Estudio numérico del surgimiento de inestabilidades en materiales granulares

Este trabajo considera una amplia base de análisis teóricos y simulaciones numéricas con el propósito de profundizar en el conocimiento del proceso de pérdida de estabilidad mecánica en materiales granulares. De esta manera, se pretende comprender los mecanismos de surgimiento de los diferentes tipo...

Full description

Autores:
Tipo de recurso:
doctoralThesis
Fecha de publicación:
2021
Institución:
Pontificia Universidad Javeriana
Repositorio:
Repositorio Universidad Javeriana
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repository.javeriana.edu.co:10554/58105
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/10554/58105
https://doi.org/10.11144/Javeriana.10554.58105
Palabra clave:
Inestabilidad material
Modo de falla
Marco de inestabilidad
Anisotropía de fábrica
Material instability
Failure mode
Instability framework
Fabric anisotropy
Doctorado en ingeniería - Tesis y disertaciones académicas
Materiales granulados
Anisotropía
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openAccess
License
Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional
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Leguizamón Barreto, Luis Carlos
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description Este trabajo considera una amplia base de análisis teóricos y simulaciones numéricas con el propósito de profundizar en el conocimiento del proceso de pérdida de estabilidad mecánica en materiales granulares. De esta manera, se pretende comprender los mecanismos de surgimiento de los diferentes tipos de inestabilidad y la aparición final de los modos de falla difusa y localizada. Entre los diferentes aspectos relacionados con el problema de aparición de la falla material, a tener en cuenta para evaluar la conexión con el proceso de inestabilidad, se consideran la relación de vacíos y el estado de esfuerzo iniciales, la variabilidad espacial del material, la relación entre las trayectorias de esfuerzos y la evolución de la anisotropía de fábrica, los cuales inciden en la tendencia contractante-dilatante del material, además de su condición de drenaje.Por primera vez es propuesto un marco unificado de inestabilidad en condición multiaxial, lo que permite establecer que la falla material obedece a un esquema evolutivo de eventos de inestabilidad. Con este enfoque se puede detectar el surgimiento de los procesos de inestabilidad bajo cualquier condición de dilatancia y de drenaje del material granular, a través del seguimiento del comportamiento de variables de estado elastoplásticas tales como el módulo de endurecimiento generalizado y los coeficientes de dilatancia y fricción.
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Entre los diferentes aspectos relacionados con el problema de aparición de la falla material, a tener en cuenta para evaluar la conexión con el proceso de inestabilidad, se consideran la relación de vacíos y el estado de esfuerzo iniciales, la variabilidad espacial del material, la relación entre las trayectorias de esfuerzos y la evolución de la anisotropía de fábrica, los cuales inciden en la tendencia contractante-dilatante del material, además de su condición de drenaje.Por primera vez es propuesto un marco unificado de inestabilidad en condición multiaxial, lo que permite establecer que la falla material obedece a un esquema evolutivo de eventos de inestabilidad. Con este enfoque se puede detectar el surgimiento de los procesos de inestabilidad bajo cualquier condición de dilatancia y de drenaje del material granular, a través del seguimiento del comportamiento de variables de estado elastoplásticas tales como el módulo de endurecimiento generalizado y los coeficientes de dilatancia y fricción.This work considers a broad base of theoretical analysis and numerical simulations to deepen the knowledge of the process of loss of mechanical stability in granular materials. In this way, it is intended to understand the mechanisms of emergence of the different types of instability and the final appearance of diffuse and localized failure modes. Among the different aspects related to the problem of the appearance of the material failure, to be taken into account to evaluate the connection with the instability process, are considered the void ratio and the initial stress state, the spatial variability of the material, the relationship between the stress paths and the evolution of the fabric anisotropy, which affect the contracting-dilating tendency of the material, in addition to its drainage condition.For the first time, a unified framework of instability in the multiaxial condition is proposed, which allows establishing that the material failure obeys an evolutionary scheme of instability events. With this approach, the emergence of instability processes under any dilatancy and drainage condition of the granular material can be detected by monitoring the behavior of elastoplastic state variables such as the generalized hardening modulus and the coefficients of dilatancy and friction.Doctor en IngenieríaDoctoradohttps://orcid.org/0000-0002-3316-3768https://scholar.google.es/citations?view_op=list_works&hl=es&user=7B8--GUAAAAJPontificia Universidad JaverianaDoctorado en IngenieríaFacultad de IngenieríaRamos Cañón, Alfonso MarianoRamos Cañón, Alfonso MarianoAndrade Loor, José E.Fuentes Lacouture, William MarioLarrahondo Cruz, Joan Manuel2021-12-02T14:00:38Z2071-11-302021-11-30http://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aaTesis/Trabajo de grado - Monografía - Doctoradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06info:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionPDFapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10554/58105https://doi.org/10.11144/Javeriana.10554.58105instname:Pontificia Universidad Javerianareponame:Repositorio Institucional - Pontificia Universidad Javerianarepourl:https://repository.javeriana.edu.cospaAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacionalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessDe acuerdo con la naturaleza del uso concedido, la presente licencia parcial se otorga a título gratuito por el máximo tiempo legal colombiano, con el propósito de que en dicho lapso mi (nuestra) obra sea explotada en las condiciones aquí estipuladas y para los fines indicados, respetando siempre la titularidad de los derechos patrimoniales y morales correspondientes, de acuerdo con los usos honrados, de manera proporcional y justificada a la finalidad perseguida, sin ánimo de lucro ni de comercialización. De manera complementaria, garantizo (garantizamos) en mi (nuestra) calidad de estudiante (s) y por ende autor (es) exclusivo (s), que la Tesis o Trabajo de Grado en cuestión, es producto de mi (nuestra) plena autoría, de mi (nuestro) esfuerzo personal intelectual, como consecuencia de mi (nuestra) creación original particular y, por tanto, soy (somos) el (los) único (s) titular (es) de la misma. Además, aseguro (aseguramos) que no contiene citas, ni transcripciones de otras obras protegidas, por fuera de los límites autorizados por la ley, según los usos honrados, y en proporción a los fines previstos; ni tampoco contempla declaraciones difamatorias contra terceros; respetando el derecho a la imagen, intimidad, buen nombre y demás derechos constitucionales. Adicionalmente, manifiesto (manifestamos) que no se incluyeron expresiones contrarias al orden público ni a las buenas costumbres. En consecuencia, la responsabilidad directa en la elaboración, presentación, investigación y, en general, contenidos de la Tesis o Trabajo de Grado es de mí (nuestro) competencia exclusiva, eximiendo de toda responsabilidad a la Pontifica Universidad Javeriana por tales aspectos. Sin perjuicio de los usos y atribuciones otorgadas en virtud de este documento, continuaré (continuaremos) conservando los correspondientes derechos patrimoniales sin modificación o restricción alguna, puesto que, de acuerdo con la legislación colombiana aplicable, el presente es un acuerdo jurídico que en ningún caso conlleva la enajenación de los derechos patrimoniales derivados del régimen del Derecho de Autor. De conformidad con lo establecido en el artículo 30 de la Ley 23 de 1982 y el artículo 11 de la Decisión Andina 351 de 1993, "Los derechos morales sobre el trabajo son propiedad de los autores", los cuales son irrenunciables, imprescriptibles, inembargables e inalienables. En consecuencia, la Pontificia Universidad Javeriana está en la obligación de RESPETARLOS Y HACERLOS RESPETAR, para lo cual tomará las medidas correspondientes para garantizar su observancia.reponame:Repositorio Universidad Javerianainstname:Pontificia Universidad Javerianainstacron:Pontificia Universidad Javeriana2022-04-29T17:19:20Z

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