GEOTECNIA ESCUELA:
INGENIERÍA CIVIL
NOMBRE:
Ing. Carmen Esparza Villalba
FECHA:
ABRIL ABRIL – AGOST GOSTO 2009 2009
Ejercicios de Aplicación con Plaxis
Clase No. 13
EJERCICIO DE APLICACIÓN (Plaxis 3D Foundation) Se tiene un pilote cuyo φ = 0.4 m y 10 m de longitud que se . El suelo esta constituido por arenas densas y arcillas. El nivel de agua se encuentra a poca distancia del pie del . Para evitar influencia en los los limi limite tess esta establ bleci ecido dos, s, esto estoss serán serán exten xtendi dido dos, s, 10 m por debajo y 10 m a todos los lados.
EJERCICIO DE APLICACIÓN (Plaxis 3D Foundation) Se tiene un pilote cuyo φ = 0.4 m y 10 m de longitud que se . El suelo esta constituido por arenas densas y arcillas. El nivel de agua se encuentra a poca distancia del pie del . Para evitar influencia en los los limi limite tess esta establ bleci ecido dos, s, esto estoss serán serán exten xtendi dido dos, s, 10 m por debajo y 10 m a todos los lados.
Geometría •
Abra Im Im ut ro ra ram seleccione New ro ect de Create O en ro ect.
Geometría •
Introduzca un nombre apropiado al proyecto y guarde los ajustes por defecto.
•
En la tabla de dimensiones guarde las unidades estándares y entre las dimensiones Xmin = -10, Xmax = 10, Zmin = -10 y Zmax = 10. En Grid,
Geometría
•
•
Abra la ventana de Work planes, inserte 4 planos de trabajo.
Mantenga el valor por defecto y = 0.0 m. Asigne valores para y = 10.0 m, 19.4 m, 20.0 m y 20.6 m para los planos de trabajo agregados, para lo cual de un click en los niveles de los planos de trabajo.
Geometría •
e ecc one e p ano e ra a o y = . m. e ecc one e e a arra e herramientas. Seleccione Massive Circular pile de Pile type. • •
Seleccione un φ = 0.4 m.
Mantenga el ángulo para cada sección del pilote en 60°. c en para cerrar e • diseñador de la pila.
Geometría •
cursor orma a geome r a e p o e, usque e pun o , y e un c c en el. Esto coloca el pilote en la plano de trabajo activo. • Cambie el plano de trabajo a y = 20.0 de un click en (0,0) para agregar el pilote entre este plano y el plano de trabajo debajo de el.
Geometría
• •
De la misma manera agregue el pilote en y = 19.4. Click derecho para terminar de agregar el pilote a la geometría.
Geometría
encapsulamiento del pilote, para lo cual se debe dibujar primero un cluster •
De un zoom en la barra de herramientas. De un click en (-2.0, -2.0) y mantenga aplastado el ratón hasta el punto (2.0, 2.0).
Geometría
• •
Seleccione Geometry line de la barra de herramienta. Click derecho para terminar de agregar el pilote a la geometría.
Geometría
• •
Seleccione Geometry line de la barra de herramienta. Dibuje un cluster cuadrado alrededor del pilote en las coordenadas (-1.0, 1.0), (-1.0, 1.0), (1.0, 1.0), (1.0, -1.0) y (-1.0, -1.0) para cerrar el cluster de click derecho para terminar.
Geometría arga. Para simular la prueba de carga, se agrega una carga puntual encima de la pila para lo cual siga los siguientes pasos.
• •
Cambie el plano de trabajo a y = 20.0 m Agregue una línea adicional en (0.0, 0.0) a (-1.0, 0.0).
Geometría
•
Seleccione de la barra de herramientas la carga puntual y agregue en el centro de la pila (0.0, 0.0).
Geometría arac er s cas e a per orac n y e os ma er a es. Para definir las capas de suelo, es necesario realizar una perforación en la cual se asignan las características del suelo.
•
Click en Borehole de la barra de herramientas y agregue uno en la coordenada (-5.0, 0.0).
Geometría
Geometría
•
El suelo consiste de 4 capas, por lo tanto es necesario agregar 3 limites adicionales en la capa. Seleccione la capa (y=0) y teclee para agregar 3
Geometría
•
De un click en la columna y del limite de capa superior. Incorpore el valor de 20.6 para el limite de la capa.
•
De la misma manara cambie las otras capas con los valores de 14.30 m, 12.30 m, 9.6 m y 0.0.
Geometría •
de suelo según el enunciado. • De un click en New del sistema de materiales.
Geometría •
acuerdo a la tabla de materiales que se adjunta en la diapositiva posterior.
Geometría
Geometría
Geometría
Geometría
Geometría Tabla de características de los materiales presentes en el ejercicio propuesto Arena arcilla (café)
Arena densa
Arena arcilla (roja)
Arena densa
Pilote
Geometría •
, seleccionar del sistema de materiales el suelo de interés y arrastrar con el ratón hasta la perforación.
Geometría •
uan o un e emen o e p o e es a nc u o en e mo e o e geome r a, en este caso se realiza un refinamiento local alrededor del pilote.
•
Cuando un elemento del pilote esta incluido en el modelo de geometría, en este caso se realiza un refinamiento local alrededor del pilote.
Geometría
•
De un click en actualizar en la ventana de programa Output.
Geometría
•
Seleccione el cluster alrededor del pilote que representa la excavación. Del menú seleccione Mesh y elija Refine cluster.
Geometría
•
De un click en actualizar en la ventana de programa Output.
Geometría
•
•
uevamen e se ecc one e c us er a re e or e p o e y en Refine cluster.
es e a
Ahora de un Click en 3D mesh, esto representa la generación del acoplamiento tridimensional en el programa de salida.
Geometría
•
De un click en actualizar en la ventana de programa Output.
Definición de la etapas de Cálculo
•
e un c c en a cu a on para proce er a mo o e c cu o.
Definición de la etapas de Cálculo
•
uar uar e e arc arc vo con un nom nom re conv onven en e.
Definición de la etapas de Cálculo
Definición de la etapas de Cálculo
ara a e apa e c cu os se cons era e apas e c cu os: con c ones iníciales de generación, construcción del pilote y la aplicación de la carga al pilote.
Adicione 2 etapas de cálculo del menú de herramientas.
Definición de la etapas de Cálculo
Cheque en las etapas de cálculo que los parámetros se presenten las siguientes condiciones. Deje los ajustes para Iterative proceduce en los
Definición de la etapas de Cálculo
n a e apa e c cu o n c a , es a se cons era au om
•
camen e.
Para Phase 1 (construcción del pilote). Seleccione el plano de trabajo y = 20 m . • Click en el cluster que representa la pila. Puede ser necesario realizar un zoom in para enfocar correctamente el pilote.
Definición de la etapas de Cálculo
•
Cuando este seleccionado el cluster de la pila se activa una ventana donde se indica Soil above y Soil below como opciones posibles. • Click en Soil above, (Water above, Water below pueden ser opcionales para dejarlas activadas) y deseleccione la señal de marca para quitar el suelo sobre el plano activo.
Definición de la etapas de Cálculo
•
Click en Soil below y click en Change para cambiar el material fijado al cluster de suelo. La ventana de materiales se activa, seleccione el material de la pila y de un click en OK. Click en OK para cerrar.
Definición de la etapas de Cálculo
•
Seleccione el cluster alrededor del pilote que será excavado durante la construccion del pilote. Para simular la excavación desactive Soil above y Soil below en la ventana selecta. • Click en OK para retornar a la ventana de entrada.
Definición de la etapas de Cálculo
p o e a ora se e a as gna o as carac er s cas so amen e en re e p ano de trabajo y = 20.0 m y el primer plano de trabajo debajo de el y = 19.4 m. Hay que asignar las características al resto del pilote.
•
Seleccione el plano de trabajo y = 19.4 m.
Definición de la etapas de Cálculo
•
Click en el cluster que representa la pila.
Definición de la etapas de Cálculo
•
Click en Soil above y click en Change para cambiar el material fijado al cluster de suelo, seleccione el material de la pila y de un click en OK. • Click en OK para cerrar.
Definición de la etapas de Cálculo
•
Click en Soil below y click en Change para cambiar el material fijado al cluster de suelo, seleccione el material de la pila y de un click en OK. • Desactive Water above y click en OK para cerrar.
Definición de la etapas de Cálculo
a pr mera ase e c cu o a s o as gna a a ora se e n r a segun a ase de cálculo.
•
Seleccione Phase 2 y el plano de trabajo y = 20.0 m.
Definición de la etapas de Cálculo
•
De un doble click en el punto de la carga puntual para activarla y cambie la fuerza y = -1 por y = -800 kN.
Definición de la etapas de Cálculo •
características de Phase 1 , antes de proceder al cálculo.
Terminada la definición de las fases de calculo, es necesario antes de realizar el calculo seleccionar el nodo en la cima del pilote para poder trazar la curva de Carga-desplazamiento. •
Click en Select point for curve para abrir la ventana de salida de programa.
Definición de la etapas de Cálculo
•
En y = 20.0 seleccione el nodo de arriba del pilote de ser necesario realice un zoom in en el área alrededor del pilote, de un click y luego cierre el programa de salida.
Definición de la etapas de Cálculo
Cálculos
La geometría y las etapas de cálculo esta ahora definidas, por lo tanto se puede proceder al cálculo.
Cálculos
Si se desea se puede cambiar los nombres de las fases de cálculo antes de proceder a la corrida de los cálculos.
Resultados de Salida
espu s e os c cu os os resu a os pue en ser v s os se ecc onan o a e apa de cálculo y presionando el botón Output (salida). El botón de salida reemplaza al botón de cálculo después de que el cálculo ha terminado.
•
Seleccione la fase final de cálculo y el botón de salida.
Resultados de salida •
El ro rama de salida demostrara el aco lamiento deformado en el extremo de la prueba de carga.
Resultados de salida
•
as ens ones y deformaciones pueden ser vistas dando un click en una de las lengüetas. Por ejemplo en el plano de trabajo =10 ara investi ar las tensiones en el extremo del pilote.
Resultados de salida •
. displacements de Deformations.
Resultados de salida •
Para investigar deformaciones seleccione Cross section. Seleccione Vertical sp acemen s e e orma ons.
Resultados de salida •
curvas del programa.
Resultados de salida
•
Seleccione el proyecto de Pilote cargado axialmente.
Resultados de salida
Resultados de salida
EJERCICIO DE APLICACIÓN (Plaxis 7.2) Este proyecto se refiere a la construcción de una excavación cercana a un rio. La excavaci n tiene 30 m e anc o y 20 m e pro un i a .
EJERCICIO DE APLICACIÓN (Plaxis 7.2) Los lados de la excavación son apoyadas por paredes delgadas de diafragma del 30 m (pantalla) apoyadas por puntales horizontales cada 5 m. Los 20 m superior del subsuelo consisten en las capas suaves del suelo, que se modelan como solo capa homogénea de la arcilla. Por debajo de esta capa de la arcilla hay una capa más densa de la arena, que se extiende a una profundidad grande.
tierra. Puesto que la geometría es simétrica, sólo una mitad (el lado izquierdo) se considera en análisis. El proceso de la excavación se simula en dos etapas separadas de la excavación. La pared del diafragma se modela por medio de una placa. La interacción entre la pared y el suelo se modela en ambos lados
Geometría
•
Abra el Imput program y seleccione New proyect de Create/Open project.
Geometría •
•
En la tabla de dimensiones guarde las unidades estándares y entre las dimensiones Left = 0.0, Right = 45, Bottom = 0.0 y Top = 40. En Grid, Spacing = 1m y Number of intervals = 1.
Introduzca un nombre apropiado al proyecto y guarde los ajustes .
Geometría
• •
Seleccione Geometry line de la barra de herramienta. Mueva el cursor al origen (0.0, 0.0) de un click y mueva el cursor a los puntos de coordenadas (45.0, 0.0), (45.0, 40.0), (0.0, 40.0) y (0.0, 0.0) de click derecho para terminar.
Geometría
•
Para subdividir las capas de suelo seleccione Geometry line y de un click en los puntos de coordenadas (0.0, 20.0) y mueva el cursor al punto (45.0, 20.0).
Geometría
•
Para la pantalla seleccione Beam y de un click en los puntos de coordenadas (30.0, 40.0) y mueva el cursor al punto (30.0, 10.0).
Geometría
•
Para la separación de las etapas de excavación seleccione Geometry line y de un click en los puntos de coordenadas (30.0, 30.0) y mueva el cursor al punto (45.0, 20.0).
Geometría
•
Interfaces; seleccione Interfase del menú de herramientas y de un click en el punto de coordenadas (30.0, 40.0), mueva el cursor . , . . Según la posición hacia abajo se genera una interfaz en el lado izquierdo de la pantalla.
•
Mueva el cursor al punto (30.0, 40.0), fecha arriba, se genera un interfaz al lado derecho de pantalla.
Geometría
•
Puntal;
seleccione Fixed-end anchor del menú de herramientas. Mueva el cursor al punto de coordenadas (30.0, 39.0), de un click izquierdo. En el menu de propiedades ingrese 15 m como longitud equivalente.
Geometría
•
Fijaciones estándares: Para crear las condiciones de limite, seleccione Standard fixities del menú de herramientas.
Plaxis impone de forma automática al modelo geométrico un conjunto de condiciones de contorno generales
Geometría
•
De un click en el botón de materiales e incorpore para las capas de suelo de suelo según el enunciado. • De un click en New del sistema de materiales.
Geometría
•
Asigne las características de los materiales a las 2 capas de suelo de acuerdo a la tabla de materiales que se adjunta en la diapositiva posterior.
Geometría
Geometría
Geometría Tabla de características de los materiales presentes en el ejercicio propuesto Arcilla
Arena
Geometría
•
Sin cerrar la tabla de materiales, seleccione la capa de arena y arrastre con el ratón hasta cluster de la geometría en la parte de abajo. Proceda de igual manera para la capa de arcilla.
Geometría
•
En el sistema de materiales, seleccione en el tipo de parámetro Beams, luego New. Asigne las características para la pantalla de acuerdo a la tabla
Geometría
•
Sin cerrar la tabla de materiales, seleccione la Pantalla y arrastre con el ón hasta la geometría.
Geometría
•
, , los otros materiales asigne las características del material.
Generación del acoplamiento
Se utilizaran algunos procedimientos de refinamiento del acoplamiento, adicionales al refinamiento directo global.
•
De un click en Generate mesh.
Generación del acoplamiento
•
En la ventana de programa de salida se indica el primer refinamiento, de
Generación del acoplamiento
•
Seleccione Mesh de la barra de herramientas y elija Global coarseness, en
Generación del acoplamiento
Generación del acoplamiento
•
Seleccione Mesh de la barra de herramientas y elija Refine global, en la
Generación del acoplamiento
La puntos inferiores de los elementos estucturales pueden causar grades desplazamiento. Por lo tanto es bueno hacer esas reas mas nas.
•
Seleccione Mesh de la barra de herramientas y elija Refine line, en la nueva
Geometría
Condiciones Iniciales
•
Seleccione Initial conditions, acepte el valor por defecto para el peso de agua en la
Geometría
Condiciones Iniciales Las condiciones de agua subterránea se activan en el cual el NF se activa inmediatamente.
•
Seleccione el punto de coordenadas (0.0 , 38.0) y mueva el cursor hasta el punto (45.0, 38.0) click derecho para terminar.
Geometría
Condiciones Iniciales
•
Seleccione generación de presiones de agua. En la nueva ventana acepte Phreatic line, OK para cerrar la ventana.
Geometría
Después de generar las presiones de agua el resultado se exhibe en la ventana del programa de salida.
Geometría
•
Acepte los valores prefijados del multiplicador de peso y de K0.
Geometría
Condiciones Iníciales Ahora hay que proceder a la configuración de la geometría. Click en el interruptor de la barra de herramientas.
•
Seleccione generación de tensiones iníciales.
Geometría
Después de generar las tensiones iníciales efectivas el resultado se exhibe en la ventana del programa de salida.
Cálculos
•
De un click en Calculate proceder al modo de cálculo.
•
Guarde el archivo con un nombre conveniente.
Cálculos En la práctica, la construcción de una excavación es un proceso que puede consistir de varias etapas. Primero, la pared está instalada a la profundidad deseada. Entonces una cierta excavación se lleva acabo ara crear el es acio para instalar un ancla o un puntal. Entonces el suelo se quita gradualmente hasta la profundidad final de la excavación. Se toman medidas especiales como, generalmente llevar el agua fuera de la excavación. Los apoyos también pueden proporcionar una ayuda de apoyo para la excavación.
Cálculos •
Además de la fase inicial, la primera fase del cálculo también ha sido creada automáticamente. • Mantenga los valores por defecto en la ventana de general. En parámetros, active Staged construction y luego seleccione Define
Cálculos
•
Active la pantalla si esta no se encuentra activa. (esta toma un color azul).
Cálculos •
Agregue una nueva fase de cálculo, mantenga los valores por defecto en la ventana de general. En parámetros, active Staged construction y luego seleccione Define
Cálculos
•
De un click en la primera excavación para quitar el suelo.
Cálculos •
Agregue una nueva fase de cálculo, mantenga los valores por defecto en la ventana de general. En parámetros, active Staged construction y luego seleccione Define
Cálculos
•
De un click en el punta para activarlo.
Cálculos •
Agregue una nueva fase de cálculo, mantenga los valores por defecto en la ventana de general. En parámetros, active Staged construction y luego seleccione Define
Cálculos
•
De un click en la segunda etapa de excavación para quitar el suelo.
Cálculos
Terminada la definición de las fases de calculo, es necesario antes de realizar el cálculo seleccionar los nodos o tensiones para generación de curvas carga desplazamiento o diagrama de tensiones. •
Click en Select point for curves para abrir la ventana de salida de programa.
Cálculos
•
Seleccione el nodo de la pared (30.0, 30.0)
Cálculos
La geometría y las etapas de cálculo estan ahora definidas, por lo tanto se puede proceder al cálculo.
Cálculos
Resultados de salida
Después de los cálculos los resultados pueden ser vistos seleccionando la etapa de cálculo y presionando el botón Output (salida). El botón de salida reemplaza al botón de cálculo después de que el cálculo ha terminado.
Resultados de salida
Resultados de salida
Resultados de salida
Resultados de salida
Resultados de salida
Resultados de salida
Resultados de salida
Resultados de salida
Resultados de salida
Resultados de salida
•
Para trazar las curvas del análisis de este proyecto, selecciones. Curves program
Resultados de salida
•
Seleccione New project y busque el archivo.
Resultados de salida
Resultados de salida
Resultados de salida
Resultados de salida
