Analisis comparativo de excavaciones con muros pantalla diseñados mediante el metodo de elemetos finitos utilizando diferentes modelos constitutivos.

Abstract

Al pasar de los tiempos cada vez se hace más hincapié en el mundo de la ingeniería en poder reproducir con más exactitud el comportamiento de las estructuras de carácter geotécnico y en poder conocer que tan seguro son los métodos empleados para su diseño. Hoy en día existen herramientas como el programas PLAXIS que pueden ayudar en esta tarea, tomando en cuenta que este programa emplea modelos constitutivos como el Hardening Soil, Hardening Soil Small Strain, Mohr-Coulomb y Lineal Elástico, los cuales reproducen de maneras diferentes el comportamiento del suelo. Estas diferencias que pueden surgir entre un modelo y otro son producidas generalmente por los parámetros que emplean estos modelos y por la propia definición de los modelos. Para diseñar una pantalla continua de hormigón armado es preciso conocer las leyes de esfuerzo a las que va a estar sometido este elemento estructural. En esta tesina se estudia la variación de estas leyes de esfuerzos y el comportamiento de la excavación en general, dependiendo del modelo constitutivo que se ha empleado para simular el comportamiento del suelo. Para este proyecto fue escogido un caso base el cual en un primer orden fue diseñado con un método de cálculo tradicional con el objetivo de comparar los resultados obtenidos, con los resultados proporcionados con PLAXIS. Este caso base fue analizado lejos de rotura y cerca de rotura para ver el comportamiento de los modelos constitutivos en estas condiciones. En lo que concierne a los resultados obtenidos en la pantalla, se observó que cerca de rotura los modelos Mohr-Coulomb, HS y HS-SS ofrecen resultados similares, tanto para los momentos flectores como para los esfuerzos cortantes. Sin embargo, lejos de rotura predominan los valores obtenidos con los modelos HS y Mohr-Coulomb. Por otra parte, de acuerdo a los resultados obtenidos relacionados con el terreno se pudo constatar que los modelos Mohr-Coulomb y Lineal Elástico presentan comportamientos poco realistas en condiciones de descarga, en este ámbito los modelos HS y HS-SS reproducen con más detalles el comportamiento del suelo debido a que incluyen parámetros relacionados con la rigidez del mismo, que pueden simular el comportamiento del suelo en carga y descarga de una manera más precisa.