Analysis of the increase in vertical soil stresses at different depths caused by building loads
Main Article Content
Abstract
Within soil mass, stress generated by the self-weight of the terrain and external loads can affect underground structures such as channels, tunnels, and pipelines. In recent years, the main campus of the Technical University of Manabí, located in Portoviejo, Ecuador, has undergone significant infrastructure expansion, resulting in increased soil pressures that may compromise structural integrity. This study aims to analyze, quantify, and compare the vertical stresses induced in the soil beneath the Faculty of Humanistic and Social Sciences building using two methods: Boussinesq’s equation for rectangular foundations and Newmark’s Influence Chart applicable to any foundation geometry. The building’s foundation consists of continuous footings in two directions, which required adaptation to the rectangular form assumed in Boussinesq’s model. Architectural and structural plans were used to calculate the loads transmitted to the foundation. Vertical stresses were determined at 1-meter intervals from 1 m to 15 m depth. The maximum vertical stress, according to Boussinesq, occurred at 2 meters, whereas Newmark’s method indicated a peak at 1 meter. The comparative analysis revealed a maximum stress difference of 46.21%. This evaluation of vertical stress transmission enables the prediction of potential impacts from structural and adjacent loads on future underground works within the university campus.
Downloads
Metrics
Article Details

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
References
Coa-Mamani, R. E. y Obregón-Ramos, J. V. (2023) “Modelación Matemática como Estrategia Didáctica: Una Perspectiva Procedimental de Formación Académica y Científica”, Revista Tecnológica-Educativa Docentes 2.0, 16(2), pp. 259-272. Doi: 10.37843/rted.v16i2.410
Coduto, D. P., Kitch, W. A. y Yeung, M. R. (2016) Foundation design: principles and practices. Tercera edición. United States of America: Pearson. Disponible en: https://campusstore.miamioh.edu/foundation-design-principles-practices-3rd/bk/9780133411898
Coduto, D. P., Yeung, M. R. y Kitch, W. A. (2011) Geotechnical engineering: principles and practices. Segunda edición. USA: Pearson Higher Education. Disponible en: https://descubridor.banrepcultural.org/discovery/fulldisplay/alma991010117539707486/57BDLRDC_INST:57BDLRDC_INST
Das, B. M. (2001) Fundamentos de ingeniería geotécnica. Primera edición. México: Thomson. Disponible en: https://catalogo.utc.edu.ec/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=5016
Das, B. M. (2012) Fundamentos de ingeniería de cimentaciones. Séptima edición. México: Cengage Learning. Disponible en: https://openlibrary.org/works/OL17716875W/Fundamentos_de_ingenier%C3%ADa_de_cimentaciones?edition=key%3A/books/OL26318232M
Das, B. M. (2015) Fundamentos de ingeniería geotécnica. Cuarta edición. México: Cengage Learning. Disponible en: https://ebooks.ucacue.edu.ec/library/publication/fundamentos-de-ingenieria-geotecnica-1734735678
Das, B. M. y Sivakugan, N. (2019) Principles of Foundation Engineering. Novena edición. USA: Cengage Learning. Disponible en: https://www.cengageasia.com/title/default/detail?isbn=9781337705035
Design Horizons (2024) Understanding Distributed Loads in Structural Design. Disponible en: https://designhorizons.org/understanding-distributed-loads-in-structural-design/
Duque, G. y Escobar, C. E. (2023) Geomecánica. Manizales: Universidad Nacional de Colombia - Sede Manizales. Disponible en: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/57121
García, L. J., Rodríguez, J. P., Escobar, A. M. y Zambrano, L. D. (2021) “Análisis Estructural y propuesta de reforzamiento del edificio de Facultad de Ciencias Humanísticas de la Universidad Técnica de Manabí", Revista de Investigaciones en Energía Medio Ambiente y Tecnología RIEMAT, 6(1), pp. 14-25. Doi: 10.33936/riemat.v6i1.3686
Holtz, R. D., Kovacs, W. D. y Sheahan, T. C. (2011) An introduction to geotechnical engineering. Second Edition. Upper Saddle River, NJ: Pearson. Disponible en: https://studylib.net/doc/26055941/an-introduction-to-geotechnical-engineering-by-robert-d.-.
Jiménez, J. A., Justo, J. L. y Serrano, A. A. (1981) Geotecnia y Cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas. Segunda edición. España: Rueda. Disponible en: https://www.editorialrueda.es/bibliografia/GEOTECNIA-Y-CIMENTOS-II-p572823938
MIDUVI (2014) Cargas No Sísmicas. Norma Ecuatoriana de la Construcción. Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda. Disponible en: https://www.habitatyvivienda.gob.ec/wp-content/uploads/2023/03/1.-NEC-SE-CG-Cargas-No-Sismicas.pdf
Newmark, N. M. (1942) Influence charts for computation of stresses in elastic foundations. USA: University of Illinois at Urbana Champaign, College of Engineering. Engineering Experiment Station. Disponible en: https://hdl.handle.net/2142/4170
Ortiz, L. (2007) Resistencia de materiales. Tercera edición. España: McGraw-Hill Interamericana de España. Disponible en: https://www.margenlibros.com/libro/resistencia-de-materiales-3-ed-_84006
Peck, R. B., Hanson, W. E. y Thornburn, T. H. (2004) Ingeniería de cimentaciones. Segunda edición. Limusa. Disponible en: https://books.google.com.mx/books?id=qT9JQQAACAAJ
Ramos Baez, M. B., Arroyo, E. A. y Pizzutti, H. D. (2024) “Influencia del espesor en el costo de losas bidireccionales de hormigón armado”, JIDeTEV, (14). Disponible en: https://autoresjidetev.fio.unam.edu.ar/index.php/jidetev/article/view/47
Solórzano-Barreto, S. S., Villegas-Gorozabel, E. A., Delgado-Gutiérrez, D. A. y Macías-Sánchez, L. K. (2022) “Integración de una ciclovía en la movilidad interna de la Universidad Técnica de Manabí, Portoviejo”, Revista Científica INGENIAR: Ingeniería, Tecnología e Investigación, 5(9), pp. 18-37. Disponible en: https://journalingeniar.org/index.php/ingeniar/article/view/84
Suradi, M., Hasanuddin, H. A., y Nursamiah, N. (2021) “Vertical Stress Distribution at Soil Layers with Various Consistencies under the Footing Contact Area”, Lowland Technology International, 22(4). Disponible en: https://cot.unhas.ac.id/journals/index.php/ialt_lti/article/view/697
Universidad Técnica de Manabí (2019) Plan estratégico de desarrollo institucional [PEDI] 2022-2026. Disponible en: https://www.utm.edu.ec/la-universidad/nuestra-universidad/plan-estrategico
Universidad Técnica de Manabí (2024) Rendición de Cuentas 2023. Disponible en: https://www.utm.edu.ec/rendicion-de-cuentas/rendicion-de-cuentas-2023
Véliz, V. F. y Zambrano, E. R. (2019) “Zona rural y su nueva visión de la Educación Superior en Ecuador”, Revista espacios, 40(8), pp. 10-21. Disponible en: https://revistaespacios.com/a19v40n08/19400810.html
Yepes, V. (2019) “principio de superposición – El blog de Víctor Yepes”, 12 noviembre. Disponible en: https://victoryepes.blogs.upv.es/tag/principio-de-superposicion/ [Consultado 01-01-2025].
Zeldovich, Y. y Yaglom, I. (1987) Matemáticas Superiores. Primera edición. Mir Moscú. Disponible en: https://urss.ru/cgi-bin/db.pl?blang=en&id=8698&lang=sp&page=Book