Definiciones

Dr. Alejo O. Sfriso Universidad de Buenos Aires SRK Consulting (Argentina) AOSA

materias.fi.uba.ar/6408 latam.srk.com www.aosa.com.ar

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Definiciones

Karl Terzaghi (1883-1963)

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Libros fundamentales (y fundadores) • Erdbaumechanik (1925) • Mecánica Teórica de los Suelos (1934) • Mecánica de Suelos en la Ingeniería Práctica (1948, 1963, 1996) (http://www.igb.tuwien.ac.at/uploads/p ics/terzaghi_marke_01.jpg)

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Definiciones

Terzaghi – Peck, Prólogo a la primera edición, 1948 “Desafortunadamente las actividades de investigación en mecánica de suelos... distrajeron la atención de muchos investigadores y docentes de las múltiples limitaciones impuestas por la naturaleza a la aplicación de la matemática a los problemas de ingeniería de tierras... En la inmensa mayoría de los casos no se necesita más que una predicción grosera, y si dicha predicción no puede ser realizada con medios simples, no puede ser realizada en absoluto”

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(Terzaghi 1948)

Definiciones

Terzaghi – Peck, Prólogo a la tercera edición, 1996

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“En el medio siglo que transcurrió... la investigación... ha permanecido inalterada, y se ha acumulado una vasta literatura referida a las propiedades de los suelos... Por lo tanto, hoy puede no ser cierto que si una predicción no puede ser realizada con medios simples, no puede ser realizada en absoluto. Como contrapartida de este progreso, es cada vez más importante que la elección de las propiedades de los suelos usadas en el análisis esté basada en un conocimiento fundamentalmente correcto del comportamiento de los suelos”

(Peck 1996)

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Definiciones

Geomecánica computacional

Mecánica computacional: Simulación del comportamiento mecánico de materiales mediante técnicas computacionales Geomecánica computacional: Mecánica computacional aplicada a geomateriales • Suelos • Rocas • Hormigones • Materiales pulverulentos (cementos, pinturas en polvo, etc.)

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Definiciones

Geomecánica computacional

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Geotecnia: resistencia de materiales • muchas hipótesis simplificativas sobre materiales y geometría • fórmulas analíticas “universales” Geomecánica Computacional: mecánica del continuo • menos hipótesis sobre materiales y geometría • resultados numéricos válidos caso a caso

Geotecnia

G. Computacional )nwod( pu delacs ,dleif tnemecalpsid latnemercnI

(Macari 1998)

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Definiciones

Geomecánica computacional

Métodos analíticos: geometría simple, material simple: una formula ∑ 𝑀& 𝐹𝑆 = ∑ 𝑀( USACE EM 1110-2-1902

Métodos numéricos: geometría compleja, material complejo: un número

𝐹𝑆 = 1.62

Undrained E

(a)

7 i i >

I ’19 Kips-irl/in

Moment

Modelos de resortes vs geomecánica computacional

LEGEND: ●

O

ELEMENT

\

SPRING

e

HINGE

BEAM-SPRING

SHOWN

FCR

SEE

DETAIL

1.

Definiciones

CLARITY.

MCOEL

~

\

SPRINGS

NOT

En los modelos de resortes la única “estructura” es el hormigón • Barras o placas elásticas o elasto-plásticas • Geomateriales reemplazados por cargas y resortes % • Se calcula el equilibrio de la estructura con sus apoyos (el terreno) y cargas (¡el terreno!)

G

INITIAL

PRECAST

CONCRETELINING

i 0.93 Kips/in

23

Shear Force

Mo

RIGID LINK TYP

-1 4 ZJ -F

FINAL

LINING

.—

E

CAST-IN-PLACE

CONCRETE

RADIAL

(USACE DETAIL 1

SPRING

TYP

TANGENTIAL SPRING,

TYP

ETL 1110-2-544)

Figure 9-3. Descretization of a two-pass lining system for analysis

(b) Steady State

I i i

~

8

A&

Maximum Va

NOTE: TANGENTIAL

NOOE

I 11

I i i 1

)1

0

i3 fipdin Hal

Force

Moment,

Figure 9-4. Figure 9-3

thrust

S

and shear d

Moments and forces

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Definiciones

Modelos de resortes vs geomecánica computacional En la geomecánica computacional tanto el terreno como el hormigón son estructuras • Los materiales son elastovisco-plásticos o discontinuos • Los elementos estructurales son barras, placas, cables, membranas o 3D • Los geomateriales son elementos 2D o 3D • Se calcula el equilibrio entre sólidos en contacto

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Definiciones

Cuando conviene emplear métodos numéricos en geotecnia

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Cuando • Geometría o geología compleja • Materiales complejos • Solución depende de tensión in situ • Análisis inverso Para estimar • Efecto de secuencias constructivas • Deformaciones • Umbrales de programa de monitoreo • Mecanismos de falla Potts, Axelsson, Grande, Schweiger and Long (2002). Guidelines for the use of advanced numerical analysis. Telford. ISBN-13: 978-0727731258

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