Desarrollo de una ecuación constitutiva para predecir el comportamiento de materiales granulares par     

 

Hugo Alexander Rondón Quintana

       
    Un pavimento debe ser diseñado de tal manera que las cargas impuestas por el tránsito no generen deformaciones permanentes excesivas. En el caso de los pavimentos flexibles estas deformaciones se producen en cada una de las capas. Algunos métodos de diseño de pavimentos como el HMSO (1994), TRL (1993), AUSTROADS (1992), INVIAS (2002) e IDU (2002) suponen que las deformaciones permanentes ocurren solamente en la subrasante. Sin embargo, en vías donde se construyen capas asfálticas delgadas o de baja rigidez (p.e. vías de bajo tráfico), las capas granulares soportan el esfuerzo aplicado casi en su totalidad y la magnitud de dichos esfuerzos pueden llegar a generar valores altos de deformación permanente. Por lo tanto como criterio de diseño, las metodologías mecanicistas deben comenzar a tener en cuenta las deformaciones que se producen en estas capas, y los modelos para predecir dichas deformaciones deben ser capaces de reproducir el comportamiento de estos materiales bajo diversas trayectorias de carga cíclica. Los modelos actuales usados en métodos mecanicistas suponen que el comportamiento de los materiales granulares es elástico lineal o no lineal (Dawson et al, 2000). Sin embargo, estos materiales presentan bajo las cargas impuestas por el tránsito, un comportamiento inelástico no lineal y desde el inicio del proceso de carga exhiben deformaciones permanentes. Una ecuación constitutiva que puede llegar a reproducir el comportamiento inelástico no lineal de materiales granulares sometidos a cargas estáticas o monotónicas es la Hipoplasticidad. Por tal motivo el proyecto de investigación tiene como objetivo desarrollar una ecuación constitutiva basada en los fundamentos de la Hipoplasticidad, para el caso en el cual el material granular es sometido a cargas cíclicas como las que se imponen en un pavimento. Para tal fin se realizará una fase experimental con el fin de calibrar la ecuación constitutiva, empleando un equipo triaxial. En este equipo un material granular será sometido a diferentes trayectorias de carga cíclica, realizando los ciclos de carga en el sentido axial y lateral. 





Micromecánica y macromecánica de la localización de la deformación en geomateriales 

       

Alfonso Mariano Ramos Cañón

       
    De los aspectos importantes a determinar en el análisis mecánico de geomateriales es la localización de la deformación y el espesor de las bandas de corte. El proceso de ruptura progresiva es evidencia de este aspecto en la geotecnia. 
 
Con la mecánica del medio continuo convencional no es posible determinar el espesor de las bandas de corte de una manera objetiva ya que no se existe una dimensión característica para el continuo. Para afrontar el problema, se implementará la mecánica del continuo polar (continuo de Cosserat), que usa en su formulación una longitud característica, relacionada con el tamaño de las partículas del geomaterial.

Con los resultados de la modelación macromecánica a través del continuo de Cosserat se abordará la formación de las bandas de corte desde el punto de vista micromecánico, usando como punto de unión la longitud característica. Con la modelación micromecánica se obtiene una tendencia general de formación de bandas de corte que puede ser comparada objetivamente con los resultados del continuo de Cosserat.  

De las modelaciones numéricas a escala micro y macro se tendrá un panorama de comportamiento que debe contrastarse con la experimentación. Se realizarán ensayos en centrífuga usando como herramienta de medición PIV (Particle Image Velocity). Del análisis y contrastación de la modelación numérica a nivel micro y macro con la experimentación, se propondrán patrones de formación de bandas de corte y de localización de la deformación, que tengan en cuenta el tamaño de las partículas y las condiciones de frontera del problema.





INVESTIGACIÓN TEÓRICO-EXPERIMENTAL DE LA DEFORMACIÓN INTERGRANULAR EN MATERIALES GRANULARES

 

Luis Felipe Prada Sarmiento



    El objetivo general es el desarrollo de una modificación a la formulación de la deformación intergranular que hace parte del modelo constitutivo hipoplástico, con el fin de mejorar el desempeño de éste en condiciones de carga cíclica.

Como subproductos del proyecto se plantea evaluar la capacidad del modelo constitutivo hipoplástico con deformación intergranular para reproducir el comportamiento del suelo sometido a la acción de una carga dinámica. Se buscará formular una relación de causalidad físicamente basada entre la deformación intergranular y sus variables, apoyándose en la experimentación y en la modelación numérica. Finalmente se intentará proponer una modificación a la deformación intergranular del modelo constitutivo hipoplástico.
 
El resultado principal de esta investigación será la modificación al concepto de deformación intergranular, que evite la excesiva acumulación de deformaciones o de esfuerzos en los procesos de cargas repetidas, que tenga una explicación física adecuada, que se pueda implementar fácilmente en el modelo constitutivo hipoplástico y en la subrutina numérica UMAT.


 




 

Propagación de ondas sísmicas en medios de comportamiento viscoso

 
Diana Katherine Reyes Suárez



    Evidencia experimental ha mostrado que la relación esfuerzo-deformación de suelos blandos es no lineal y presenta rigidez variable cuando es sometido a cargas dinámicas como aquellas producidas por los sismos. Por otro lado, las ondas sísmicas experimentan cambios en su longitud de onda cuando se propagan a través del suelo, lo cual conlleva a cambios en la velocidad de propagación.
El objetivo es reproducir el comportamiento dinámico de suelos blandos en laboratorio para luego predecir el comportamiento bajo carga sísmica en problemas de valor de contorno, empleando el modelo constitutivo visco-hipoplástico (Niemunis 2003). Este modelo permite reproducir generación de presión de poros, degradación de la rigidez, deformaciones permanentes y efectos viscosos no lineales (dependencia del tiempo y la tasa de deformación).

El modelo es validado con la simulación de ensayos elementales de laboratorio y la modelación numérica de un problema de valor de contorno para suelos blandos en Bogotá. Se reproducen efectos asociados al comportamiento no lineal del suelo, como la disipación y la dispersión. Estos efectos permitieron identificar la variación de la velocidad de propagación, como consecuencia del cambio en la longitud de onda. Adicionalmente, se observa que la velocidad de propagación depende de la dirección de deformación y el estado de esfuerzos geostático.


 





Propagación de ondas en suelos blandos usando un modelo visco-hipoplástico


Carlos Eduardo Grandas Tavera

    La propagación de ondas planas de cortante en suelos blandos completamente saturados es estudiada teóricamente usando una ecuación constitutiva visco-hipoplástica para el material de la fase sólida. El objetivo es analizar la influencia de los parámetros del material y de las condiciones iniciales y de borde en la respuesta dinámica del suelo.
La relación esfuerzo-deformación depende del estado de esfuerzos efectivos, la relación de vacíos, la velocidad de deformación, la amplitud de deformación, la trayectoria y la historia de esfuerzos efectivos, y la historia reciente de deformación. El modelo constitutivo visco-hipoplástico ha sido usado para simular la respuesta de muestras de suelos de Bogotá en ensayos de compresión oedométrica, y triaxiales cíclicos y monotónicos. El modelo constitutivo es luego utilzado para obtener la ecuación de propagación de ondas unidimensional en medios visco-hipoplásticos.

El semi-espacio es idealizado como una columna de suelo unidimensional, y es sometida a distintas señales de aceleraciones en su base. Las deformaciones cortantes inducidas por esas perturbaciones producen reducciones del esfuerzo efectivo que, en algunos casos, conducen a estados de esfuerzo cercanos a la fluencia. Cuando algunos puntos del suelo alcanzan este estado, una gran parte de la energía de la propagación es absorbida.

Ensayos numéricos sugieren que, dadas unas condiciones de suelo, existe una envolvente de aceleración respecto a la profundidad, sin importar la magnitud de la aceleración introducida.







Estudio del Fenómeno de Crushing en suelos granulares empleando DEM

       

Lina María Torregrosa Aldana

       
          
       
     La teoría hipoplástica es una alternativa bastante aproximada para la modelación del comportamiento mecánico de los suelos granulares. Esta teoría considera la masa de suelo como un continuo y los granos del suelo como permanentes. No obstante, desde mediados del siglo XX la literatura reporta trabajos en donde investigadores han observado experimentalmente la fracturación de las partículas del suelo.

Los primeros estudios fueron esencialmente experimentales y lograron cuantificar el crushing a través de diversos índices. Estudios más recientes han buscado reproducir el fenómeno numéricamente empleando micromecánica, mediante el uso de programas (PFC 2D, PFC 3D, desarrollados por Itasca Consulting Group) basados en la teoría de Dinámica Molecular. Los esfuerzos por estudiar el comportamiento del suelo a nivel micromecánico, han permitido llegar al consenso de que el Método de Elementos Discretos (DEM) es capaz de reproducir el comportamiento en cuanto a su resistencia, dilatancia y estado crítico.

Esta investigación presenta una metodología diferente para simular la fracturación de las partículas, haciendo uso del programa micromecánico PFC 2D y de teoría fractal, así: las partículas que fallan en tensión son reemplazadas cada una por otras de menor y diferentes tamaños de tal forma que se conserve la dimensión fractal del elemento en conjunto.






Caracterización del ángulo de reposo en materiales granulares

     


Diana Paola Solaque Guzmán

       
         
     El ángulo de fricción crítico de un material se considera igual que el ángulo de reposo (phi_c = phi_reposo), Herle & Gudehus 1999 validan experimentalmente esta consideración. Phi_c se obtiene mediante ensayos triaxiales monotónicos o de ensayos de corte simple. Phi_reposo se obtiene mediante diferentes métodos (Train 1958), siendo uno de los métodos aplicables a materiales granulares secos la construcción de una pila cónica por medio de un embudo. Dado lo dispendioso y complejo de los ensayos necesarios para determinar el phi_c comparados con los métodos para obtener el phi_reposo, así como la similitud de los resultados obtenidos, en la práctica se remplaza el phi_c por el phi_reposo. Esta simplificación se hace debido a que uno de los requisitos de un modelo constitutivo es obtener los parámetros del suelo de la forma más sencilla posible. Pero Kalman et al. 1993 y Chik & Vallejo 2005 en sus artículos presentan que factores como la rugosidad de la base, el tamaño de la pila, el tamaño de partículas y su distribución, la densidad de la pila y los efectos dinámicos, influyen significativamente en el valor de phi_c. 
 

Dos preguntas resultan entonces: 


1. Realmente el estado crítico de un suelo es único independientemente del estado inicial?, es decir, se llega a una relación de vacíos critica (ec) partiendo desde cualquier densidad?

2. ¿A pesar de todos los factores que influyen en la obtención del phi_reposo, es correcto seguir utilizando esta simplificación (phi_c = phi_reposo)?. ¿Cómo se debe realizar el ensayo para asegurar la validez de esta simplificación?







 

Parámetros del modelo hipoplástico y su uso en el diseño de pavimentos     

Pablo Andres Arias García

       
     El modelo constitutivo hipoplástico reproduce muy bien el comportamiento de materiales granulares en ensayos de laboratorio. Las investigaciones sobre hipoplasticidad han avanzado mucho en el país. Sin embargo no se tiene experiencia sobre la determinación experimental de los parámetros de esta ecuación para materiales colombianos.
Se determinan los parámetros hipoplásticos para la arena Guamo con el objeto de explicar el significado físico de los mismos y encontrar los aspectos importantes en la metodología de determinación. Luego se determinan los parámetros de una grava-arena que corresponde a una base granular para pavimentos.

Conociendo los parámetros de este último material se diseña un pavimento flexible haciendo uso del modelo hipoplástico. Para esto se implementa la ecuación en un programa de elementos finitos. Finalmente se comparan los resultados con los obtenidos de un modelo elástico lineal multicapa que corresponde al método tradicional de diseño.








Influencia de la forma de las partículas en el comportamiento de medios granulares densos

     


Alvaro Camilo Bravo López

       
                 
     El objetivo de la investigación es analizar la influencia de la forma de las partículas en un medio granular denso, seco, sometido a una carga externa axial. La diversidad en las formas de las partículas del suelo es modelada usando una generación aleatoria de dos tipos básicos de polígonos convexos.


El estudio de la influencia de la forma de las partículas en el comportamiento esfuerzo-deformación del material granular se realiza por medio de la evaluación de resultados obtenidos de simulaciones de ensayos biaxiales realizadas con elementos discretos basadas en las teoría de dinámica molecular.




 

Estabilidad de taluDes de excavaciones a cielo abierto basada en análisis de confiabilidad     



Alejandro Kerguelen Argumedo

La mecánica de suelos clásica trata la estabilidad de taludes como un problema de equilibrio límite. En estos casos, la estabilidad de un talud en el proceso de diseño está dada por un factor de seguridad definido como la relación entre las fuerzas o momentos resistentes y las fuerzas o momentos actuantes. Esta definición de factor de seguridad no considera la variabilidad ni la confiabilidad de los datos requeridos para el análisis. El valor exigido para el factor de seguridad es fijado a partir de la experiencia o de casos históricos. Sin embargo, los procesos de diseño de taludes están relacionados con intereses económicos y sociales, en donde la variabilidad espacial de los datos y la falta de información ponen en riesgo la vida humana y la rentabilidad económica en proyectos de este tipo. 
 
Como la variabilidad espacial y la insuficiencia de información son características inherentes a los análisis de estabilidad de taludes, es indispensable que diseños de este tipo incorporen la cuantificación de la variabilidad y la insuficiencia de datos y sus posibles consecuencias, ya que, en el estudio de los taludes y la ingeniería de los suelos en general no se tiene la certeza absoluta de los parámetros involucrados. Las propiedades de las rocas varían drásticamente entre un sitio y otro, de manera que establecer valores característicos para una zona determinada compromete el criterio del ingeniero. Por tal razón, resulta indispensable tener conocimiento sobre el impacto que causa la variación de los parámetros sobre los resultados esperados.

La variabilidad de los parámetros de geotecnia se evalúa mediante ciertos métodos de análisis estadísticos y probabilísticos, que asignan distribuciones más probables para : 

· Cohesión

· Angulo de Fricción

· Peso Especifico del Suelo


Los anteriores parámetros están relacionados con la resistencia involucrada en estabilidad de taludes. Cuando se presentan superficies de falla superficiales, pequeñas variaciones del valor de cohesión establecido producen cambios notables en el factor de seguridad. En superficies de falla profundas, el parámetro crítico es el ángulo de fricción. En cuanto a la variabilidad de los pesos específicos unitarios se pueden asignar valores que no influyan de manera directa en la estabilidad, su importancia radica en el peso último, el cual depende de la altura del talud. 

La selección apropiada de los valores asignados a los parámetros del suelo se constituye en una actividad muy importante al momento de realizar un análisis geotécnico, ya que la incertidumbre proporcionada por la variabilidad de los datos así lo demuestran. De tal manera, que la estimación de las propiedades del suelo requieren de tratamiento estadístico.






 

Simulación numérica de la interacción suelo-estructura de tubería de acero enterrada sometida a empuje 

Mauricio Pereira Ordoñez

       
         

    Los sistemas de tuberías como oleoductos, gasoductos o acueductos, son proyectos lineales que pueden alcanzar gran longitud. Por esta razón a lo largo de su camino pueden atravesar diversos tipos de suelo y afrontar problemas de inestabilidad geotécnica como reptaciones, fallas geológicas, deslizamientos y asentamientos diferenciales, causando movimientos relativos suelo-tubería. Como estos sistemas están usualmente enterrados para proveer protección y soporte a la tubería, la interacción de estos con el suelo es total. 
 
Cuando la tubería afronta estos problemas geotécnicos, la parte de la tubería que está expuesta a los movimientos relativos suelo-tubería es cargada por el suelo mientras que el resto de la tubería es restringida por el suelo estable en el cual se encuentra embebida, ver Figura 1. A medida que los movimientos incrementan, la resistencia ejercida por el suelo circundante aumenta dependiendo de las características del suelo hasta un punto en donde se pude presentar la falla de la tubería.

Para evaluar la respuesta de la tubería sometida a estas cargas, se han desarrollado numerosos estudios a base de modelos experimentales, analíticos y numéricos. Estos estudios han buscado obtener relaciones de esfuerzo en la tubería vs. Desplazamiento del terreno. 
 
Los resultados de estos estudios han sido incluidos en guías de diseño como la de la ASCE (1984), NEN (3650), y ALA (2005).
 

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:
 

En las anteriores guías se establecen metodologías para evaluar la respuesta de la tubería ante movimientos diferenciales suelo-tubería. La metodología mas aplicada es considerar el sistema suelo-tubería analíticamente como una fundación tipo Winkler. Winkler (1867). 
 
En estos modelos la tubería es considerada como una viga y su interacción con el suelo circundante es representada por resortes en la dirección longitudinal y transversal (vertical y horizontal) a la tubería. Adicionalmente estas guías proponen metodologías para evaluar la respuesta de la tubería ante otras formas de aplicación de carga sobre la tubería relacionadas con el problema de interacción suelo-tubería como lo son: Presión interna, cargas verticales de tierra, cargas vivas en superficie, flotación, movimiento en curvas, subsidencia, Sismo, detonaciones cercanas. 
 
Las guías permiten evaluar estas formas de aplicación de carga sobre la tubería de forma independiente. Es decir, no es posible determinar el efecto de la combinación de dos o más de las anteriores cargas sobre la tubería. 
 
Paralelo a estas soluciones prácticas, numerosos estudios teóricos y experimentales han sido desarrollados, dejando como resultado relaciones de esfuerzo-deformación del sistema suelo-tubería. 
 
En general la forma de evaluar la solicitación sobre una tubería por efecto de las diferentes cargas mencionadas tiene un panorama disperso. Por esta razón este trabajo busca en primera instancia revisar y hacer un análisis comparativo de las investigaciones y especificaciones internacionales relacionadas con el problema de interacción suelo-tubería validando su uso en este tipo de problemas. También se busca obtener relaciones acertadas de esfuerzo-deformación del sistema suelo-tubería. Esto, teniendo en cuenta todos los parámetros que intervienen en el problema. Así se buscará incluir estos datos dentro de procedimientos de diseño de tuberías enterradas. 
 

OBJETIVOS:
 

• Analizar las variables que determinan el comportamiento suelo-tubería en problemas de inestabilidad geotécnica. 
 
• Realizar un análisis comparativo de los datos obtenidos usando las herramientas de computo de elementos finitos PLaxis y Tochnog con los datos obtenidos del modelo 3D elaborado en ABAQUS. 
 
• Realizar un análisis comparativo de los datos obtenidos in situ con herramienta inteligente” geopig”, con los datos obtenidos del modelo en 3D en ABAQUS. 
 
• Obtener relaciones esfuerzo-deformación de los modelos elaborados en ABAQUS presentándolas como cartas de diseño para tubería enterrada sometida a empujes transversales del terreno. 





 

Remediación de suelos contaminados con hidrocarburos utilizando el método de soil vapor extraction     

 

Sandra Milena Calderón Gómez


    El estudio realizado consta de dos documentos. El pimero, es fundamentalmente una recopilación de información. El segundo, pretende poner en práctica los conceptos adquiridos anteriormente, analizando un caso particular de contaminación de un suelo en la ciudad de Bogotá y una posible técnica de remediación.

El objetivo principal, es implementar proyectos de remediación seguros y exitosos para lo cual, se requiere de un conocimiento previo de la teoría y una investigación detallada del sitio para de esta manera conocer sus características. 
 
En el proyecto se tratan temas como, los diferentes mecanismos de transporte y transformación de los contaminantes en el suelo; la contaminación con hidrocarburos y algunos métodos de remediación; la descripción de una alternativa de remediación, el air sparging; la caracterización del caso práctico (suelo y contaminante) por medio de ensayos de laboratorio y finalmente el estudio de la efectividad de una alternativa de remediación, extracción de vapores, a partir de la modelación física.

En conclusión, las características más favorables para la remediación son, suelos con fracción orgánica menor al 2% y permeabilidad mayor a 10-3 cm/s (suelos granulares), ya que el paso del aire es más fácil y por consiguiente su volatilización y degradación; los contaminantes deben tener una constante de la ley de Henry mayor a 10-5 atm-m3/mol y tener una presión de vapor mayor a 1 mmHg, por ejemplo, los componentes livianos (más volátiles) de los productos del petróleo, LNAPLs (light non-aqueous phase liquids), se transfieren más fácilmente a la fase gaseosa.

Actualmente, se encuentra en progreso un tercer documento en el cual se tratara de aplicar los modelos Termo-Hydro-Mecanicos (THM) a la contaminación del suelo.






Producción de arenas en la explotación petrolera

 

       

Carlos Eduardo Espinosa Pineda


    El entendimiento de la producción de arenas en la explotación de petróleo, parte de la revisión de modelos matemáticos basados en ecuaciones básicas de balance de masa, leyes constitutivas de erosión en arenas y la ley de Darcy de flujo de fluido partícula. La identificación de los factores que controlan una posible producción de arena, como los esfuerzos principales ejercidos sobre la roca, y la presión de poros, y otros como la cohesión, el ángulo de fricción interna, la permeabilidad y la porosidad de la roca son tomados de la literatura. Estas leyes, ecuaciones y factores, constituyen el punto de partida, para la modelación numérica del problema, con el uso de elementos finitos. La implementación de una ecuación constitutiva hipo-plástica permite tener otra alternativa a la predicción del comportamiento de la roca y su proceso erosivo. El trabajo busca predecir la producción de arenas con el uso de la herramienta computacional Abaqus y comparar resultados, para distintos regimenes de flujo y esfuerzos externos. 







Estabilización de suelos con biocemento


Jairo Alberto Florez Ramírez

       
   
La inclusión de soluciones biotecnológicas ha abierto nuevas posibilidades de estabilización de suelos a partir de la formación bacteriana de cristales de calcita, un conocido cementante natural que mejora las propiedades mecánicas del suelo. Las bacterias degradadoras de urea producen amonio a partir de la hidrólisis de esta, creando las condiciones alcalinas necesarias para la formación de calcita. Despues de haber aislado una bacteria con estas propiedades de un suelo de origen calizo en donde es bastante comun el fenomeno de precipitacion de calcita, se realizo con esta un tratamiento a una arena gravosa (SP- USCS). Los resultados de los ensayos de compresión oedométrica realizados pasados 20 días despues de hacer el tratamiento reportaron un mejoramiento de un 25% en la rigidez del suelo. Esta investigacion abre las puertas para seguir estudiando aun mas esta area de la biotecnologia para que un futuro se pueda disponer de mecanismos naturales y eficientes de estabilizacion de suelos.







 

Temperatura granular y fenómenos micromecánicos en los geomateriales

Juan Alexánder Gómez Rojas

       
          
 
    La investigación realizada extiende el conocimiento que tiene actualmente la Geotecnia acerca del comportamiento de los suelos sometidos a cargas cíclicas (p.e. pavimentos).

El "Ratcheting" y el "Shake Down" son fenómenos físicos básicos, y su entendimiento resulta necesario para comprender el comportamiento de los suelos sometidos a dichas cargas. No obstante, se carece de modelos matemáticos que los describan de forma adecuada, con la excepción del modelo Hipoplástico.

Dicho modelo se vale del concepto de "Deformación Ínter-granular" para explicar el "Ratcheting". Lastimosamente, este concepto no posee bases firmes de carácter físico - mecánico; tan sólo es una aproximación matemática cuantitativa conveniente. Se hizo necesario entonces buscar soluciones más apropiadas que permitieran concebir la naturaleza físico - mecánica del problema de los geomateriales y su respuesta a la excitación cíclica desde el punto de vista micromecánico.

Se estableció la relación entre los conceptos de "Temperatura Granular"', "Emisiones Acústicas" y "Ratcheting" bajo la perspectiva de la teoría actual. Se desarrollaron simulaciones micro mecánicas por medio del software "PCF 2D" para validar las observaciones. Se realizaron triaxiales cíclicos para comparar los resultados obtenidos por medio del software. Se explicó el concepto de Deformación Ínter-granular introducido a la teoría Hipoplástica de manera realista y bajo una visión micromecánica del problema. 







Velocidad de deformación y estabilidad de suelos bandos     


Jesús Ramón Jácome Ordóñez

       
         
    El comportamiento mecánico de los suelos blandos esta relacionado con su formación e historia geológica, notándose la relación intrínseca entre el material y el tiempo. Al realizar ensayos de compresión oedométrica y ensayos triaxiales de corte con velocidad de deformación controlada se pueden apreciar las características viscosas de los suelos blandos, en fenómenos propios como: reajuste y rigidización del esqueleto granular, picos de resistencia cortante y fluencia bajo un esfuerzo constante (consolidación secundaria - Creep).

Este trabajo permite determinar si hay una línea del estado crítico para suelos blandos, o si estos pueden presentar más de un estado critico de acuerdo a la velocidad de deformación impuesta en el ensayo. Así el ángulo de fricción crítico quedaría controlado por el estado de esfuerzos del material, por la disipación de la presión de poros y por el comportamiento viscoso del material. Por lo tanto, este se convertiría en una variable de estado en vez de una constante del material.






Parámetros hipoplásticos de la arena del Guamo Colombia 

  
Juan Carlos Patiño Bautista

  
     
         
     Para poder predecir el comportamiento de materiales ante diferentes condiciones de carga o deformación, es necesario plantear relaciones matemáticas (Modelos Constitutivos) en función de parámetros característicos de cada material. El modelo hipoplástico es una ecuación tensorial para materiales granulares, el cual representa la rigidez tangencial como función de la tasa de deformación. Para su calibración es necesario determinar ocho parámetros del material, los cuales tienen un significado físico y pueden ser fácilmente determinados con ensayos elementales.

El objetivo de este trabajo es determinar estos parámetros para un material granular nacional (Arena del Guamo). La determinación de estos parámetros se realizo con ensayos edométricos y triaxiales en condiciones drenadas, con los parámetros obtenidos se simulo el comportamiento esfuerzo deformación usando el modelo constitutivo hipoplástico. Los ensayos y simulaciones se realizaron con diferentes presiones de confinamiento para los ensayos triaxiales y diferentes relaciones de vacíos iniciales para los ensayos edométricos. Este modelo demostró gran capacidad para simular de manera realista las observaciones hechas en las pruebas de laboratorio, incluyendo fenómenos como dilatancía y contractancia.







Implementación numérica y computacional de la ley hipoplástica para suelos 

       

Thomas Julián Solano Velandia
      
          
    
       
     El comportamiento de las estructuras geotécnicas depende de las restricciones, condiciones iniciales y tipo de carga, por lo que es necesario utilizar leyes constitutivas y métodos numéricos adecuados para reproducir el comportamiento del suelo.

La ley hipoplástica está basada en parámetros del suelo, utiliza una ecuación tensorial para carga y descarga, y modela fenómenos que otras leyes constitutivas son incapaces de simular.

El objetivo de este trabajo fue generar un programa de elementos finitos que implemente la ley hipoplástica para el comportamiento de suelos granulares. El programa está provisto de una interfase gráfica amigable.