Estudio numérico del surgimiento de inestabilidades en materiales granulares

Abstract

Este trabajo considera una amplia base de análisis teóricos y simulaciones numéricas con el propósito de profundizar en el conocimiento del proceso de pérdida de estabilidad mecánica en materiales granulares. De esta manera, se pretende comprender los mecanismos de surgimiento de los diferentes tipos de inestabilidad y la aparición final de los modos de falla difusa y localizada. Entre los diferentes aspectos relacionados con el problema de aparición de la falla material, a tener en cuenta para evaluar la conexión con el proceso de inestabilidad, se consideran la relación de vacíos y el estado de esfuerzo iniciales, la variabilidad espacial del material, la relación entre las trayectorias de esfuerzos y la evolución de la anisotropía de fábrica, los cuales inciden en la tendencia contractante-dilatante del material, además de su condición de drenaje.Por primera vez es propuesto un marco unificado de inestabilidad en condición multiaxial, lo que permite establecer que la falla material obedece a un esquema evolutivo de eventos de inestabilidad. Con este enfoque se puede detectar el surgimiento de los procesos de inestabilidad bajo cualquier condición de dilatancia y de drenaje del material granular, a través del seguimiento del comportamiento de variables de estado elastoplásticas tales como el módulo de endurecimiento generalizado y los coeficientes de dilatancia y fricción.