Definición de criterios de influencia entre parámetros geotécnicos y profundidad en excavaciones, mediante la aplicación de un software de elementos finitos para la grava del conglomerado de Lima Metropolitana

Abstract

La presente tesis tiene como finalidad establecer criterios de influencia entre parámetros geotécnicos y profundidad de excavaciones en suelos gravosos, mediante la aplicación de un software de elementos finitos. Para ello, se tomó como referencia a 5 estudios geotécnicos desarrollados en Lima Metropolitana (Santa Anita, San Isidro, Miraflores y San Luis), en donde se emplearon diversos ensayos con el fin de obtener parámetros necesarios para su modelación. Por ejemplo, gracias a estos estudios, se determinaron rangos a los parámetros geotécnicos (Ángulo de fricción, Cohesión y Peso Específico) que serán considerados en la modelación de los casos de estudio. De acuerdo con estos estudios, el Ángulo de Fricción oscila entre 25° y 46°; la Cohesión entre 10 kPa y 84 kPa; mientras que el Peso Específico tiene un rango de 18 kN/m3 a 24 kN/m3. Las excavaciones que serán evaluadas durante la presente investigación serán de 8m, 12m y 16m de profundidad y contarán también con rangos para el Módulo de Elasticidad (E50) y el Coeficiente de carga y descarga (Eur) necesarios para analizar el comportamiento físico del suelo.

Los resultados obtenidos luego de emplear el Modelo Constitutivo Hardening Soil, fue que conforme van incrementado los Ángulos de fricción del suelo y el Módulo de Elasticidad (E50), los desplazamientos van disminuyendo poco a poco (estamos hablando de una relación inversamente proporcional). Asimismo, existe una relación directamente proporcional entre la profundidad de excavación, el módulo de elasticidad y los desplazamientos del suelo considerando un sistema de reforzamiento anclado.

The purpose of this thesis is to establish criteria of influence between geotechnical parameters and depth of excavations in burdensome soils, through the application of finite element software. For this, 5 geotechnical studies developed in Metropolitan Lima (Santa Anita, San Isidro, Miraflores and San Luis) were taken as a reference, where various tests were used in order to obtain parameters necessary for their modeling. For example, thanks to these studies, ranges were determined for the geotechnical parameters (Angle of friction, Cohesion and Specific Weight) that will be considered in the modeling of the case studies. According to these studies, the Angle of Friction ranges from 25 ° to 46 °; Cohesion between 10 kPa and 84 kPa; while the Specific Weight has a range from 18 kN / m3 to 24 kN / m3. The excavations that will be evaluated during this investigation will be 8m, 12m and 16m deep and will also have ranges for the Modulus of Elasticity (E50) and the Coefficient of loading and unloading (Eur) necessary to analyze the physical behavior of the soil.

The results obtained after using the Hardening Soil Constitutive Model were that as the friction Angles of the soil and the Modulus of Elasticity (E50) increase, the displacements gradually decrease (we are talking about an inversely proportional relationship). Likewise, there is a directly proportional relationship between excavation depth, modulus of elasticity and soil displacements considering an anchored reinforcement system.