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Curso de Geotecnia Computacional Plaxis 13/12/2013

CURSO DE GEOTECNIA COMPUTACIONAL PLAXIS

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Curso de Geotecnia Computacional Plaxis 13/12/2013

CONTENIDO: 1.

INTRODUCCION

2.

ESQUEMA DEL PLAXIS

3.

INTRODUCCIÓN AL PLAXIS 2D

4.

INTRODUCCIÓN AL MODELO HARDENING SOIL

5.

ANÁLISIS DE TERRAPLENES Y PRESAS

6.

ESFUERZOS INICIALES Y FACTOR DE SEGURIDAD EN PLAXIS

7.

PLAXIS PARA EXCAVACIONES

8.

FLUJO DE AGUA EN PLAXIS

9.

EL USO DE PLAXIS: DINÁMICA

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1. INTRODUCCION

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1. INTRODUCCION PLAXIS es un programa computacional de elementos finitos diseñado Específicamente para la realización de análisis de deformación y estabilidad de problemas geotécnicos.

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2. ESQUEMA DEL PLAXIS

INFOR. GENERAL CÁLCULOS

POST-PROCESO DE LOS RESULTADOS (OUTPUT)

INTROD. DE DATOS (INPUT)

CURVAS DE CARGADESPLAZAMIENTO

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2. INTRODUCCION DE DATOS (INPUT) 2.1 PROGRAMA DE INTRODUCCIÓN DE DATOS (INPUT) 2.2 GEOMETRÍA 2.3 CARGAS Y CONDICIONES DE CONTORNO 2.4 PROPIEDADES DE LOS MATERIALES 2.5 GENERACIÓN DE LA MALLA 2.6 CONDICIONES INICIALES REFERENTES AL FLUJO

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2. INTRODUCCION DE DATOS (INPUT) 2.2 GEOMETRÍA 2.2.1 PUNTOS Y LÍNEAS 2.2.2 PLACAS 2.2.3 ARTICULACIONES 2.2.4 GEOMALLAS 2.2.5 INTERFACES 2.2.6 ANCLAJES 2.2.7 TÚNELES Las geomallas son estructuras esbeltas incapaces de resistir flexiones. La única propiedad material de una geomalla es su rigidez normal (axial) elástica EA, que puede ser especificada en la base de datos de los materiales. Las geomallas pueden ser utilizadas en combinación con anclajes para simular un anclaje en el interior del suelo. Las interfaces permiten una interacción completa entre objetos

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2. INTRODUCCION DE DATOS (INPUT) 2.3 CARGAS Y CONDICIONES DE CONTORNO 2.3.1 PRESCRIPCIÓN DE DESPLAZAMIENTOS 2.3.2 FIJACIONES ESTÁNDAR 2.3.3 CARGAS REPARTIDAS 2.3.4 CARGAS PUNTUALES 2.3.5 FIJACIONES DE ROTACIÓN 2.3.6 DRENES Al seleccionar Fijaciones, Plaxis impone de forma automática al modelo geométrico un conjunto de condiciones de contorno generales. Por defecto, las cargas que se apliquen sobre el contorno de la geometría tomarán un valor de una unidad de presión perpendicular a dicho contorno. Los drenes sirven para imponer un valor nulo de las presiones intersticiales a lo largo de algunas líneas de modelo. Esta opción

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2. INTRODUCCION DE DATOS (INPUT) 2.4 PROPIEDADES DE LOS MATERIALES 2.4.1 MODELIZACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DEL SUELO 2.4.2 CONJUTO DE DATOS PARA MATERIALES SUELOS E INTERFACES 2.4.3 MODELOS CONSTITUTIVOS DE LOS MATERIALES 2.4.4 CONJUNTO DE DATOS PARA GEOMALLAS 2.4.5 CONJUNTO DE DATOS PARA ANCLAJES 2.4.6 ASIGNACION DE DATOS LOS COMPONENTES DE LA de una Los suelos y las rocas tienenA tendencia a comportarse GEOMETRÍA forma fuertemente no lineal bajo los efectos de las cargas. Sin embargo, el número de parámetros del modelo se incrementa al aumentar los niveles de sofisticación. El conocido modelo de Mohr-Coulomb puede ser considerado como una aproximación de primer orden al comportamiento real del suelo. Este modelo elástico perfectamente plástico exige 5 parámetros de entrada básicos, a saber: un módulo de Young, E, un coeficiente de Poisson, v, una cohesión, c, un ángulo de fricción, Ø i, y un ángulo de dilatancia, ѱ.

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2. INTRODUCCION DE DATOS (INPUT) 2.4 PROPIEDADES DE LOS MATERIALES 2.4.1 MODELIZACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DEL SUELO 2.4.2 CONJUTO DE DATOS PARA MATERIALES SUELOS E INTERFACES 2.4.3 MODELOS CONSTITUTIVOS DE LOS MATERIALES 2.4.4 CONJUNTO DE DATOS PARA GEOMALLAS 2.4.5 CONJUNTO DE DATOS PARA ANCLAJES 2.4.6 ASIGNACION DE DATOS LOS COMPONENTES DE LA de una Los suelos y las rocas tienenA tendencia a comportarse GEOMETRÍA forma fuertemente no lineal bajo los efectos de las cargas. Sin embargo, el número de parámetros del modelo se incrementa al aumentar los niveles de sofisticación. El conocido modelo de Mohr-Coulomb puede ser considerado como una aproximación de primer orden al comportamiento real del suelo. Este modelo elástico perfectamente plástico exige 5 parámetros de entrada básicos, a saber: un módulo de Young, E, un coeficiente de Poisson, v, una cohesión, c, un ángulo de fricción, Ø i, y un ángulo de dilatancia, ѱ.

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2. INTRODUCCION DE DATOS (INPUT) 2.5 GENERACIÓN DE LA MALLA 2.5.1 TIPO BÁSICO DE ELEMENTO 2.5.2 GRADO DE REFINAMIENTO GLOBAL 2.5.3 REFINAMIENTO GLOBAL 2.5.4 GRADO DE REFINAMIENTO LOCAL 2.5.5 REFINAMIENTO LOCAL Para crear una malla eficiente, se deberá seleccionar en primer lugar el grado de refinamiento global (Global coarseness) requerido en el submenú Mesh. Además, cuando se desee un refinamiento local se deberá empezar por el refinamiento en los dominios y después efectuar el de las líneas y finalmente el de los puntos.

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2. INTRODUCCION DE DATOS (INPUT) 2.6 CONDICIONES INICIALES 2.6.1 PESO DEL AGUA 2.6.2 NIVELES FREÁTICOS 2.6.3 CONDICIONES DE CONTORNO REFERENTES AL FLUJO 2.6.4 GENERACIÓN DE PRESIONES DE AGUA 2.6.5 CÁLCULO DE FLUJO ESTACIONARIO Una vez se ha creado el modelo geométrico y se ha generado la malla de elementos finitos, deben especificarse el estado tensional y la configuración final. Se divide en dos partes: generación de las presiones iniciales del agua y generación del campo de tensiones efectivas iniciales. El paso de uno a otro de esos módulos se efectúa por medio del conmutador. El módulo de las condiciones iniciales permite regresar al módulo de creación geométrica.

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3. CÁLCULOS 3.1 PROGRAMA DE CÁLCULOS 3.2 MENÚ DE CÁLCULOS 3.3 DEFINICIÓN DE UNA FASE DE CÁLCULO 3.4 CONSIDERACIONES GENERALES ACERCA DE LOS CÁLCULOS 3.5 PROCEDIMIENTOS DE APLICACIÓN DE LAS CARGAS POR PASOS 3.6 PARÁMETROS DE CONTROL DEL CÁLCULO 3.7 CONSTRUCCIÓN POR ETAPAS 3.8 MULTIPLICADORES DE CARGA 3.9 REDUCCIÓN FI-C (phi-c-reduction) 3.10 SELECCIÓN DE PUNTOS PARA CURVAS 3.11 EJECUCIÓN DEL PROCESO DE CÁLCULO El programa de cálculo se centra exclusivamente en los análisis 3.12 RESULTADOS GENERADOS DURANTE LOS CÁLCULOS de deformación y distingue entre un cálculo plástico (Plastic), un análisis de Consolidación (Consolidation), un análisis de Seguridad (Phi-c reduction) y un cálculo dinámico (Dynamic).

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3. CÁLCULOS 3.2 MENÚ DE CÁLCULOS

La lista de cálculos contiene solo una línea, indicada como Fase inicial, tal como se ha definido en las condiciones iniciales. Para introducir las fases se deberá presionar el botón next, luego se definirá mediante las pestañas (general, parameters y multipliers). Finalmente presionar el botón Calculate.

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3. CÁLCULOS 3.4 CONSIDERACIONES GENERALES ACERCA DE LOS CÁLCULOS 2.6.1 IDENTIFICACIÓN Y ORDENACIÓN DE LAS FASES 2.6.2 TIPOS DE CÁLCULOS Cálculo Plástico: Deberá seleccionarse la opción plástico (Plastic) para llevar a cabo un análisis de deformación elástico-plástica en el que no sea necesario tener en cuenta el exceso de presión intersticial con el tiempo. Análisis de consolidación: Se hará cuando sea necesario analizar el desarrollo o la disipación en función del tiempo de presiones intersticiales en suelos saturados de tipo arcillosos. Análisis de seguridad (Phi-c reduction): se puede realizar un análisis de seguridad en PLAXIS reduciendo los parámetros de resistencia del suelo. El cálculo de Phi-c reduction deberá ser seleccionado cuando se desee calcular un factor de seguridad global para la situación que se trate.

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3. CÁLCULOS 3.12 RESULTADOS GENERADOS DURANTE LOS CÁLCULOS Curva carga-desplazamiento: se presenta una curva carga-desplazamiento a partir de la cual puede estimarse la situación del problema (entre totalmente elástica y rotura). Por defecto, se presenta el desplazamiento del primer nodo preseleccionado.

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4. POST-PROCESO DE LOS RESULTADOS 4.1 PROGRAMA DE RESULTADOS (OUTPUT) 4.2 MENÚ DEL PROGRAMA DE RESULTADOS 4.3 DEFORMACIONES 4.4 TENSIONES 4.5 ESTRUCTURAS E INTERFACES 4.6 TABLAS DE RESULTADOS Los principales resultados que proporciona un cálculo mediante elementos finitos son los desplazamientos en los nodos y las tensiones en los puntos de tensión. El usuario debe empezar seleccionando el modelo y la fase de cálculo o el número de pasos apropiados cuyos resultados se desea ver.

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4. POST-PROCESO DE LOS RESULTADOS 4.3 DEFORMACIONES Las Deformaciones totales: (Total strains) son las deformaciones acumuladas de la geometría en los puntos de tensión al final del paso de cálculo actual representadas en un gráfico de la geometría. Esta opción puede ser seleccionada en el submenú Deformations. Las Deformaciones incrementales: (Incremental strains) son los incrementos de deformación de la geometría en los puntos de tensión que han sido calculados en el paso de cálculo actual, y se representan sobre un gráfico de la geometría. Esta opción puede ser seleccionada en el submenú Deformations.

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4. POST-PROCESO DE LOS RESULTADOS 4.4 TENSIONES El submenú de tensiones (Stresses) contiene diversas opciones para visualizar el estado tensional en el modelo de elementos finitos. Tensiones efectivas: Effective stresses son las tensiones efectivas en la geometría al final del paso de cálculo actual, y se representan sobre un gráfico de la geometría. Esta opción está en el submenú Stresses. Tensiones totales: Total stresses son las tensiones totales (es decir, las tensiones efectivas+las presiones intersticiales activas) en la geometría al final del paso de cálculo actual, y se representan sobre un gráfico de la geometría. Esta opción está en el submenú Stresses.

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4. POST-PROCESO DE LOS RESULTADOS 4.5 ESTRUCTURAS E INTERFACES Geomallas: Estos resultados pueden hacer referencia a desplazamientos y a esfuerzos, haciendo clic en el submenu Deformations y Forces. En las geomallas, los esfuerzos de tracción son siempre positivos, los esfuerzos de compresión no están permitidos en estos elementos. Tensiones totales: Total stresses son las tensiones totales (es decir, las tensiones efectivas+las presiones intersticiales activas) en la geometría al final del paso de cálculo actual, y se representan sobre un gráfico de la geometría. Esta opción está en el submenú Stresses.

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5. CURVAS DE CARGA-DESPLAZAMIENTO 5.1 PROGRAMA DE CURVAS 5.2 MENÚ DEL PROGRAMA DE CURVAS 5.3 GENERACIÓN DE CURVAS 5.4 MÚLTIPLES CURVAS EN UN SOLO GRÁFICO El programa Curvas (Curves) puede ser utilizado para el trazado de curvas de carga-desplazamiento o de tiempodesplazamiento, diagramas de tensión-deformación y trayectorias de tensión o de deformación de puntos previamente seleccionados de la geometría. Los puntos para los que se desee generar las curvas deberán ser seleccionados haciendo uso de la opcion Selec points for curves en el programa de Cálculos antes de dar inicio al proceso del cálculo.

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5. CURVAS DE CARGA-DESPLAZAMIENTO 5.3 GENERACIÓN DE CURVAS Se puede generar una nueva curva iniciando el programa Curvas (Curves) o seleccionando New en el menú File. Después de la selección aparece la ventana de Generación de curvas (Curve generation).

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5. CURVAS DE CARGA-DESPLAZAMIENTO 5.4 MÚLTIPLES CURVAS EN UN SOLO GRÁFICO Una vez se ha generado una curva, puede utilizarse la opción de añadir curva (Add curve) para generar una nueva curva en el gráfico actual

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