Consolidación elastoplástica con deformaciones finitas. Implementación con elementos finitos y ejemplos numéricos

Abstract

En un programa de elementos finitos se implementa un modelo matematico para la consolidacion elastoplastica con deformaciones finitas en un medio representativo de un suelo totalmente saturado. El tratamiento algoritmico de la elasticidad en deformaciones finitas para la fase solida esta basado en una des- composicion multiplicativa y acoplado con el algoritmo de ujo del uido mediante la presion intersticial de Kirchhoff. Se utiliza una formulacion mixta de elementos finitos con dos campos en que los desplazamientos nodales del solido y las presiones nodales de agua en los poros estan acoplados mediante las ecuaciones de equilibrio de masa y cantidad de movimiento. La ley de comportamiento de la fase solida se representa mediante una teoria de tipo Cam-Clay modificada, formulada en el espacio de las tensiones principales de Kirchhoff, y se utiliza una aplicacion de retorno que se lleva a cabo en el espacio de deformaciones definido por los invariantes de los alargamientos elasticos logaritmicos principales. El comportamiento de la fase uida se representa mediante una ley de Darcy generalizada formulada respecto a la configuracion actual. El modelo de elementos finitos es completamente linealizable con exactitud. Se presentan varios ejemplos numericos con y sin efectos de deformaciones finitas para demostrar el impacto de la no linealidad geometrica en las correspondientes respuestas. El articulo analiza con un estudio del comportamiento del modelo de elementos finitos en relacion con la precision y la estabilidad numerica.

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