Determinación de los parámetros de un modelo constitutivo hipoplástico en arcilla para su utilización en el modelo de elemento finito Tochnog a partir de pruebas de laboratorio

• Autores: Sofía Hernández Villegas
• Localización: Tecnología en Marcha, ISSN 0379-3982, ISSN-e 2215-3241, Vol. 31, Nº. Extra 5, 2018 (Ejemplar dedicado a: Movilidad Estudiantil 5), págs. 11-23
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Determination of the parameters for a hypoplastic constitutive model on clay to be used in the finite element method Tochnog
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    Un modelo constitutivo intenta modelar el comportamiento del suelo, en la actualidad existe gran variedad de estos, uno de los modelos más conocidos es el de Mohr-Coulomb, sin embargo este no toma en cuenta el comportamiento no lineal del suelo, un modelo hipoplástico si lo considera, lo cual es de gran importancia en la práctica actual de la ingeniería.La hipoplasticidad fue desarrollada inicialmente para materiales granulares, sin embargo dado las ventajas de usar un modelo este tipo, Masín [2] propuso un modelo para arcillas, las cuales en ocasiones son utilizadas para diques y presas, que son de gran importancia y un modelo de este tipo permite un acercamiento mayor a la realidad al conocer el comportamiento no lineal e histerético de estas.La siguiente investigación tiene como objetivo explicar el procedimiento para la determinación de los parámetros necesarios para desarrollar un modelo hipoplástico de acuerdo con lo planteado por Masín [2] utilizando la arcilla caolinita, por medio de ensayos de laboratorio como lo son el ensayo de corte directo, consolidación y índices básicos. Con los resultados obtenidos se observa que los parámetros a utilizar se determinan fácilmente con ensayos de laboratorio simples y en conclusión se observa que es un método factible de poner en práctica que a la vez es capaz de reproducir el comportamiento del suelo eficientemente desde las pequeñas deformaciones hasta su falla y que puede ser implementado en cálculos dinámicos por medio de un software de elemento finito.

  • English

    A constitutive model attempts to model the behavior of the soil. Nowadays, there are great variety of methods, one of the most well-known constitutive models is the one of Mohr Coulomb, however it doesn’t take into account the nonlinear behavior of the soil, an hypoplastic model does, which it’s very important in the actual practice of engineering.The hypoplasticity is a framework that was at first developed for granular materials, but given the advantages of using such a model, Masín [2] proposed to use such model for clays, that sometimes are used in earth dams which are of great importance and such a model could allow a better understanding and modelling since it takes into account the nonlinear and hysteretic behavior.The following investigation has as an objective to explain the procedure for the determination of the parameters needed in order to developed and hypoplastic model according to Masín [2] by using the kaolin clay, by means of laboratory tests, as the direct shear box, consolidation or oedometer and basic index test.With the obtained results, it can be seen that the parameters to use can easily be determine by simple laboratory tests, so in conclusion it can be observed that it is a feasible method to put in practice at the same time that that is able to reproduce efficiently the cyclic behavior of soils from small deformations to failure and which can be implemented in numerical dynamic calculations with the use of a finite element software