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Title: Evaluación del modelo constitutivo PDMY02 para capturar la respuesta de suelos sometidos a cargas cíclicas.
Authors: Manzur Guevara, Diego
Adviser: Zapata-Medina, David G.
Keywords : Simulación numérica
Estabilidad de las construcciones
Modelo PDMY02
Numerical simulation
Stability of constructions
Issue Date: 2018
Publisher: Universidad EIA
Abstract: La simulación numérica alrededor de proyectos geotécnicos se está convirtiendo gradualmente en una herramienta principal para diseñar estructuras con una filosofía de diseño basada en desempeño que permite no solo determinar la estabilidad de las construcciones, sino también una respuesta contra diferentes condiciones de carga, como sísmica, eólica o marítima. que son capaces de crear condiciones únicas que fuerzan al elemento de las estructuras a funcionar de formas diferentes a las que fueron diseñadas. Con esto en mente, un grupo de ecuaciones matemáticas deben ser capaces de reproducir la respuesta mecánica en diferentes condiciones de carga y capturar los cambios internos en el suelo y su comportamiento. Es por esto que se selecciona un modelo constitutivo basado en múltiples superficies de fluencia para tratar de capturar la respuesta mecánica de una arena que proviene de Manta, Ecuador, en condiciones monótonas y cíclicas y comparar los resultados numéricos con datos de pruebas de laboratorio. El modelo constitutivo propuesto para este estudio es el modelo Pressure Depend Multi Yield 02 (PDMY02) desarrollado por el profesor Ahmed Elgamal en UCSD, el que considera múltiples superficies de fluencia para obtener una respuesta mecánica diferente en diferentes condiciones de esfuerzo-deformación (p. Ej. Dilatancia o comportamiento contractivo del suelo). Tomando en consideración la formulación matemática del modelo PDMY02, la capacidad de reproducir diferentes esfuerzos hizo que este modelo sea capaz de determinar el inicio de la licuefacción y predecir los asentamientos inducidos debido a eventos sísmicos, producto del exceso de disipación de la presión del agua intersticial. El caso de estudio presentado en esta investigación, el suburbio de Tarqui, ubicado en la ciudad de Manta, el 16 de abril de 2016 se vio afectado por un terremoto de magnitud 7.8 en la escala de Richter, y sobre este lugar, se desarrolló un proceso de licuación, donde daños en edificios estructurales como carretera o puertos fueron producidos. Este trabajo presenta los resultados de una optimización manual de los parámetros del modelo constitutivo PDMY02 para tres pruebas de TXC monotónicas y para seis pruebas de TXC cíclicas, una simulación numérica preliminar de la respuesta de campo libre basada en la calibración triaxial cíclica. En general, el modelo presenta una respuesta precisa en la fase de contracción, con una sobre predicción de la respuesta a extensión, y es capaz de predecir en un análisis inicial, el inicio de la licuefacción y el comportamiento posterior a dicho fenómeno.
Abstract (English): Numerical simulation around geotechnical projects is gradually becoming a main tool to design structures with a performance-based design philosophy that allows not only to determine the stability of constructions, but also a response against a different load conditions, like seismic, wind or marine loads, that are able to create unique conditions that force the elements of the structures to work in different ways to those that were designed. With that in mind, a group of mathematical equations must be capable to reproduce the mechanical response at different loading conditions and capture the internal changes in soil materials and its behavior. That is why a constitutive model based on multiple yield surface concept is selected to try to capture the mechanical response of a sand that comes from Manta, Ecuador, under monotonic and cyclic conditions and compare the numerical results with a laboratory test data. The constitutive model proposed for this study is Pressure Depend Multi Yield 02 model (PDMY02) developed by professor Ahmed Elgamal in UCSD, it takes into account multiple yield surfaces to get a different mechanical response at different stress-strains conditions (e.g. dilatancy or contractive soil behaviors). Taking into consideration the mathematical formulation of PDMY02 model, the capacity to reproduce different stress made this model capable of determining the onset of liquefaction and predict the induced settlements due to seismic events caused by excess pore water pressure dissipation. The case of study presented in this research, Tarqui suburb, which is located in Manta city, in April 16th of 2016 was affected by a 7.8 Richter scale magnitude earthquake, and over this location, a liquefaction process was developed, where damages on structural buildings as road or ports were produced. This work presents the results of a manual optimization of PDMY02 constitutive model parameters for three monotonic TXC tests and for six cyclic TXC tests, a preliminary numerical simulation of free field response based on cyclic triaxial calibration. In general, the model presents an accurate response in the contraction phase, with an overprediction of extension response, and a capability to predict in an initial analysis, the onset of liquefaction and post liquefaction behavior.
Description: 140 páginas
URI: http://repository.eia.edu.co/handle/11190/2099
Citation: Manzur Guevara, D. (2018) Evaluación del modelo constitutivo PDMY02 para capturar la respuesta de suelos sometidos a cargas cíclicas (Trabajo de grado). Recuperado de: http://repository.eia.edu.co/handle/11190/2099
Location: CIVI00513
Appears in Collections:Ingeniería Civil

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