Comportamiento sísmico de estructuras rígidas de contención de suelos
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2010
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Abstract
En la actualidad, los métodos basados en desplazamientos admisibles son ampliamente utilizados en el diseño sísmico de estructuras de contención. Aquellos usados con mayor frecuencia en la práctica ingenieril son los propuestos por Richards y Elms (1979) y Whitman y Liao (1985), los cuales están basados en el método del bloque deslizante desarrollado por Newmark (1965). Sin embargo, estos métodos fueron desarrollados utilizando registros sísmicos que difieren sustancialmente de los observados en la zona de subducción Chilena. Además, ignoran tanto la deformabilidad del suelo como la amplificación sísmica en el relleno de trasdós. Por lo tanto, en general, no permiten predecir el mecanismo de falla por rotación ni los desplazamientos laterales sísmicos inducidos con un grado suficiente de precisión.
En esta investigación, en primer lugar, se aplicó el método del bloque deslizante a estructuras de contención utilizando registros sísmicos Chilenos. También se realizó una comparación entre los resultados obtenidos y las disposiciones de diseño vigentes en Chile en esta materia. Posteriormente, se realizaron una serie de análisis bidimensionales usando el método de elementos finitos a fin de estudiar el comportamiento sísmico de muros gravitacionales de contención apoyados tanto en roca como en arenas. Para representar el comportamiento tanto del relleno de trasdós como del suelo de fundación, se usó un modelo no lineal avanzado, mientras que para modelar la interacción sueloestructura se utilizaron elementos interfaz. A partir de los resultados numéricos obtenidos, se generaron ábacos de diseño para predecir los movimientos horizontales en la base y en el coronamiento del muro, con lo cual el giro de la estructura puede ser también estimado. Los ábacos desarrollados consideran las dimensiones del muro, las propiedades del suelo, la profundidad del depósito de fundación y las características del sismo considerado para el análisis. Palabras Clave: Muros de contención, método del bloque deslizante, método de elementos finitos, desplazamientos sísmicos, interacción suelo-estructura.
En esta investigación, en primer lugar, se aplicó el método del bloque deslizante a estructuras de contención utilizando registros sísmicos Chilenos. También se realizó una comparación entre los resultados obtenidos y las disposiciones de diseño vigentes en Chile en esta materia. Posteriormente, se realizaron una serie de análisis bidimensionales usando el método de elementos finitos a fin de estudiar el comportamiento sísmico de muros gravitacionales de contención apoyados tanto en roca como en arenas. Para representar el comportamiento tanto del relleno de trasdós como del suelo de fundación, se usó un modelo no lineal avanzado, mientras que para modelar la interacción sueloestructura se utilizaron elementos interfaz. A partir de los resultados numéricos obtenidos, se generaron ábacos de diseño para predecir los movimientos horizontales en la base y en el coronamiento del muro, con lo cual el giro de la estructura puede ser también estimado. Los ábacos desarrollados consideran las dimensiones del muro, las propiedades del suelo, la profundidad del depósito de fundación y las características del sismo considerado para el análisis. Palabras Clave: Muros de contención, método del bloque deslizante, método de elementos finitos, desplazamientos sísmicos, interacción suelo-estructura.
Description
Tesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2010