizando expresiones matemticas que se aproximan a las curvas obtenidas en series de pruebas diversas a los suelos, pruebas que en la mayora de los casos se refiere las deformaciones pero dos das por esfuerzo cortante, dado que este tipo de esfuerzo es el que ms se aproxima los esfuerzos que se introduce en la masa de los suelos por un terremoto. Se conoce que un terremoto induce esfuerzos de cortante simple, caracterizado por una serie de esfuerzos con variantes en cuanto a frecuencia y amplitud se refiere.Investigaciones de Hardin y DrnervichOriginalmente los investigadores Hardin y Drnervich utilizaron la representacin hiperblica buscando que el comportamiento del suleo fuera definido por una curva simplista; sin embargo, con esto no se logro incorporar al aspecto cclico de las cargas ssmicas, siendo esta la razn por la que se ha optado por utilizar las ecuaciones de Ramberg-Osgood que si lo incluyen. Hay que sealar que todos los intentos de lograr una expresin matemtica que refleje el comportamiento de los suelos es aproximado, mas cuando se introduce un aspecto tan incierto como es el de los terremotos y los esfuerzos y deformaciones que dichas perturbaciones inducen a la masa del suelo.De cualquier manera dado que los suelos no guardan una relacin lineal tipo =f() es por lo que algunos investigadores han optado por expresar el comportamiento del suelo con la formula general tensorial:

Donde:

La expresin general anterior adoptara para un esfuerzo normal la forma siguiente:

y en el caso de un esfuerzo cortante simple:

lo que nos dice claramente que los esfuerzos cortantes estn influidos directamente por el modulo al esfuerzo cortante.Tambien se conoce que las relaciones cortante y deformacin por cortante son del tipo de ablandamiento.Lo anterior tiene aplicacin en las cargas ssmica, ya que dichas cargas aunque cclicas y reversibles con amplitudes y frecuencias diversas, son generadoras de esfuerzos cortantes en la masa del suelo, de ah la importancia de estudiar estos esfuerzos cortantes en la masa del suelo, de ah la importancia de estudiar estos esfuerzos cortantes dinmicos en el suelo.Variables que afectan el valor del mdulo de rigidez:Las variables que afectan el valor del mdulo de rigidez o G son las siguientes:

Donde:

PROPIEDADES DINAMICAS DE LOS SUELOS:Las acciones de manipulacin del suelo son de naturaleza dinmica y biolgica. Desde el punto de vista dinmico las operaciones de labranza se deben analizar sobre la base de los distintos procesos fsicos que tienen lugar en el suelo en relacin con la naturaleza de la operacin realizada. Por otra parte, son fundamentales los requerimientos de los diferentes cultivos, en lo referente a las condiciones fsicas del suelo que sean ms favorables para su desarrollo.Las propiedades dinmicas del suelo, y la aplicacin de la maquinaria agrcola tiene importancia por las reacciones que se producen cuando se intenta modificar la estructura por medio de herramientas cortantes.Para realizar la labranza del suelo es necesaria su rotura, la que viene seguida de cierto desplazamiento de ste, dependiente de la labor que se efecta y del tipo de apero que se utiliza. El suelo como medio fsico, puede resistir cierto nivel de esfuerzos sin romperse y este nivel depende de la direccin de las fuerzas que actan. Cuando el apero rompe con facilidad el suelo los esfuerzos logrados a partir de la traccin que proporciona el tractor, sern menores y el trabajo resultar mucho ms econmico. Por consiguiente, un mismo suelo puede pasar por una serie gradual de estados mecnicos, en los cuales la resistencia a la accin de los aperos es distinta y depende de la estructura que presenta el suelo en el momento de la labranza. Desde el punto de vista dinmico interesa aprovechar el estado ms favorable para hacer actuar las mquinas con mayor economa de energa.Los esfuerzos que rompen con cierta facilidad un suelo son los denominados cortantes, similares a los producidos por un cuchillo, los que adems pueden ayudar a su desplazamiento. Las propiedades dinmicas de mayor inters en los estudios de la labranza, debido a los cambios constantes en el contenido de humedad son la cohesin, plasticidad, adhesin, resistencia al corte y friccin cuyas definiciones son las siguientes:a)Cohesin.Se define como la atraccin relativa entre partculas similares la que da tenacidad y dureza a un suelo hacindoloresistente a su separacin. Las partculas minerales con carga de distinto signo, se atraen entre si con tenacidad proporcional a dichas cargas a sus masas. Esta propiedad fsica de atraccin, es de importancia en la dinmica del suelo por que origina la tenacidad como forma de resistencia a la separacin de sus elementos o a la penetracin de las herramientas de corte.La capacidad de resistencia del suelo al corte, se modifica segn sus caractersticas, el grado de humedad y la consolidacin. Fundamentalmente el contenido de humedad hace que el suelo pase por diferentes estados: duro o consolidado, friable o desmenuzable, plstico y lquido. Las zonas de separacin corresponden a los lmites de retraccin que se usan para valorar el comportamiento del suelo. Utilizando estos lmites y estudiando lavariacin de la cohesin de las partculas de suelo, a medida que aumenta el contenido de humedad puede cuantificarse el estado ptimo para realizar una labor ( Figura 3 ).

La cohesin entre las partculas del suelo se debe a dos fenmenos que predominan en distinto grado segn el contenido de humedad. En el suelo seco se establece una atraccin elctrica entre las partculas, formando lo que se denomina cohesin molecular. A medida que las partculas se humedecen, el agua en forma de pelcula, tiende a separar a las partculas vecinas.En aumentos mayores de humedad se establecen nuevas atracciones, ahora debidas a la tensin superficial de las partculas mojadas por el agua. Esta nueva atraccin entre los componentes del suelo crece con la humedad hasta un mximo, a partir del cual el suelo tiende a convertirse en lquido, desapareciendo las fuerzas de cohesin. Para diferenciarla de la cohesin molecular, a esta forma de atraccin de las partculas, se le da el nombre de cohesin superficial o adherencia entre las partculas.La suma de la cohesin molecular y la cohesin superficial es la resistencia que deben vencer las labores que tienen como objetivo el trabajo del suelo. De aqu que los esfuerzos que tendrn que vencer las herramientas sern muy variables segn el grado de humedad con el cual podamos trabajar.b)Plasticidad.Entre los diferentes estados de cohesin hay una serie de estados intermedios, desde un suelo duro pasando por uno friable, plstico hasta uno lquido. El estado plstico es muy sensible a la deformacin por efecto de las presiones externas y a su lmite de ruptura, pero en este caso esta propiedad resulta negativa por la atraccin de las partculas hacia las partes cortantes de las mquinas y sus ruedas.c)Adhesin.Se considera que es una resistencia al trabajo de las mquinas agrcolas por la adherencia del suelo que se pega a los mecanismos. Por accin del contenido de humedad la adhesin disminuye. As un suelo con poca humedad puede tener una elevada cohesin pero un mnimo de adhesin.La textura del suelo tiene un comportamiento muy importante respecto de la adherencia. La arena tiene por una parte adhesin mnima, mientras que por la otra parte, la arcilla tiene un gran valor plstico y de adhesin al aumentar el contenido de humedad hasta el lmite lquido.d)Resistencia al corte.No todos los suelos se comportan igual cuando se someten a un esfuerzo cortante. En los suelos arcillosos secos y arenosos compactados, la rotura tiende a ser frgil y, al alcanzar un nivel de esfuerzo, el suelo se rompe bruscamente necesitndose un esfuerzo mucho menor para continuar el avance. Aqu predominan las fuerzas de cohesin sobre el rozamiento interno de las partculas.Los suelos arcillosos hmedos y los arenosos sueltos se deforman plsticamente alcanzando un mximo que se mantiene a partir de un grado de deformacin. Estos suelos se denominan plsticos y en ellos predominan las fuerzas de rozamiento interno sobre la cohesin. Entre ambos se encuentran los suelos agrcolas medios, en los que las fuerzas de resistencia se deben a una combinacin de cohesin y rozamiento interno.CUADRO 1. RESISTENCIA AL CORTE DE DIFERENTES SUELOSTipo de sueloResistencia en kilos por centmetro cuadrado

Suelo secoSuelo hmedo

Arenoso0,21 - 0,250,25 - 0,30

arcillo arenoso0,42 - 0,490,21 - 0,28

arcilloso limoso0,40 - 0,600,40 - 0,50

arcillo limo arenoso0,40 - 0,500,35 - 0,40

arcilloso0,60 - 0,700,50 - 0,60

e)Friccin.Esta propiedad dinmica es la resistencia de frotamiento entre las partculas de suelo-suelo o bien entre suelo metal de la herramienta de labranza. La superficie rugosa de las partculas dan la friccin ms alta, en estrecha relacin con la textura y el grado de humedad y por lo tanto con la adhesin.