3.1.2 Archivo de comandos dinámico

El archivo de comandos dinámica es muy similar al estático con algunas modificaciones importantes: código de ejecución, cronología, curvas de carga, condiciones iniciales y desequilibrios, gravedad:

dynamic: homogeneous soil, ECP model, dry case
   64 1001111 3    6         2                                                       * NUMNP/IDDL/NEGNL/MODEX/IDGEOM
    1    2                                                                           * IDYNAM/IMASS
10000     0.001       0.0    10.000    0        0.    0        1.                    * NPASDT/DTINIT/DATDEB/DATFIN/IDTVRB/DTTOL/NCNTR/DATFIN_P
   10  100    0
99991    0    0  -15   11    .0010    .0100
   10     0.625     0.375                                                            * IOPE/OPVAR
    0
    2    1    0    1                                                                 * NPB/IDC/IVC/IAC
    2    2   62   62 
         1         1
        0.        0.     -9.81     1000.        0.
    0    1 1680    0    0    0                                                       * NCHARG/NCOURB/NPTM/NRTNU/NDIMP/JACCE
         1         2      1680       0.0         0
        0.   0.01000                                                                 * Friuli (1976)
  0.000000 -0.032566 -0.049577 -0.039870 -0.012122  0.012057  0.017172  0.019081
  0.027732  0.030825  ...
       ... -0.054087 -0.051502 -0.049276  0.000000  0.000000  0.000000  0.000000
    0    2                                                                           * ICON/IDESEQ
         0         0         0                                                       
   2  30   1   0   3   2   4   0   0   2   0   0   1   2   2   1   0   0   0   0     * Homogenous soil (NPAR(8)=0)
    1     1755.      0.00        0.        1.        1.                              * Toyoura sand, Dr=38\%
   444.0E6  222.36E6       0.4    -31.00      -31.    -43.00  -1.800E6    4.0E-3
      0.20    1.0E-4       1.0    5.0E-3     3.E-2       0.8    6.0E-2       3.5
    3.0E-2     1.E-3       0.0       1.0       0.2   1000.E6    500.E6        -2
       100     1.E-4     1.E-4     1.E-4      0.50        0.        0.        0.
                  1.        0.     -1.E6 
    1    1    1    1 
         0
         1         0         0
   2   1   1   0   3   2   4   0   0   2   0   0   1   2   1   1   0   0   0   0      * bedrock
    1     2000.       0.00                
  5305.0E6       0.3       30.     1.E50       30.       0.7     1.E-2     1.E-2
     0.E-0
         0
         1         0         0
   8   1   1   0   3   2   0   0   0   2   0   0   0   3   1   1               1     * Paraxial: NPAR(1)=8, NPAR(14)=3
    1     2000.
  5305.0E6       0.3
    .00010       0.0        0.        0.         1         1      0.00      0.00     * AMPLS/AMPLP/THETAS/THETAP/NCRH/NCRH/YP/ZP
         1         0         0
123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890

Ya que se trata de retomar un cálculo dinámico a partir de un cálculo estático empleamos la opción MODEX=6. Se guardarán las fuerzas internas y se pondrán en cero las deformaciones, desplazamientos, velocidades y aceleraciones ya que se trata de un estudio de una perturbación dinámica entorno al caso estático.

Como se trata de un cálculo dinámico, empleamos la opción IDYNAM=1 con un operador de masas consistentes (IMASS=18).

En términos de cronología, se efectuarán NPASDT=10000 pasos, con un intervalo de DTINIT=0.001. Si el cálculo comienza en DATDEB=0.0, terminará para DATFIN=10.0. Para retomar el cálculo anterior, leeremos los datos del cálculo previo en DATFIN_P=1.0².

Emplearemos un algoritmo de integración en tiempo de tipo Newmark implícito/explícito debido a que hay elementos paraxiales (integrados explícitamente). Emplearemos parámetros $\beta$ y $\gamma$ de Newmark no óptimos para incorporar cierto amortiguamiento numérico en el caso elástico.

Para caracterizar las frecuencias fundamentales del perfil calcularemos razones espectrales entre dos puntos. Conviene hacer este cálculo con un paso en tiempo tan fino como sea posible. Para evitar generar un archivo binario innecesariamente grande, gravaremos la respuesta en ciertos nodos un poco más fina en un archivo de texto PREFIJO.ndrs. En este caso, hemos seleccionado dos nodos (NPB=2) y escribiremos sólo los desplazamientos y aceleraciones (IDC=IAC=1). Los nodos seleccionados son los números 2 (en campo libre) y el 62 (en la interfaz suelo/roca).

No emplearemos cargas nodales (NCHARG) ni grados de libertad impuestos (NDIMP=0), pero aprovecharemos de definir una curva (NCOURB=1). Esta curva definirá la aceleración impuesta en la base mediante los elementos paraxiales y representa por lo tanto el campo incidente en términos de aceleraciones. En este ejemplo hemos empleado el sismo de Friuli (1976), registrado en un afloramiento rocoso.

Asumiremos condiciones iniciales nodales nulas (ICON=0), pero emplearemos los valores del cálculo precedente (esfuerzos y memoria del material) para calcular las fuerzas internas del modelo y establecerlas como punto de partida (IDESEQ=2). Con esta opción el programa calcula las fuerzas nodales correspondientes al campo de esfuerzos leído y ``las equilibra'' generando cargas ficticias internas. Si el modelo no ser cargara, los campos de esfuerzos no evolucionarían. Si no se empleara esta opción, el programa comenzaría a iterar para buscar un equilibrio compatible con lar cargas aplicadas. Como no hay gravedad u otras fuerzas, se modificaría el estado del suelo en forma errónea.

Tanto en la definición del suelo como de la roca se ha optado por la opción NPAR(8)=0 para no considerar las fuerzas de gravedad. Los parámetros generales del material (densidad y porosidad), así como los de cada modelo (ECP o Mohr-Coulomb) o se modifican en el caso dinámico. La opción ICOUCH vale 0 ya que no se requiere inicializar los modelos, los esfuerzos serán obtenidos directamente del cálculo precedente.

Finalmente aparece en el archivo como tercer grupo los elementos paraxiales. En general, en GEFDyn siempre pueden aparecer y desparecer grupos de un cálculo a otro, pero hay que tener presente que la numeración del programa es relativa al ``orden de aparición'' en el archivo de comandos. En este caso se agrega al final ya que como es un grupo paraxial no tiene ``memoria'' (no tiene esfuezos internos provenientes de un cálculo anterior), los grupos $1$ y $2$ mantienen su orden relativo. Si por ejemplo en el cálculo de inicialización hubiera habido un grupo a ser excavado, éste debería haber ido como último grupo. Entonces, desaparece cuando se retoma el cálculo y aparece como último grupo los paraxiales.

En relación al grupo paraxial 2D, este tipo de elemento corresponde al código NPAR(1)=8. Como se emplearán para imponer un campo incidente de tipo plano, se utiliza la opción NPAR(14)=3 (onda plana arbitraria). La definición de sus propiedades materiales debe coincidir con la del grupo elástico adyacente, la roca elástica en este caso (módulo de elasticidad y de Poisson). Además, la numeración de los nodo debe inducir una normal que apunte hacia el interior de la malla. Respecto a la definición del campo incidente, se empleará una valor muy pequeño para la ondas S AMPLS=0.00010 de forma de garantizar un comportamiento elástico (lo modificaremos más adelante). La amplitud de las ondas P se asume nula (AMPLP=0.0) y supondremos una incidencia perfectamente normal al elemento paraxial (THETAS=0.0). La curva que define a la onda plana incidente es la NCRH=1 (aceleración horizontal) y las coordenadas del punto de control son YP=ZP=0.0. Esta coordenada del punto de control es empleada durante la deconvolución de la se?al incidente y el cálculo del retardo eventual acorde con la ubicación del elemento paraxial en la malla.

Notas al pie

...DATFIN_P=1.0²

En este ejemplo este valor coincide con el valor final del cálculo estático, pero podría efectuarse a partir de cualquier paso gravado en el cálculo previo.