La verificación de estabilidad interna debe realizarse en relación con posibles superficies de ruptura que se extienden a través del suelo y algunos o todos los refuerzos (Imag. 3a). La resistencia del suelo puede considerarse como atractiva y/o cohesiva, dependiendo del tipo de suelo y basándose en si la velocidad de carga puede generar una condición hidráulica drenada o no drenada. Si la superficie de ruptura intersecta algunos o todos los refuerzos, la resistencia de los refuerzos movilizada en la porción de suelo más allá de la superficie de ruptura también contribuye a la estabilidad. A continuación, las verificaciones internas se realizan utilizando el método de Sheahan & Ho (2003), sugerido por las pautas estadounidenses FHWA-NHI-14-007. Este método consiste en llevar a cabo la verificación de estabilidad interna imponiendo las condiciones de equilibrio de las fuerzas actuantes sobre la cuña de suelo potencialmente inestable, delimitada por la superficie de ruptura plana indicada en la Imag. 2 e inclinada a un ángulo β. La expresión resultante del factor de seguridad con respecto a la verificación interna es la siguiente:
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donde
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Los parámetros indicados en estas ecuaciones tienen el significado que se presenta a continuación:
c': cohesión efectiva del suelo
φ': ángulo de resistencia al corte del suelo
W: peso de la cuña de suelo potencialmente inestable
Q: resultante de las cargas externas aplicadas en la cuña de suelo potencialmente inestable
U: empuje del agua
kh: coeficiente sísmico horizontal
kv: coeficiente sísmico vertical
n: numero de clavos
Ri: resistencia del i-ésimo clavo movilizada en la superficie de ruptura
En el caso de que el suelo no sea homogéneo, los valores de los parámetros de resistencia al corte se promedian en función del espesor el estrato genérico.
El valor de R se calcula de acuerdo con las pautas estadounidenses según la siguiente ecuación y lo mostrado en la Imag. 4
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Donde RT y RPO representan la resistencia a la rotura por tracción y por deslizamiento del clavo, respectivamente. Las expresiones para el cálculo de RT y RPO se encuentran en las secciones siguientes, dedicadas a las verificaciones respectivas.
Imag. 4 – Fuerzas de tracción en el refuerzo: a) la resistencia al deslizamiento es la que rige; b) la resistencia estructural del clavo es la que rige (pautas estadounidenses FHWA-NHI-14-007).
La verificación de estabilidad interna (Ec. 1) se realiza con referencia a cada fase de excavación, para cada una de las cuales se considera la resistencia dada por los clavos instalados y la profundidad de excavación alcanzada en correspondencia con la fase de excavación considerada. Para cada fase de excavación, la superficie de ruptura plana se asume siempre desde la máxima profundidad de excavación alcanzada.