Desempeño del continuo de Cosserat para tener en cuenta efectos de escala en un ensayo de corte directo

Alfonso Mariano Ramos Cañón, Luis Felipe Prada Sarmiento

Resumen


Los resultados del ensayo de corte directo tanto a nivel experimental como en simulaciones con elementos discretos se ven afectados por la escala, es decir los resultados dependen del tamaño de las partículas y de la caja de corte. El geotecnista tiene que utilizar los resultados de los ensayos de laboratorio a escala pequeña en problemas a escala natural. En este trabajo se implementa en elementos finitos el modelo constitutivo hipoplástico basado en el continuo de Cosserat y se muestra la capacidad de simular algunos de los efectos asociados con el tamaño de escala por la introducción de una longitud característica. El continuo de Cosserat introduce la rotación como cuerpo rígido de los elementos como grado de libertad adicional al continuo convencional presentando asimetría en el tensor de esfuerzos. Se encuentra que 1. El material desarrolla mayor rigidez inicial y alcanza más rápido la resistencia pico en cajas de corte pequeñas o en materiales cuyas partículas son más grandes. 2. La resistencia residual no depende del tamaño de la caja ni del tamaño de partícula 3. Se subestima el ángulo de fricción pico cuando se calcula con medidas en el contorno comparadas con las obtenidas en la zona de corte.

Palabras clave


Continuo de Cosserat, Elementos Finitos, Ensayo de Corte Directo, Continuo de Boltzmann.

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DOI: https://doi.org/10.24050/reia.v0i0.580

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