Análisis por elementos finitos de las infraestructuras de contención de tierras y la influencia del agua en su diseño

Résumé

Actualmente no se dispone de una descripción teórica completa de las acciones del terreno que actúan sobre muros de contención. La potencia de los programas de elementos finitos disponibles en el mercado, así como la capacidad de cálculo de los procesadores actuales, permiten realizar simulaciones realistas de los empujes, cuyos resultados pueden ser comparados con los obteidos mediante las teorías clásicas. El objetivo es generar un modelo que simule un muro de hormigón en masa junto con el terreno circundante, mediante el programa de elementos finitos ANSYS. Dicho modelo se somete a variaciones en las caracteristicas del terreno y en su configuración geométrica para analizar los resultados obtenidos. Una vez construido y testado, el modelo generado tendrá utilidad a efectos prácticos en cuanto a la posibilidad de calcular los empujes de un muro cualquiera, sin más que variar ciertos parámetros. Para conseguir los objetivos propuestos se realiza un trabajo de simulación, empleando la potencia del software de elementos finitos seleccionado (ANSYS, versión Universitaria 5.6) y de computación. Se considera el criterio de plastificación de Drucker-Prager para el terreno, asi como las interacciones existentes entre el muro y el suelo, caracterizadas mediante elementos de rozamiento. La investigación se centró en los parámetros geotécnicos del suelo, (cohesión, módulo de elasticidad y ángulo de rozamiento interno), modificación de las dimensiones del muro, influencia del ángulo de talud e influencia de la presencia de aguas en el terreno. La modificación sistemática de cada uno de los parámetros geotécnicos y el posterior análisis de los resultados, tanto en empujes com en desplazamientos, permitieron concluir que el ángulo de rozamiento interno del terreno, cuando éste no se plastifica, no incide en la acciones que provoca sobre los muros analizados, al contrario de lo que suponen las teorías clás