Teoría de Hertz para deformaciones elastoplásticas en suelos parcialmente saturados
Los suelos parcialmente saturados son frecuentes en la construcción de carreteras. Los modelos de compactación más comunes de este tipo de suelos consideran únicamente el rango elástico de deformaciones, ignorando las deformaciones plásticas que tienen lugar. Por otro lado, los modelos de elementos...
- Autores:
-
Escobar Rincón, Andrés Felipe
- Tipo de recurso:
- Fecha de publicación:
- 2020
- Institución:
- Universidad de los Andes
- Repositorio:
- Séneca: repositorio Uniandes
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/48427
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/1992/48427
- Palabra clave:
- Suelos
Mecánica de suelos
Análisis de suelos
Ingeniería
- Rights
- openAccess
- License
- https://repositorio.uniandes.edu.co/static/pdf/aceptacion_uso_es.pdf
id |
UNIANDES2_69b3ee247a560890691e489e6d72df6e |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/48427 |
network_acronym_str |
UNIANDES2 |
network_name_str |
Séneca: repositorio Uniandes |
repository_id_str |
|
dc.title.es_CO.fl_str_mv |
Teoría de Hertz para deformaciones elastoplásticas en suelos parcialmente saturados |
title |
Teoría de Hertz para deformaciones elastoplásticas en suelos parcialmente saturados |
spellingShingle |
Teoría de Hertz para deformaciones elastoplásticas en suelos parcialmente saturados Suelos Mecánica de suelos Análisis de suelos Ingeniería |
title_short |
Teoría de Hertz para deformaciones elastoplásticas en suelos parcialmente saturados |
title_full |
Teoría de Hertz para deformaciones elastoplásticas en suelos parcialmente saturados |
title_fullStr |
Teoría de Hertz para deformaciones elastoplásticas en suelos parcialmente saturados |
title_full_unstemmed |
Teoría de Hertz para deformaciones elastoplásticas en suelos parcialmente saturados |
title_sort |
Teoría de Hertz para deformaciones elastoplásticas en suelos parcialmente saturados |
dc.creator.fl_str_mv |
Escobar Rincón, Andrés Felipe |
dc.contributor.advisor.none.fl_str_mv |
Cabrera Cabrera, Miguel Ángel |
dc.contributor.author.none.fl_str_mv |
Escobar Rincón, Andrés Felipe |
dc.contributor.jury.none.fl_str_mv |
Estrada Mejía, Nicolás Sánchez Melo, Diana Bolena |
dc.subject.armarc.es_CO.fl_str_mv |
Suelos Mecánica de suelos Análisis de suelos |
topic |
Suelos Mecánica de suelos Análisis de suelos Ingeniería |
dc.subject.themes.none.fl_str_mv |
Ingeniería |
description |
Los suelos parcialmente saturados son frecuentes en la construcción de carreteras. Los modelos de compactación más comunes de este tipo de suelos consideran únicamente el rango elástico de deformaciones, ignorando las deformaciones plásticas que tienen lugar. Por otro lado, los modelos de elementos finitos tienen la capacidad de simular este tipo de contacto a un elevado costo computacional. Por esta razón, es propuesto una solución analítica distribuida en el dominio del suelo para simular el contacto entre un cilindro y un suelo parcialmente saturado con una carga incremental. El esfuerzo aplicado por el cilindro sobre el suelo es asumido como una distribución de Hertz. Este esfuerzo es distribuido en el suelo usando las ecuaciones analíticas de Boussinesq con el factor de concentración de Frhlich. A partir de los esfuerzos obtenidos, se asume una condición de esfuerzos planos. Las deformaciones en el suelo son calculadas usando el modelo básico de Barcelona para hallar el asentamiento del suelo. Los resultados obtenidos del modelo presentado son validados con experimentos en centrífuga a una aceleración de 10g. En estos experimentos, un modelo a escala 1:10 del cilindro de un compactador es usado sobre un caolín previamente preparado a una humedad establecida. El esfuerzo de pre-consolidación es usado como única variable en los experimentos realizados. Los resultados del modelo muestran una correlación con los resultados obtenidos en los experimentos de centrífuga. A valores bajos del esfuerzo de pre-consolidación, se observan grandes asentamientos del cilindro. En cambio, a elevados valores, el asentamiento es limitado a pocos milímetros. Los resultados obtenidos, permiten estimar con precisión el proceso de compactación de un cilindro sobre un suelo parcialmente saturado sin el consumo de tiempo y recursos que requieren los modelos de elementos finitos. Por lo anterior, es propuesta la implementación de cargas cíclicas en futuros desarrollos del modelo |
publishDate |
2020 |
dc.date.issued.es_CO.fl_str_mv |
2020 |
dc.date.accessioned.none.fl_str_mv |
2021-02-18T12:21:35Z |
dc.date.available.none.fl_str_mv |
2021-02-18T12:21:35Z |
dc.type.spa.fl_str_mv |
Trabajo de grado - Maestría |
dc.type.coarversion.fl_str_mv |
http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85 |
dc.type.driver.spa.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
dc.type.content.spa.fl_str_mv |
Text |
dc.type.redcol.spa.fl_str_mv |
http://purl.org/redcol/resource_type/TM |
dc.identifier.uri.none.fl_str_mv |
http://hdl.handle.net/1992/48427 |
dc.identifier.pdf.none.fl_str_mv |
u833500.pdf |
dc.identifier.instname.spa.fl_str_mv |
instname:Universidad de los Andes |
dc.identifier.reponame.spa.fl_str_mv |
reponame:Repositorio Institucional Séneca |
dc.identifier.repourl.spa.fl_str_mv |
repourl:https://repositorio.uniandes.edu.co/ |
url |
http://hdl.handle.net/1992/48427 |
identifier_str_mv |
u833500.pdf instname:Universidad de los Andes reponame:Repositorio Institucional Séneca repourl:https://repositorio.uniandes.edu.co/ |
dc.language.iso.es_CO.fl_str_mv |
spa |
language |
spa |
dc.rights.uri.*.fl_str_mv |
https://repositorio.uniandes.edu.co/static/pdf/aceptacion_uso_es.pdf |
dc.rights.accessrights.spa.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
dc.rights.coar.spa.fl_str_mv |
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
rights_invalid_str_mv |
https://repositorio.uniandes.edu.co/static/pdf/aceptacion_uso_es.pdf http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.format.extent.es_CO.fl_str_mv |
41 hojas |
dc.format.mimetype.es_CO.fl_str_mv |
application/pdf |
dc.publisher.es_CO.fl_str_mv |
Universidad de los Andes |
dc.publisher.program.es_CO.fl_str_mv |
Maestría en Ingeniería Civil |
dc.publisher.faculty.es_CO.fl_str_mv |
Facultad de Ingeniería |
dc.publisher.department.es_CO.fl_str_mv |
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental |
dc.source.es_CO.fl_str_mv |
instname:Universidad de los Andes reponame:Repositorio Institucional Séneca |
instname_str |
Universidad de los Andes |
institution |
Universidad de los Andes |
reponame_str |
Repositorio Institucional Séneca |
collection |
Repositorio Institucional Séneca |
bitstream.url.fl_str_mv |
https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/344e9a11-3039-47d3-adc9-fd97bde68dcf/download https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/14f2d7cb-8b9a-4fa2-922a-1858a8ee8cc6/download https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/3e9c12a2-1352-4b42-be34-a4845191d5ec/download |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
682e3ea4f9f22e2e3ebad4d706bec345 f15db5891237854d792399095c2995a7 cf8406d3950f535c18a090ab80d2cad3 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositorio institucional Séneca |
repository.mail.fl_str_mv |
adminrepositorio@uniandes.edu.co |
_version_ |
1812134010359382016 |
spelling |
Al consultar y hacer uso de este recurso, está aceptando las condiciones de uso establecidas por los autores.https://repositorio.uniandes.edu.co/static/pdf/aceptacion_uso_es.pdfinfo:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Cabrera Cabrera, Miguel Ángelvirtual::13281-1Escobar Rincón, Andrés Felipe20cad0b8-4015-4d69-bab4-db8e17d29de3600Estrada Mejía, NicolásSánchez Melo, Diana Bolena2021-02-18T12:21:35Z2021-02-18T12:21:35Z2020http://hdl.handle.net/1992/48427u833500.pdfinstname:Universidad de los Andesreponame:Repositorio Institucional Sénecarepourl:https://repositorio.uniandes.edu.co/Los suelos parcialmente saturados son frecuentes en la construcción de carreteras. Los modelos de compactación más comunes de este tipo de suelos consideran únicamente el rango elástico de deformaciones, ignorando las deformaciones plásticas que tienen lugar. Por otro lado, los modelos de elementos finitos tienen la capacidad de simular este tipo de contacto a un elevado costo computacional. Por esta razón, es propuesto una solución analítica distribuida en el dominio del suelo para simular el contacto entre un cilindro y un suelo parcialmente saturado con una carga incremental. El esfuerzo aplicado por el cilindro sobre el suelo es asumido como una distribución de Hertz. Este esfuerzo es distribuido en el suelo usando las ecuaciones analíticas de Boussinesq con el factor de concentración de Frhlich. A partir de los esfuerzos obtenidos, se asume una condición de esfuerzos planos. Las deformaciones en el suelo son calculadas usando el modelo básico de Barcelona para hallar el asentamiento del suelo. Los resultados obtenidos del modelo presentado son validados con experimentos en centrífuga a una aceleración de 10g. En estos experimentos, un modelo a escala 1:10 del cilindro de un compactador es usado sobre un caolín previamente preparado a una humedad establecida. El esfuerzo de pre-consolidación es usado como única variable en los experimentos realizados. Los resultados del modelo muestran una correlación con los resultados obtenidos en los experimentos de centrífuga. A valores bajos del esfuerzo de pre-consolidación, se observan grandes asentamientos del cilindro. En cambio, a elevados valores, el asentamiento es limitado a pocos milímetros. Los resultados obtenidos, permiten estimar con precisión el proceso de compactación de un cilindro sobre un suelo parcialmente saturado sin el consumo de tiempo y recursos que requieren los modelos de elementos finitos. Por lo anterior, es propuesta la implementación de cargas cíclicas en futuros desarrollos del modeloPartially saturated soils are often found in road constructions, being controlled by the compactors payload, the freatic level, and the environmental conditions, among many others. Current compaction models consider only the soil elastic range, ignoring plastic deformations and suction within the soil. An alternative to simulate this coupled behaviour can be achieved by the finite element method. However, the computation process might come time-consuming for practical purposes in a construction. For this reason, this work presents an analytical solution for simulating the interaction between a rigid cylinder and a partially saturated soil under static incremental loading. The model input parameters are the initial contact area, the cylinder weight, and soil parameters. The interaction between the cylinder and soil is computed as a Hertz stress distribution. The stress is transferred within the soil by the Boussinesq analytical equations, using the Frhlich concentration factor. The Barcelona Basic Model is employed in the computation of the volumetric and deviatoric stains that result in the soil settlement. The results are validated with centrifuge tests of an equivalent system under 10g. In these experiments, a 1:10 scale drum-roller cylinder lays over a partially saturated kaolin layer, resulting in a self-weight compaction process. Overall, the proposed model presents an outstanding agreement with the experimental observations, both on settlements and internal deformations as a function of the pre-consolidation stress. At larger pre-consolidation stress values, the settlements collapse towards a minimum level, limiting the compaction on the soil layer to a few millimeters. Interestingly, the compaction process results in minimal changes in the soil void ratio while decreasing the global suction. This last observation points to the relevance of considering the partially saturated behaviour of soils in the compaction processMagíster en Ingeniería CivilMaestría41 hojasapplication/pdfspaUniversidad de los AndesMaestría en Ingeniería CivilFacultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería Civil y Ambientalinstname:Universidad de los Andesreponame:Repositorio Institucional SénecaTeoría de Hertz para deformaciones elastoplásticas en suelos parcialmente saturadosTrabajo de grado - Maestríainfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Texthttp://purl.org/redcol/resource_type/TMSuelosMecánica de suelosAnálisis de suelosIngenieríaPublicationhttps://scholar.google.es/citations?user=XvhZCvwAAAAJvirtual::13281-10000-0002-9236-8130virtual::13281-1f2957fb4-17e4-47e9-86c8-74d835ff1b4evirtual::13281-1f2957fb4-17e4-47e9-86c8-74d835ff1b4evirtual::13281-1TEXTu833500.pdf.txtu833500.pdf.txtExtracted texttext/plain67966https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/344e9a11-3039-47d3-adc9-fd97bde68dcf/download682e3ea4f9f22e2e3ebad4d706bec345MD54ORIGINALu833500.pdfapplication/pdf20221372https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/14f2d7cb-8b9a-4fa2-922a-1858a8ee8cc6/downloadf15db5891237854d792399095c2995a7MD51THUMBNAILu833500.pdf.jpgu833500.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg16357https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/3e9c12a2-1352-4b42-be34-a4845191d5ec/downloadcf8406d3950f535c18a090ab80d2cad3MD551992/48427oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/484272024-03-13 14:53:55.154https://repositorio.uniandes.edu.co/static/pdf/aceptacion_uso_es.pdfopen.accesshttps://repositorio.uniandes.edu.coRepositorio institucional Sénecaadminrepositorio@uniandes.edu.co |