Modelo constitutivo para suelos no saturados basado en el principio de esfuerzos efectivos
La simulación del comportamiento mecánico e hidráulico de los suelos representa una de las tareas de mayor importancia en el campo de la Mecánica de Suelos. En la actualidad, las ecuaciones para predecir el comportamiento de los suelos saturados se encuentran bien establecidas. Por otro lado, los su...
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2015 |
| País: | México |
| Institución: | Universidad Autónoma de Querétaro |
| Repositorio: | Repositorio Institucional de la Universidad Autónoma de Querétaro |
| OAI Identifier: | oai:ri-ng.uaq.mx:123456789/770 |
| Acceso en línea: | http://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/770 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Constitutive model Effective stresses Esfuerzos efectivos Modelo constitutivo Suelos no saturados Unsaturated soils CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA |
| Sumario: | La simulación del comportamiento mecánico e hidráulico de los suelos representa una de las tareas de mayor importancia en el campo de la Mecánica de Suelos. En la actualidad, las ecuaciones para predecir el comportamiento de los suelos saturados se encuentran bien establecidas. Por otro lado, los suelos no saturados exhiben una serie de fenómenos propios de su condición no saturada, derivados de la interacción entre las tres fases que los componen, que complican su modelación matemática; sin embargo, en la naturaleza, los suelos transitan de la condición saturada a la no saturada de manera natural. Es por estos motivos que no es válido diferenciar entre las leyes que rigen el comportamiento de los suelos sujetos a cualquiera de estas dos condiciones. En este sentido, es necesaria una teoría que unifique la Mecánica de Suelos Saturados con la Mecánica de Suelos No Saturados. En este trabajo, se propone un modelo constitutivo de carácter elastoplástico para suelos sometidos a cualquier régimen de saturación. El modelo es formulado en términos de una variable de estado conocida como esfuerzo efectivo; esto permite considerar el acoplamiento hidro-mecánico de manera natural simplificando la formulación matemática sin sacrificar precisión. La ecuación utilizada para obtener el esfuerzo efectivo es válida para cualquier tipo de suelo porque los parámetros que intervienen en ella son obtenidos de manera analítica y no empírica. El modelo es capaz de reproducir una serie de observaciones experimentales tales como el incremento de resistencia del suelo inducido por variaciones en la humedad, así como el colapso volumétrico y la expansión. Las comparaciones de los resultados numéricos con los experimentales demuestran que el modelo es capaz de reproducir las relaciones esfuerzo-deformación de una serie de resultados experimentales reportados por diversos investigadores para diferentes tipos de suelos. Esto último se basa en un estudio estadístico de los resultados pronosticados donde los parámetros de confianza y correlación se encuentran en rangos aceptables. |
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