Porque o coeficiente de tensão lateral no repouso (k0) é definido em termos de tensões efetivas e não em termos de tensões totais.
A compressibilidade de solos depende da capacidade de seus grãos mudarem de posição. Esta mobilidade depende das tensões aplicadas nos grãos. Por este motivo, o parâmetro K0 é definido em termos de tensão efetiva e não em termos de tensão total.

Passo 1

O enunciado pergunta por que o coeficiente de pressão lateral ao repouso k_0 é expresso em função de tensões efetivas ( \sigma') e não de tensões totais ( \sigma). Vamos revisar primeiro o que são tensões totais, tensões de água de poro e tensões efetivas, e depois ver como isso afeta o comportamento do solo.

Passo 2

Toda tensão total \sigma que atuamos num volume de solo se divide em duas partes:
\sigma = \sigma' + u
onde
\sigma' é a tensão efetiva (carregada pela estrutura granular),
u é a pressão de água nos poros.
A tensão efetiva é a única que “aperta” os grãos de solo e controla o adensamento e o atrito interno.

Passo 3

O coeficiente k_0 no estado de repouso é definido como a razão entre as tensões horizontais e verticais efetivas:
k_0 = \frac{\sigma'_{h}}{\sigma'_{v}}
Isso faz sentido porque deslocamentos e deformações do solo dependem apenas de como a rede de grãos está comprimida, ou seja, de \sigma'. A pressão de poro u é suportada pelo fluido e não gera atrito entre grãos.

Passo 4

Se usássemos tensões totais, estaríamos incluindo u na conta de k_0. Mas como u não contribui para o atrito ou rearranjo dos grãos, ele não influencia diretamente a rigidez ou a deformação do solo. Logo, expressar k_0 em termos de tensões totais misturaria efeitos de fluido (água) e de solo, perdendo a relação direta com o comportamento mecânico do esqueleto granular.

Passo 5

Resumindo, a compressibilidade e o estado de tensões de um solo rígido dependem exclusivamente das tensões efetivas que realmente carregam os grãos. Por isso, sempre definimos o coeficiente k_0 como
k_0 = \frac{\sigma'_{h}}{\sigma'_{v}}
e não em função das tensões totais.

Resposta

O k_0 é definido em termos de tensões efetivas porque somente a tensão efetiva \sigma' é responsável pelo atrito e pela mobilidade entre os grãos do solo, controlando sua deformação e adensamento; a pressão de poro u não gera esse efeito e, portanto, não deve entrar na definição de k_0.

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