ICE Geomecánica Computacional Segundo Semestre de Programa

Transcripción

1 Pontificia Universidad Católica de Chile Escuela de Ingeniería Departamento de Ingeniería Estructural y Geotécnica ICE Geomecánica Computacional Segundo Semestre de 2016 Créditos : 10 Requisitos : ICE Elementos Finitos Compromiso del código de honor Programa Este curso adscribe el Código de Honor establecido por la Escuela de Ingeniería el que es vinculante. Todo trabajo evaluado en este curso debe ser propio. En caso de que exista colaboración permitida con otros estudiantes, el trabajo deberá referenciar y atribuir correctamente dicha contribución a quien corresponda. Como estudiante es su deber conocer la versión en línea del Código de Honor Descripción Los ingenieros geotécnicos se ven enfrentados regularmente a programas de cálculo numérico al momento de resolver problemas complejos. En este curso se presenta una introducción a la modelación numérica de problemas geomecánicos con énfasis en ingeniería geotécnica sísmica. Se estudia la modelación de problemas hidro-mecánicos mediante elementos finitos y se describen los principales modelos constitutivos usados en suelos. Además, se efectúa una introducción a la modelación en geomecánica mediante las técnicas de los elementos discretos y de los elementos espectrales. Objetivos Se espera que el alumno comprenda los aspectos fundamentales del modelamiento de problemas hidro-mecánicos (HM), tanto en condición estática como dinámica; que distinga las ventajas y limitaciones de las hipótesis y estrategias de modelación empleadas en los softwares actuales; y que sea capaz de analizar y proponer estrategias de modelación adecuadas para un problema en particular Contenido 1. Aplicación de la mecánica del continuo a suelos Representación gráfica de tensiones e invariantes Repaso de ensayos de laboratorio monotónicos: edométrico, corte directo, corte simple y triaxial. Trayectorias elementales asociadas: efecto de pre-consolidación, condiciones de drenaje y cambios de volumen. 2. Repaso de Elementos Finitos lineales elásticos 3. Modelos constitutivos 1

2 Elasto-plasticidad incremental Modelos basados en la teoría del estado crítico Modelos elementales de Plaxis Integración de modelos constitutivos Interfaces suelo-estructura y elementos especiales de Plaxis 4. Resolución de problemas hidro-mecánicos por Elementos Finitos Modelación a largo plazo estática (drenada) Modelación a corto plazo no drenada Formulación hidro-mecánica simplificada desplazamiento-presión (u-p) 5. Aplicaciones estáticas Problemas de suelos saturados Problemas de flujo en suelos parcialmente saturados Problemas acoplados 6. Aplicaciones dinámicas Condiciones de borde dinámicas Problemas de consolidación dinámica Problemas sísmicos Problemas con comportamiento casi-incompresible 7. Introducción al método de los Elementos Espectrales (opcional) De los Elementos Finitos a los Elementos Espectrales Polinomios de interpolación Cuadraturas Aplicación a problemas de propagación de ondas en medios elásticos 8. Introducción al método de los Elementos Discretos (opcional) Metodología Introducción a la mecánica de medios discontinuos Métodos suavizados Métodos no-suavizados Métodos para incorporar la no-esfericidad de partíıculas Aplicaciones a modelación de ensayos de mecánica de suelos El curso se desarrollará en clases expositivas. Cada clase tendrá una duración de 80 minutos durante la cual se presentarán los contenidos del curso, haciendo el vínculo entre los aspectos teóricos, la modelación numérica y las aplicaciones prácticas. En paralelo a las clases de cátedra, se realizarán talleres de aplicación práctica en el laboratorio de Geomecánica Computacional del Departamento de Ingeniería Estructural y Geotécnica. 2

3 Bibliografía 1. Davis, R.O. and Selvadurai, A.P.S. Plasticity and Geomechanics, Cambridge University Press, ISBN: Muir Wood, D. Geotechnical Modelling, Spon Press, ISBN: Potts, D.M. and Zdravkovic, L. Finite element analysis in geotechnical engineering: theory, Thomas Telford, ISBN: Potts, D.M. and Zdravkovic, L. Finite element analysis in geotechnical engineering: application, Thomas Telford, ISBN: Zienkiewicz, O.C., Chan, A.H.C., Pastor, M., Schrefler, B.A. and Shiomi,T. Computational Geomechanics with Special Reference to Earthquake Engineering, Wiley, ISBN: Manuales de Plaix 2d ( 3

4 Aspectos Administrativos Equipo Horario Esteban Sáez (Profesor) Oficina: Departamento de Ingeniería Estructural y Geotécnica (2 piso) Horario de atención: Lunes y Miércoles, de 13h00 a 14h00 Camilo Morales (Ayudante Cátedra) [email protected] Oficina: Departamento de Ingeniería Estructural y Geotécnica (1 piso) Horario de atención: Por fijar Jurgen Heysen (Ayudante Computación) [email protected] Horario de atención: contactar por mail Cátedra : Lunes (sala DIEG) y Miércoles (Lab. Microscopios), de 15h30 a 16h50. Laboratorio/talleres : Sala de Microscopios, Departamento de Ingeniería Estructural y Geotécnica (1 piso) Observaciones No habrá clases el día 8/08, pero habrá una sesión especial para instalación y probar Plaxis en la Sala de Microscopios. Las tareas y talleres se efectuarán con el software Plaxis. El DIEG dispone de 25 licencias que pueden ser empleadas conectando cualquier computador a la red ethernet del DIEG. Para instalar y habilitar los computadores personales, contactar al ayudante de computación. Laboratorio/talleres : se efectuarán en Sala de Microscopios, Departamento de Ingeniería Estructural y Geotécnica (1 piso). Cada alumno puede llevar su propio computador, o bien emplear alguno de los 5 equipos disponibles en la sala. 4

5 Página web Fechas importantes Interrogaciones: I1 - Miércoles 7 de Septiembre (18h30) I2 - Martes 11 de Octubre (18h30) I3 - Miércoles 9 de Noviembre (18h30) Ex - Miércoles 30 de Noviembre (8h30) El examen consiste en la presentación deun proyecto final que se definiráen el mes denoviembre Condiciones mínimas de aprobación Se debe satisfacer simultáneamente: i) El promedio de las tres mejores evaluaciones (P) debe ser mayor o igual a cuatro (4,0). Se seleccionan las tres mejores notas entre interrogaciones y examen 1. ii) La nota de tareas (T) debe ser mayor o igual que cuatro (4,0). En caso se cumplir las cuatro condiciones anteriores, la nota final del curso (NF) será calculada como: 3P +2T NF = 5 En caso contrario, la nota de reprobación será el mínimo entre i) y ii): NF = mín{p,t} 1 por supuesto que esto tiene sentido sólo si el alumno rinde las cuatro evaluaciones 5