Aplicación de campos estocásticos en problemas de geotecnia

Abstract

Este trabajo se enfoca en el análisis probabilístico de problemas de estabilidad de taludes y de asentamientos producidos en zapatas rígidas apoyadas en suelos deformables. Para este propósito son estudiados y combinados modelos matemáticos basados en el Método de los Elementos Finitos (MEF), método de Montecarlo (MC) y en el procedimiento de Subdivisión de Media Local (LAS). La metodología LAS se utiliza para generar campos estocásticos que representen apropiadamente las incertidumbres asociadas a las propiedades de los materiales. La utilización del MEF permite obtener la respuesta numérica del problema en términos de desplazamientos y tensiones. La plasticidad del suelo puede ser incluida a través de un algoritmo visco-plástico conjuntamente con el criterio de plastificación de Mohr-Coulomb. Los procedimientos LAS y MEF están incorporados dentro del marco de análisis del método de Montecarlo, donde cada análisis requiere la ejecución de varias simulaciones numéricas del problema en cuestión. Todo esto a fin de cuantificar una probabilidad de falla y el asentamiento más probable a ocurrir en el caso de problemas de cimentaciones. De los estudios realizados, se sugiere utilizar al menos 4000 y 500 simulaciones para los problemas del talud y zapata, respectivamente, a fin de obtener resultados estables y confiables. Los resultados obtenidos muestran que la probabilidad de falla para el talud estudiado está alrededor de 0.18, mientras que el asentamiento más probable a ocurrir para un sistema suelo-zapata en condiciones de servicio está alrededor de 1.96 cm.

Keywords

• Campos estocásticos
• elementos finitos
• análisis probabilístico
• geotecnia