Aplicación de la aproximación de continuo de la discontinuidad fuerte al análisis del fallo material de estructuras tridimensionales

S. BLANCO, A.E. HUESPE, J. OLIVER

Granada, España

Congreso; Congreso de Métodos Numéricos en Ingeniería 2005; 2005

Sociedades de métodos numéricos española (SEMNI) y portuguesa (APMTAC),

El presente trabajo resume las mejoras realizadas en la aproximación de continuo de la discontinuidad fuerte [1] al ser aplicada al análisis del fallo material en sólidos tridimensionales. La principal dificultad a resolver ha sido la falta de estabilidad y de convergencia que tiene lugar cuando la pérdida de elipticidad se extiende por una parte importante del dominio de estudio. La necesidad de resolver este problema llevó al desarrollo de una nueva formulación simétrica de elementos finitos y de un nuevo algoritmo de integración: el algoritmo de integración implícito-explícito [2]. Las nuevas herramientas introducidas garantizan la estabilidad de la aproximación pero con el coste de tener que reducir el tamaño de paso para obtener la misma exactitud que con el método puramente implícito. Para determinar este tamaño de paso óptimo de manera automática se ha desarrollado un algoritmo de control basado en limitar el incremento máximo de las variables internas tipo deformación. A su vez, otra mejora realizada destinada a enriquecer la aproximación ha sido un nuevo método de control de arco aplicado sobre el campo de los desplazamientos. Gracias a estas mejoras la aproximación de continuo de la discontinuidad fuerte se ha convertido en una herramienta capaz de afrontar el análisis del fallo material de estructuras tridimensionales complejas. Como ejemplos de aplicación se proponen el análisis de dos presas [3]: la presa de Scalere en Italia y la presa de Alqueva en Portugal. En la primera se ha analizado la seguridad de la estructura frente a avenidas de agua, teniendo en cuenta los procesos de fractura hidráulica. En el segundo caso, el análisis se ha centrado en modelizar la respuesta de la presa frente a un deslizamiento diferencial de la fundación según la orientación marcada por una falla geológica