Tesis:
Estudio del comportamiento de medios granulares heterogéneos mediante modelos discontinuos analógicos y matemáticos
- Autor: RODRIGUEZ ORTIZ, José María
- Título: Estudio del comportamiento de medios granulares heterogéneos mediante modelos discontinuos analógicos y matemáticos
- Fecha: 1974
- Materia: SUELOS NO COHESIVOS;MECÁNICA DEL SUELO;MODELOS MATEMÁTICOS
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS
- Departamentos: SIN DEPARTAMENTO DEFINIDO
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: SERRANO GONZALEZ, Alcibiades
- Resumen: Se analiza en primer lugar el estado actual de conocimientos sobre los medios granulares, revisando las teorías basadas en sistemas discontinuos, las teorías estadísticas y los modelos matemáticos aplicados a los suelos. Se comentan las teorías de tipo diferencial y las aproximaciones de la mecánica de medios continuos. Se aprecia la necesidad de un estudio de los medios granulares teniendo en cuenta su naturaleza discontinua y su heterogeneidad de tamaños. Este estudio se ha abordado desde una vía experimental y desde el tratamiento mecánico directo de los sistemas de partículas. Se han estudiado las propiedades de porosidad, rozamiento y compacidad de un modelo analógico constituido por cilindros de duraluminio. El comportamiento del modelo en compresión confinada y corte se ha comparado con los resultados obtenidos en arena. Para la medida de campos de deformaciones se ha utilizado un método fotogramétrico. Por otro lado se han medido los desplazamientos, giros y deslizamientos en un ensayo de corte con el modelo analógico, deduciendo valores de tipo estadístico. El modelo analógico ha puesto de manifiesto las diferencias de comportamiento entre los suelos y los medios granulares bidimensionales, aunque ha servido para observar los parámetros resistentes y cinemáticos a considerar en el análisis de los materiales discontinuos. Como base de partida para un planteamiento mecánico, se ha puesto a punto un modelo matemático para generar sistemas de partículas de granulometría dada, con disposición aleatoria. El problema se ha tratado tanto desde el punto de vista bidimensional como tridimensional. Se ha realizado un estudio comparativo de las propiedades geométricas básicas de los medios generados (porosidad, número y orientación de los contactos, etc.). Con el citado modelo como base se ha abordado el planteamiento de un modelo mecánico capaz de obtener los desplazamientos y las fuerzas de contacto de un conjunto de partículas bajo un sistema de condiciones de contorno dadas. Para la resolución del problema es necesario introducir las deformaciones y distorsiones de los contactos así como los movimientos de deslizamiento y rodadura. A su vez las distorsiones dependen de la historia de carga de cada contacto. El cálculo se plantea en forma incremental, debiendo controlarse la convergencia del proceso, el rozamiento movilizado en cada contacto y la creación o desaparición de contactos. El modelo se ha aplicado algunos casos básicos, comentándose los resultados obtenidos en fuerzas y desplazamientos. En conjunto parece haberse encontrado un método muy prometedor para la generación matemática y el estudio mecánico directo de medios granulares discontinuos y heterogéneos, sin necesidad de introducir las hipótesis de comportamiento habitualmente requeridas por otros modelos