Tesis doctoral de Mila Enriqueta Sanchez Morles
Resumen esta tesis doctoral ha sido llevada a cabo con el objetivo de desarrollar una metodología, eficaz y precisa, para la modelización numérica de los geomateriales fluidificados, aplicable a la simulación de la propagación de los deslizamientos rápidos de ladera, específicamente a los flujos de derrubios se presenta en este trabajo un modelo para la simulación de flujos de derrubios y otros fenómenos similares que consta de tres componentes. La primera, el modelo matemático, una formulación integrada en profundidad, acoplada, no lineal, planteada en una forma «pseudo-lagrangiana», donde se cumplen los principios fundamentales de la conservación de la masa y del momento lineal en el contexto de la mecánica del continuo. La segunda, el modelo reológico, que aporta una expresión matemática adicional al sistema anterior, en la que están relacionadas las tensiones y las velocidades de deformación. Se han asociado las siguientes leyes reológicas: friccional puro, voellmy, bingham puro y bingham con evolución. La tercera, el modelo numérico, con el que se realiza la integración en el espacio y en el tiempo del sistema de ecuaciones diferenciales hiperbólico de primer orden, que conforman el modelo matemático y el reológico. El esquema de resolución está basado en un método lagrangiano «sin malla» conocido como smoothed particle hydrodynamic (sph). la metodología ha sido validada mediante la reproducción de pruebas tipo con solución teórica, pruebas de laboratorio ejecutadas bajo condiciones controladas y varios eventos reales empleando la técnica del back-analysis. El primer tipo de prueba consistió en el análisis del problema de rotura de una presa, el fenómeno logró ser representado con excelente precisión, sin oscilaciones ni otras distorsiones, confirmando la estabilidad numérica del sph. En el segundo tipo de aplicación se simuló el flujo de una arena seca sobre un canal inclinado con fondo irregular, utilizando los datos de dos ensayos experimentales realizados en el usgs (iverson et al. 2004), los resultados obtenidos se ajustan muy bien al comportamiento observado en el laboratorio, la forma, extensión y espesores del material durante el movimiento concuerdan con las mediciones realizadas. En el tercero, se estudiaron tres flujos de derrubios ocurridos en hong kong: fei tsui y shun wan en agosto de 1995 y lo way en agosto de 2005, al igual que en las pruebas anteriores los valores simulados se ajustaron satisfactoriamente a los datos reales. Estos resultados demuestran que las ecuaciones integradas en profundidad describen adecuadamente la física del fenómeno, y que el método numérico sph las resuelve adecuadamente. el modelo de simulación integrado en profundidad sph, proporciona los parámetros fundamentales en la zonificación de riesgos y en el diseño de medidas estructurales de prevención y mitigación tanto a corto como a largo plazo, como son la velocidad, la longitud y extensión del movimiento y la profundidad del flujo.
Datos académicos de la tesis doctoral «Modelación de flujos de derrubios empleando el método sph. aplicación a casos reales.«
- Título de la tesis: Modelación de flujos de derrubios empleando el método sph. aplicación a casos reales.
- Autor: Mila Enriqueta Sanchez Morles
- Universidad: Politécnica de Madrid
- Fecha de lectura de la tesis: 03/12/2009
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Manuel Romana García
- Tribunal
- Presidente del tribunal: Antonio Soriano peña
- pablo Mira mc williams (vocal)
- bouchra Haddad (vocal)
- Fernando Pardo de santayana carrillo (vocal)