Tesis:
Plastificación progresiva de un talud coulombiano
- Autor: CAÑIZO PERATE, Luis del
- Título: Plastificación progresiva de un talud coulombiano
- Fecha: 1971
- Materia: MECÁNICA DEL SUELO;TALUD;METODO DE ELEMENTOS FINITOS
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS
- Departamentos: SIN DEPARTAMENTO DEFINIDO
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: JIMENEZ SALAS, José Antonio
- Resumen: La Mecánica de Suelos ha estudiado tradicionalmente sus problemas, y entre ellos el del talud por dos procedimientos: el cálculo elástico, y el método del estado límite en equilibrio plástico, El primero indica la forma de trabajar del terreno, pero proporciona grandes errores al existir casi siempre en la masa de suelo zonas plastificadas, que crean unos reajustes de tensiones y unas deformaciones mucho mayores. El segundo da un valor bastante preciso del coeficiente de seguridad de que se dispone, pero es sólo comprobatorio dando una información muy pobre o nula sobre el modo de comportarse el terreno y las deformaciones que sufre o referente a donde sobra o falta material. En la realidad en el suelo coexisten unas zonas en estado elástico y otras en estado plástico por lo cual su cálculo riguroso presenta grandes dificultades. El progreso de las teorías plásticas y el de los ordenadores electrónicos han dado recientemente un gran impulso a la elastoplasticidad permitiendo abordar mediante el cálculo numérico un problema tan complejo y reproducir la realidad con modelos matemáticos que cada vez se ciñen más a ella. En la presente tesis se estudia el problema del talud, en estado de deformación plana por el método de los elementos finitos. La elección de dicho método se justifica porque discretiza el continuo en elementos triangulares, y tiene gran flexibilidad para adaptarse a taludes de cualquier forma, y para suministrar precisión suficiente incluso en las proximidades del punto singular que es el pie del talud. El mayor esfuerzo se ha hecho en lo relativo a la aplicación de la plasticidad, punto en el que fallan la mayoría de los autores por ignorancia o por las dificultades técnicas que hay que vencer para mantener el rigor teórico deseable. Se utiliza aquí un modelo matemático de terreno isótropo elastoplástico, con cohesión y rozamiento interno que se rige por el criterio de rotura de Mohr Coulomb y que cumple las relaciones tensión deformación de Drucker y Praguerg deducidas por la ley de la normalidad. Como variante se utiliza también un modelo de terreno análogo al anterior pero con una distancia constante prefijada cuyas relaciones incrementales tensión deformación para cuerpos elastoplásticos se deducen en unos de los apartados. El empleo de este último modelo sin potencial plástico es una novedad interesante que permite estudiar la influencia de la dilatancia en los taludes y abre el camino para un cálculo más riguroso de problemas cuyas condiciones de contorno se den en corrimientos y no en tensiones. Sus limitaciones principales son el no considerar la anisotropía los efectos viscosos y la rigidización energética. Para realizar los cálculos se ha confeccionado un programa de cálculo electrónico de elementos finitos muy versátil. Permite el estudio de terrenos no homogéneos de problemas elásticos anisótropos y de elastoplásticos isótropos con los dos modelos de suelo citados en el párrafo anterior. Dado que la progresión de la zona en estado plástico depende del proceso de cargas se ha procurado mantener en este aspecto una flexibilidad y un rigor poco frecuentes El programa aplica automáticamente un vector de cargas ( peso propio por ejemplo ) que aumenta progresivamente hasta alcanzar un valor prefijado y luego si se desea se añade, también por incrementos otro vector de cargas diferente ( sobrecarga o fuerza exterior, muro que se desplaza, etc.). Como posible continuación de la presente tesis, dentro de la senda de la elasticidad, se apunta el empleo de teorías plásticas más prometedoras, como son la Cam-Clay modificada de Roscoe y Burland, y los terrenos rigidizables con rozamiento y distancia variables, así como la extensión del estudio de los taludes al problema del muro rígido sometido a empujes activos y pasivos