Extensión al modelo hipoplástico mediante la aplicación de varias superficies y el uso de tensores fábrica (2011)
Evidencias experimentales muestran que el comportamiento mecánico de arenas en condiciones triaxiales depende de la preparación de las muestras y la trayectoria de los esfuerzos. En gran medida esto se debe a la posición espacial relativa de las partículas con respecto a las solicitaciones aplicadas. La fábrica de las arenas, como función de las condiciones de procesos de formación, es la responsable a nivel micromecánico de las cadenas de cargas primarias y secundarias, las cuales, mediante la interacción de las partículas granulares (función de la forma y la dureza de estas), producen los fenómenos macromecánicos de resistencia pico, dilatancia y estado crítico, entre otros. Mediante estos conceptos se supone la ni unicidad de la línea del estado crítico en el espacio de relación de vacios-presión isotrópica. En este trabajo se presenta la implementación del tensor de fabrica de Oda y Nakayama y el parámetro de estado de Been y Jeferies en un modelo constitutivo hipoplástico. El trabajo muestra el detalle de la implementación numérica de un element test que puede ser utilizado como una UMAT del programa ABAQUS. La extensión del modelo constitutivo hipoplástico fue validada con resultados de ensayos triaxiales sobre muestras de arena con diferente fábrica. Se propone una extensión del modelo hipoplástico de Von Wolffersdorff para la simulación de los diferentes comportamientos de las arenas en pruebas triaxiales no drenadas, modificando los parámetros alfa y a, mediante la inclusión de superficies limites y de dilatancia. Los nuevos parámetros se transforman en variables de estado, artificio útil para la simulación de los estados pico y de transformación de fase de las arenas nado condiciones no drenadas. Adicionalmente, se incluye dentro de la plataforma de referencia un procedimiento no desarrollado por los autores, para considerar la orientación de las partículas alargadas dentro de un modelo constitutivo, con el fin de simular el efecto que tiene la anisotropía inherente de las arenas en su comportamiento mecánico.