Tesis doctoral de Zhifeng Zhan
Basado en los datos de laboratorio y de campo y los resultados numéricos, la resistencia post-ruptura definida por burland (1990) se verifica y introduce para describir las dos etapas de ablandamiento post-ruptura de las arcillas rígidas. La primera etapa del ablandamiento está inducida por la pérdida de inter-conexión entre las partículas, o de la componente cohesiva de la resistencia a desplazamientos relativamente pequeños; la segunda etapa es debida al realineamiento gradual o reorientación de las partículas de arcilla a grandes desplazamientos y se puede llamar como pérdida gradual de la resistencia friccional. se establece un modelo constitutivo general para simular las características de ablandamiento en dos etapas de las arcillas rígidas, modificando el modelo mohr-coulomb. La formulación de este modelo es ilustrada detalladamente y luego implementada en un programa explícito de diferencia finitas flac. se aplica el nuevo modelo para simular los ensayos de laboratorio como ensayos de compresión triaxial y ensayos de corte directo. Los resultados numéricos demuestran la capacidad y eficiencia del modelo modificado de ablandamiento para reproducir el comportamiento de ablandamiento por deformación en dos etapas de las arcillas rígidas. se han realizado una serie de análisis de la rotura progresiva diferida de taludes en arcillas rígidas, utilizando el nuevo modelo de ablandamiento en dos etapas con incorporación de la resistencia de post-ruptura. Los resultados numéricos reproducen bastante bien el proceso progresivo de la rotura, la posición de la superficie de rotura y el tiempo de rotura, lo cual brinda validez adicional al nuevo modelo. Adicionalmente, se ha llevado a cabo un análisis paramétrico para demostrar la influencia general de la resistencia de post-ruptura. Los resultados demuestran que se reduce la estabilidad de los taludes con la adopción del modelo de ablandamiento de dos etapas en comparación con lo de solo una etapa, debido a la reducción más rápida de la cohesión con la deformación plástica en primera fase de ablandamiento del modelo de ablandamiento de dos etapas. el concepto de la resistencia post-ruptura y el modelo de ablandamiento en dos etapas son aplicados en la simulación numérica del famoso caso de la rotura de la presa de aznalcóllar bajo las dos hipótesis no homogéneos y homogénea. Las simulaciones reproducen bien la rotura de la presa de aznalcóllar incluyendo el proceso progresivo de la rotura, la ubicación y la forma de la superficie de deslizamiento y el desarrollo de la presión del agua en los poros, según el desarrollo del estado de la plasticidad, la velocidad de la deformación de corte, el incremento de la deformación de corte, el desplazamiento, la velocidad y parámetros de resistencia del ablandamiento. El desarrollo de la relación media de las tensiones, el factor residual, la fragilidad media, la trayectoria de tensiones media y la distribución de las tensiones de corte movilizadas y los parámetros de resistencia movilizados a lo largo de la superficie de deslizamiento, confirman el mecanismo de rotura progresiva de la presa de aznalcóllar debida principalmente al ablandamiento de la masa de arcilla azul del guadalquivir, con estos valores en el intermedio entre los valores pico y residual durante el proceso de la rotura. La rotura de la presa de aznalcóllar es sensible a la velocidad de ablandamiento de la deformación de corte plástica. finalmente, se introduce el concepto de la resistencia post-ruptura de las arcillas rígidas para derivar las soluciones analíticas para la presión límite, las tensiones, las deformaciones y campos de desplazamientos de la expansión de cavidades cilíndricas en arcillas rígidas. Los resultados de los ejemplos de cálculo y la similitud entre la solución numérica y analítica verifican la razonabilidad de la solución analítica a la expansión de la cavidad en arcillas rígidas con las características de ablandamiento de dos etapas.
Datos académicos de la tesis doctoral «Numerical modeling of delayed and progressive failure in stiff clays with two-stage softening behaviour«
- Título de la tesis: Numerical modeling of delayed and progressive failure in stiff clays with two-stage softening behaviour
- Autor: Zhifeng Zhan
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 19/06/2012
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Antonio Gesn Solé
- Tribunal
- Presidente del tribunal: sebastií Olivella pastallé
- mohamed Rouainia (vocal)
- joaquin Celma gutierrez (vocal)
- joaquín Martí rodríguez (vocal)