V. INTRODUCCIÓN AL Roberto Alfaro Alejo Universidad Nacional del Altiplano Puno Noviembre, 2013
Introducción a PLAXIS Aplicaciones de los E.F. en geotecnia p o o g as e a n s s Conveni Convenioo de signos signos – Dimens Dimension iones es Introducción de geometrías Malla de elementos finitos Condiciones iniciales
.- PLICACIONES DE LOS E.F. EN GEOTECNIA
¿CUANDO SÓN NECESARIOS?O Geometrías complejas Interacciones sueloestructura Interacciones esfuerzospresiones de fluidos cond. No dren d s Modificaciones de esfuerzos Problemas sísmicos
APLICACIONES TÍPICAS Dete Determ rmin inac ación ión de asen asenta tami mient entos os y capacid capacidad ad de carga de cimentaciones Construcciones evolutivas Diseño de estructuras de cont conten enció ciónn – refu refuer erzo zo afecciones y deformaciones inducidas
.- PLICACIONES DE LOS E.F. EN GEOTECNIA
¿CUANDO SÓN NECESARIOS?O Geometrías complejas Interacciones sueloestructura Interacciones esfuerzospresiones de fluidos cond. No dren d s Modificaciones de esfuerzos Problemas sísmicos
APLICACIONES TÍPICAS Dete Determ rmin inac ación ión de asen asenta tami mient entos os y capacid capacidad ad de carga de cimentaciones Construcciones evolutivas Diseño de estructuras de cont conten enció ciónn – refu refuer erzo zo afecciones y deformaciones inducidas
¿QUÉ PERMITEN APORTAR A NUESTRO TRABAJO COMO TÉCNICOS?
Virtualmente, cualquier geometría 2D (i 3D) puede ser modelada. Simular el comportamiento tensional y deformacional del suelo considerando modelos constitutivos avanzados. Realizar diferentes tipos de análisis (estáticos, dinámicos, flujo de agua estacional y transitorio, factor de se uridad,... . Introducción de elementos estructurales como pantallas, puntales, anclajes, geotextiles,... Análisis de diferentes soluciones técnicas.
B.- TIPOLOGÍAS DE ANÁLISIS
TIPOS DE ANÁLISIS Análisis estático (linear/no-linear) Análisis evolutivo Análisis de presiones de agua. Análisis de estabilidad Análisis Dinámico
APLICACIONES Desplazamientos y esfuerzos. Secuencias de D/E. Flujo de agua (Estacionario / Transitorio) Consolidaciones.
Factor de Seguridad Afecciones sísmicas Eigenvalue, espectros sísmicos,...)
C.- CONVENIO DE SIGNOS DIMENSIONES
CONVENIO DE SIGNOS: Plano de trabajo X-Y. F rz / E f rz :
Compresión – Negativo Tracción + Positivo
Presiones de agua
Compresión hidrostática – Negativo Sub-presión + Positivo
C.- CONVENIO DE SIGNOS DIMENSIONES
DIMENSIONES:
PLANE STRAIN: Dimensión Z infinita respecto X y Y. Desplazamiento nulo en Z. El eje Y se puede considerar un eje de simetría.
Axi-simmetric: Existe simetría rotacional según el eje Y. Pilotes, Pozos, zapatas circulares
C.- CONVENIO DE SIGNOS - DIMENSIONES
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. FINITOS
ELEMENTOS FINITOS:
– Elementos triangulares con 15 nodos para los desplazamientos y 12 para esfuerzos. – Generación automática de malla. – Permite escoger el tamaño de los elementos y realizar refinamientos locales.
F. CONDICIONES INICIALES
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F. CONDICIONES INICIALES
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F. CONDICIONES INICIALES
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F. CONDICIONES INICIALES
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VI. MODELIZACIÓN DE CIMENTACIONES
Ejercicio 1 Estudio del asiento de una cimentación superficial -1. Análisis Linear Elástica
A.- LINEAR ELÁSTICO. CONCEPTOS
PROPIEDADES El com ortamiento del terreno es linear y reversible (Ley de Hooke) No permite la rotura. 2 Parámetros necesarios: – Módulo Elástico E – oef. e Poisson ν – Densidad (γ )
APLICACIONES No permite simular el comportamiento real del suelo El suelo real puede romper. Apto para modelar estructuras rígidas en el suelo hormi ón o roca .
A.- LINEAR ELÁSTICO. GEOMETRIA
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Create New Project
A.- LINEAR ELÁSTICO. GEOMETRIA
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Create New Project
A.- LINEAR ELÁSTICO. GEOMETRIA
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Dibujar la sección del terreno en profundidad Cerrar la geometría rectangular volviendo a marcar el (0,0) Deseleccionar la herramienta con el botón derecho.
A.- LINEAR ELÁSTICO. GEOMETRIA
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Para dimensionar la carga; doble-click a la geometría de la carga Doble-click a “Distributed Load”: Carga distribuida de -50kN/m2
A.- LINEAR ELÁSTICO. GEOMETRIA
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Condiciones de contorno. Bloqueo de desplazamientos.
A.- LINEAR ELÁSTICO. GEOMETRIA
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A.- LINEAR ELÁSTICO. GEOMETRIA
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A.- LINEAR ELÁSTICO. GEOMETRIA
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Arrastrar el material sobre el recuadro del terreno.
A.- LINEAR ELÁSTICO. GEOMETRIA
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Generación de la Malla Mesh >> Global Coarseness >> Very Fine >> Generate Se abre una nueva ventana con la malla. Update
C.- CONDICIONES INICIALES
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Initial conditions. Peso del agua 10kN/m3 Calculate Guardar el proyecto
D.- LINEAR ELÁSTICO. CÁLCULOS
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D.- LINEAR ELÁSTICO. CÁLCULOS
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Activar la carga (se vuelve azul) “Update” para volver a la ventana de cálculos
D.- LINEAR ELÁSTICO. CÁLCULOS
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Doble click a las fases para activar o desactivar el cálculo Dejar la flecha azul en la fase a calcular “Calculate” para iniciar los cálculos
E.- LINEAR ELÁSTICO. RESULTADOS
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“Output” para mostrar los resultados
E.- LINEAR ELÁSTICO. RESULTADOS
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“Output” para ver los resultados; Malla deformada Deformations >> Total Displacements
E.- LINEAR ELÁSTICO. RESULTADOS
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Shadings para mostrar el campo de desplazamientos.
E.- LINEAR ELÁSTICO. RESULTADOS
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Para hacer un corte de (0,5) a (6,5)
E.- LINEAR ELÁSTICO. RESULTADOS
Comparación con la solución analítica La solución analítica para una cimentación continua en un terreno
homogéneo e isótropo, viene determinado por: δ = P*B*pH /E δ = Asentamiento P = Presión Normal (50 kN/m2) B = Ancho cimiento (1m) E = Módulo elástico (10.000 kN/m2) ,
,
Das, B.M. 2010
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Ejercicio 2
Estudio del asiento de una cimentación superficial – 2. Análisis No-Linear (M-C) en condiciones drenadas
A.- MOHR-COULOMB. CONCEPTOS
PROPIEDADES El comportamiento del terreno es linear elástico perfectamente plástico 2 Parámetros deformacionales – Módulo Elástico y coef. De Poisson
3 Parámetros de rotura – Cohesión – Ángulo de Rozamiento – Dilatáncia
Requiere esfuerzos horizontales en el terreno
APLICACIONES Buena aproximación del m r mi n r l l suelo. Facilidad de cálculos. Permite modelar roturas, puntos plásticos y factor de seguridad. resultados en excavaciones subterráneas ni en consolidaciones.
B.- MOHR-COULOMB. GEOMETRÍA
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Abrir el modelo anterior. File >> Save As >> Zapata Aislada (MC)
B.- MOHR-COULOMB. GEOMETRÍA
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Abrir el modelo anterior. File >> Save As >> Zapata Aislada (MC)
B.- MOHR-COULOMB. GEOMETRÍA
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Abrir el modelo anterior. File >> Save As >> Zapata Aislada (MC)
B.- MOHR-COULOMB. GEOMETRÍA
…
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C.- M-C. COND. INICIALES
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Es necesario definir presiones hidrostáticas para cada estado estacionario
C.- M-C. COND. INICIALES
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En un modelo Linear Elástico el confinamiento solo depende de la geometría y del coef. de Poisson En modelos no lineares el nivel de esfuerzos inicial depende del K0. σ’hor=K0 σ σ’ vert
D.- MOHR-COULOMB. CÁLCULOS
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D.- MOHR-COULOMB. CÁLCULOS
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Activar la carga (se vuelve azul) “Update” para retornar a la ventana de cálculos
D.- MOHR-COULOMB. CÁLCULOS
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Doble click a las fases para activar o desactivar el cálculo Dejar la flecha azul en la fase a calcular “Calculate” para iniciar los cálculos
D.- MOHR-COULOMB. CÁLCULOS
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“Output” para mostrar los resultados
E.- MOHR-COULOMB. RESULTADOS
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“Output” para ver los resultados; Malla deformada Deformations >> Total Displacements
E.- MOHR-COULOMB. RESULTADOS
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Para realizar un corte de (0,5) a (6,5)
