Asentamientos en pilotes individuales por consolidación (2010)
El asentamiento de pilotes como estructura de cimentación presenta un alto número de incertidumbres, tanto en su capacidad portante como en la predicción de los asentamientos. Por ese motivo, se diseñó un método de análisis simplificado, pero integral, que permite evaluar los asentamientos por consolidación y la capacidad portante de este tipo de estructuras utilizando unidades reológicas visco-elasto-plásticas. En el método de análisis que se propone, el pilote se simula mediante unidades reológicas elásticas uniaxiales, adicionadas con una masa concentrada para representar al peso propio. El suelo, en la base del pilote, se representa por una unidad visco-elástica apoyada sobre un elemento de fricción cuya carga de plastificación es la capacidad portante evaluada con el método de Vesić. En las inmediaciones del fuste, el suelo se asimila a una unidad visco-elástica que sostiene al pilote con una unidad friccional especial que permite que el movimiento relativo suelo-pilote progrese de una forma no lineal hasta la carga de plastificación, definida por la resistencia última de cizallamiento que depende, a su vez, de los esfuerzos horizontales y del ángulo de fricción suelo-pilote. Una analogía de esta naturaleza requiere, por supuesto, de un proceso de asignación de las propiedades -plásticas, viscosas y elásticas- a cada uno de los componentes de las unidades reológicas. El método que se propone, y el programa de computador que lo acompaña, hacen esta labor, basándose en el comportamiento del suelo, deducible de sus propiedades mecánicas de fricción y consolidación, cuando se somete a condiciones unidimensionales de deformación. / Abstract: Pile settlements and bearing capacity calculations are subjected to many uncertainties especially when consolidation has to be considered. To overcome this difficulty in a preliminary way, a simplified rheological units based method was designed, and a computer program built, to ascertain axial loaded pile settlements during consolidation. In the method, pile is simulated by means of series of mass-spring units in which mass represents pile self weight and spring constant, its stiffness. An analogy with four components rheological unit was used for the soil at the pile bottom. It consists of a spring, for undrained settlement, followed by a viscoelastic array built with spring and dashpot components in parallel, for consolidation vertical displacements, and all the assembly supported on a plastic component which yielding load is the Vesic’s bottom bearing capacity. A series of very similar units were used for soil around the pile shaft. Support component is the unique difference. In this case, an especial frictional unit acts against the pile superficial area. It allows a relative displacement in the contact in such a way that a frictional load progress hyperbolically with relative movement until reaching the critical load given by the product of horizontal effective stress and the frictional coefficient in the soil-pile boundary area. This kind of analogy requires a process to assign elastic and viscous properties to each rheological element. The proposed method and the computer program developed in this thesis include the evaluation of these properties by means of one-dimensional numerical calculations of soil settlements caused by single compression and consolidation phenomenon.