Selección de parámetros para el modelo de Mohr-Coulomb

Transcripción

1 Selección de parámetros para Dr. Alejo O. Sfriso Universidad de Buenos Aires materias.fi.uba.ar/6408 SRK Consulting (Argentina) latam.srk.com AOSA Introducción filosófica a la selección de parámetros materiales Problema de ingeniería: se soluciona con una teoría Esta teoría se aplica a través de un modelo El modelo se calibra con parámetros de entrada Por eso, los parámetros dependen Del problema De la teoría y modelo Del material No existen los parámetros del terreno sino los parámetros del terreno para el modelo X 2 1

2 Introducción filosófica a la selección de parámetros materiales 3 Los modelos constitutivos reproducen algunas (no todas) las carácterísticas de los materiales El modelista debe conocer las carácterísticas que su modelo no reproduce y sus consecuencias Debe elegir que reproduce y que pierde Debe elegir los parámetros para que el modelo reproduzca el comportamiento con robustez Debe verificar que el modelo efectivamente responde como se asume y que los parámetros sean realistas 4 Nota respecto a la calibración de parámetros Los resultados pueden usar definiciones de diferentes a las de los modelos Altura de la muestra antes o después de que se aplica la presión de cámara Tensiones medidas sobre el área inicial o deformada de la muestra ASTM D 7012 (rocas) ASTM D 4767 (suelos) % = P A ) % = P A A = / A ) = P A 0 = P A Failure: difference readily apparent Intermediate strain (hardening plasticity): difference within experimental uncertainty Small strain (elasticity) ~ same curve (Sfriso 2015) 2

3 Selección de parámetros resistentes 5 La selección de los parámetros resistentes (cohesión y fricción) debe tener en cuenta El rango de deformación Pequeñas deformaciones: use valores máximos randes deformaciones: use valores residuales La dirección de carga para M C Estado triaxial (axilsimétrico, como un pilote) Deformación plana (como muros y tablestacas) La presión media (si el modelo no lo tiene en cuenta explícitamente) Cuál es el propósito del modelo? 6 La curva es única Los parámetros resistentes dependen del problema Fundaciones de máquinas Rigidez inicial No necesita plasticidad E = E 0 3

4 Cuál es el propósito del modelo? 7 La curva es única Los parámetros resistentes dependen del problema Fundaciones de máquinas Zapatas Rigidez media Resistencia máxima E < E 0 c max φ max Cuál es el propósito del modelo? 8 La curva es única Los parámetros resistentes dependen del problema Fundaciones de máquinas Zapatas Muros y tablestacas Resistencia máxima para materiales dúctiles Resistencia minorada para materiales que tienen ablandamiento E E 0 c r φ max 4

5 Cuál es el propósito del modelo? 9 La curva es única Los parámetros resistentes dependen del problema Fundaciones de máquinas Zapatas Muros y tablestacas Taludes Taludes que no fallaron: resistencia intermedia Taludes naturales: resistencia residual φ r c = 0 Selección de parámetros para sec e deformación reversible con disipación Arena Toyoura s =100KPa; N =10 0 deformación irreversible t falla sec g a e= e=0.696 e=0.742 e= g a (Tatsuoka 1991) 5

6 Selección de parámetros para sec e 0 deformación reversible con disipación Fundación máquinas Aplicable, excesivo Arena Toyoura s =100KPa; N =10 Use 0 deformación irreversible t falla sec g a e= e=0.696 e=0.742 e= g a (Tatsuoka 1991) Selección de parámetros para sec e Use < 0 deformación reversible con disipación Fundación máquinas Aplicable, excesivo Arena Toyoura s =100KPa; N =10 0 deformación irreversible Zapatas Use 0 Poco aplicable t falla sec g a Use c max φ max e= e=0.696 e=0.742 e= g a (Tatsuoka 1991) 6

7 Selección de parámetros para sec e Use < ) Use 50 0 deformación reversible con disipación Fundación máquinas Aplicable, excesivo Arena Toyoura s =100KPa; N =10 Use 0 deformación irreversible Zapatas Poco aplicable t falla sec g a Use c?/@ φ?/@ Muros Aplicable e= e=0.696 e=0.742 e=0.793 Use c r φ max 13 g a (Tatsuoka 1991) Consistencia requerida entre ángulo de fricción y de dilatancia 14 Si el material es denso todas estas cosas pasan a la vez φ es mayor que φ c La muestra aumenta su volumen en la cámara triaxial La muestra ablanda para grandes deformaciones ψ es positivo La deformación es localizada v E 1 sin ψ c φ K0C8-XYj$A8--,<-;09-.,57Q5,/.%K,1.:251:-:/ :-8)$;5./852 1/#XqbPP4k1DK8592-7//5 80CA/Z:-.,->9-:09:-.,->255,-D&.-25;120H-:,A-18<21.-0,;2-1823F0,0B2-0.:-.,-1.:255,-;1,-,>6A02-0./A- 255,-,<-;09-.1,-/57,A-189-;A1.0,9,;52:B-5B,-8F-:5./A-9-9B81.-D 2 sin ψ K0C8-XWjK58/A-/A8--,<-;09-.,,A56.1B5F->758;85,,,-;/05.,6-8-/14-.B3)$>-J1223:0,/80B/-:125.C/A- H=1M0,0.-1;A,<-;09-.D$A-:021/0.C,A-18B1.:0./A- :-.,-,<-;09-.0,;2-1823,A56.>6A02-/A-25;120H-:,/8;/8-0,.5/; F-12-:0./A-/655/A-8/-,/,D$A0,022,/81/-,/A1/:-.,0/30,.5/12613,1C55: ,A-18,/810.> :-<-.:0.C5./A-:021/0.CB-A1F05857/A-91/-8012D XH! P&257!"%7%$(#)9&'(419&#(&#\&X]]&;`#& R;59<2-9-./183,/:361,.:-8/14-.5./A-,19-,1.:> Q5,/. %K> 0.!WWU B3 /A- 1/A58 1.: kd Sz,-22->1.: :.<B20,A-:./02/A-<8-,-./ <1<-8>-M;-</1,A58/<1<-8Sz,-22--/12D?!WWU@0. K8-.;AD $A-,/:3 61, 58C1.0H-: 1, 1 ;5./0.1/ /A- <8-F05, 5.-> 60/A 09<85F-: /-,/ ;5.:0/05., 1.: A0CA ;/0F-,/8-,,D S3 /A1/ /09- /A- 91.,;80</57/A-<1<-8'-,8-,-/12D?!WWh@61,12= 8-1:3,B90//-:> 1.: /A- <8-,-./ :1/1 ;52:.5/ B- 0.;58<581/-:D XHHM! J7!)50%1&(%'(&25$1(5$'& $A-91c58;A1.C-0./-,/;5.:0/05.,0,/A1//A-/-,/, 6-8- < : $8'(4> 0D-D :08-;/23 0.,0:- /A- )$,;1..-8>,0.C1,<-;01223:-,0C.-:$801M012;-22/5= C-/A-860/A/A-251:0.C7819-:-,;80B-:0.K0C8-!U 1B5F-D $A- ;-22?,A CD Xb@ 0, 91: = 90.09>191/-8012;A5,-.7580/,256N=%131B,58<= /05.D"/0,-J0<<-:60/A:810.1C-20.-,>251:0.C<0,= /5.> 1.: ;-22 <8-,,8-8-C21/05. 71;020/0-,D $A-,<-; , <8-<18-: 1/ 1 C0F /012 :-.,0/3?:-.,-> 9-:09> 255,-@> /A-. </ 0.,0:- /A- ;-22 6A02-4-</.:-8F1;9^/A-F1;961,8-2-1,-: 17/-8 <8-,,80H1/ /A- ;-22D $A-. /A- ;-22 61,

8 Consistencia requerida entre ángulo de fricción y de dilatancia Si el material es suelto todas estas cosas pasan a la vez φ es igual a φ c La muestra reduce su volumen en el triaxial La muestra endurece para grandes deformaciones ψ es negativo (se asume nulo) E c φ 15 v ψ = 0 8