Condiciones Iniciales y de Borde en Modelamiento de Macizos Rocosos: Aspectos Clave

Condiciones Iniciales y de Borde en Modelamiento de Macizos Rocosos

¿Qué tipo de condiciones iniciales se le pueden asignar al modelo?

Habitualmente se asume que Szz (vertical) es equivalente al peso de los terrenos suprayacentes (columna litostática). Sxx y Syy son muy difíciles de estimar, debido a los factores siguientes:

• Presiones tectónicas
• Roturas en el macizo rocoso
• Disminución del recubrimiento (erosión, periodos interglaciares)
• Tensiones residuales

Las tensiones naturales deben ser medidas in situ mediante ensayos. Las condiciones iniciales son principalmente por estados naturales del macizo o causadas por excavaciones anteriores. Asignar condiciones iniciales de tensiones nos permitirá ver el estado inicial y cómo afectará en el resultado del modelo, reduciendo el tiempo en el cálculo del equilibrio.

¿Qué tipo de condiciones de bordes se le puede asignar al modelo?

Condiciones de contorno de Esfuerzos: Fijar el estado tensional con comando bound stress.

Condiciones de contorno de Desplazamiento: Fijar la velocidad de los nodos con comando bound zvel 0. Asignar condiciones de borde, en x = 0, usar las mismas tensiones y gradiente en el comando insitu.

¿Cuál es la finalidad de las zonas tetraédricas?

Saber cómo se comportará el macizo por partes, ya que habrá zonas más pobres o sometidas a mayor stress, por lo que así podremos ver en los nodos cómo se comporta cada zona en particular (gen edge).

Enfocado al resultado del modelamiento, ¿Es bueno tener zonas tetraédricas pequeñas en todo su modelo? Fundamente por qué.

Sí, es bueno ya que nos indica de manera más específica qué sucede en cada punto, desde la superficie hasta el final. Si tuviésemos zonas tetraédricas más grandes, el estudio sería más global y no nos indicaría tan bien el comportamiento, si hay o no deslizamiento en cada zona.

Si el movimiento de los vectores es muy pequeño en las zonas tetraédricas, podríamos decir que el desplazamiento es casi nulo. Todo dependerá de las condiciones en que trabajemos.

¿Para qué se fijan las velocidades?

Para saber cómo se comporta un deslizamiento si es que lo hay. Se podría comparar con el ángulo de fricción y ver si la velocidad supera esto para generar el deslizamiento.

¿Qué son las condiciones de contorno?

Es la forma en cómo actúa el macizo, los valores que adopta en las fronteras de su dominio, como por ejemplo en las paredes de la caja roca donde esté ubicado el macizo interno estudiado.

¿Qué son las condiciones iniciales?

Especifican, por lo general, la forma de sus campos en el instante inicial, cómo se está comportando el macizo en un estado tensional inicial.

El gradiente de la tensión vertical (σzz) es el cambio en la tensión por metro, o la densidad × gravedad. En el caso de que el gradiente vertical es 0.025 MPa/m. Los gradientes horizontales son la mitad de ese valor. No hay gradientes en las direcciones x e y.

Se debe tener en cuenta que el esfuerzo en z disminuye a medida que se avanza para arriba, por lo que se debe asignar un gradiente al stress. Esto se realiza con la palabra zgrad.

poly brick 0 20 0 20 0 20

gen edge 4

prop mat 1

gravity 0 0 -10

insitu stress -2.97e5 -2.97e6 -5,94e6 0 0 0 &

zgrad 1.35e4 1.35e5 2.7e4 0 0 0

bound stress -2.97e5 -2.97e6 -5,94e6 0 0 0 &

zgrad 1.35e4 1.35e5 2.7e4 0 0 0 range x 0, y asi para todos los range ( contorno desplazamiento)

bound xvel 0 ran x 0

bound xvel 0 ran x 20, asi para todas las caras ( contorno velocidad)