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Ensayo triaxial NO DRENADO con modelo Drucker-Prager

Monday 25 July 2011, by Esteban Saez, PhD

El objetivo del presente tutorial es ilustrar la modelación de un ensayo triaxial no drenado.

Al igual que el ejemplo drenado, emplearemos una idealización de un ensayo triaxial por medio de un cubo correspondiente a 1/8 de la probeta real para emplear condiciones de simetría.

Por tratarse de un caso saturado no drenado, emplearemos una modelación 3D hidro-mecánica (HM). Dentro de las opciones disponibles en Code_Aster emplearemos el enfoque u-p , que consiste en considerar los 3 grados de libertad mecánicos por nodo + 1 grado de libertad de presión del fluido intersticial en el nodo.

  • Malla: desde el punto de vista de la generación de la malla, se sigue el mismo procedimiento del cubo 3D para caso drenado, pero cambiando la topología de hexa8 a hexa20, es decir, empleando funciones de interpolación cuadráticas. En efecto Code_Aster en hidro-mecánica sólo trabaja con elementos de segundo orden, empleando los nodos lineales y cuadráticos para los desplazamientos y sólo los lineales para las presiones. La generación de la malla cuadrática es directa en Salome: en el módulo mesh->Modification->Convert to/from quadratic, luego seleccionar la malla lineal y la opción Convert to quadratic. Para imponer las condiciones de borde, se generaron 6 grupos de mallas (caras en este caso): ’tapa’, ’base’, ’xNeg’, ’xPos’, ’yPos’ y ’yNeg’. Además, se generó un grupo de nodos ’A’ para imprimir resultados en archivos de texto. Se deja al lector introducir estas modificaciones a partir del cubo para le caso drenado
  • Modelación: fuera del ajuste del tipo de modelación y de algunos parámetros adicionales, la lógica del cálculo es la misma del caso drenaje. Se recomienda leer detalladamente los comentarios del archivo *.comm para comprender las hipótesis y la estrategia de modelación.
  • Resultados: la figura siguiente ilustra la respuesta del modelo en comparación al caso drenado: Las respuetas en el plano q-\varepsilon_a ponen de manifiesto la diferencias entre uno y otro caso, en efecto en el caso no-drenado la generación de presión de poros reduce los esfuerzos efectivos de forma que el límite elástico se alcanza para deformaciones menore. Las respuestas en el plano q-p' corresponden a las esperadas de acuerdo a las condiciones de carga. Finalmente, para el caso no drenado la curva u_w-\varepsilon_a muestra las características contractivas del modelo en rango elástico y luego dilatantes en plasticidad. La figura \varepsilon_v-\varepsilon_a permite verificar la naturaleza no drenada de la respuesta y la tendencia de la variación de volumen para el caso drenado.

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