Predicción de Propiedades Mecánicas y Reológicas de Suelos Usando Teoría de Percolación

Hdl Handle:
http://hdl.handle.net/11285/567128
Title:
Predicción de Propiedades Mecánicas y Reológicas de Suelos Usando Teoría de Percolación
Authors:
De la Luz Pérez Rea, María
Issue Date:
2005-01-01
Abstract:
Con el desarrollo de nuevas técnicas experimentales, ha sido posible el estudio de la estructura de sistemás desordenados y la profundización del conocimiento, así como la predicción, de muchas de sus propiedades. Los conceptos de teoría de percolación han jugado uno de los papeles más significativos en el entendimiento de estas nuevas técnicas. La razón más importante para el rápido desarrollo de estos métodos es que se ha apreciado el papel de la interconectividad de los elementos microscópicos y sus efectos en las propiedades macroscópicas. Esto ha sido posible a través del desarrollo y aplicación de teoría de percolación, sin embargo, no siempre ha sido posible comparar las predicciones con los datos y aÚn más, no siempre se ha podido establecer una precisión cuantitativa de las predicciones. En Mecánica de Suelos, las tentativas para definir el comportamiento de los suelos no saturados han estado basadas en una comprensión empírica de los fenómenos y en la utilización de aproximaciones teóricas simples pero siempre de manera macroestructural. Se ha comprobado que el comportamiento de los suelos está influenciado por los siguientes factores: cantidad y tipo de minerales, naturaleza del fluido intersticial que ocupa los poros, peso unitario, estructura de los componentes del suelo, succión, variaciones en la humedad y las condiciones de esfuerzo. Además, el suelo es un medio poroso "desordenado" y complejo al cual se le pueden observar al menos tres fases: sólida, líquida y gaseosa. El objetivo de este trabajo es predecir ciertas propiedades mecánicas macroestructurales como el módulo elástico y el módulo de Poisson abordando la modelación de la estructura microscópica del suelo con teoría de percolación utilizando redes rectangulares y hexagonales que toman en cuenta ciertas propiedades microestructurales tales como la disposición, tamaño y forma de las partículas de arcilla. Las microrredes fueron sujetas a un esfuerzo externo y se asumió que cada uno de sus componentes tiene un comportamiento elástico individual. El comportamiento esfuerzo-deformación de la red completa se analizó a través del método del elemento finito (MEF). El modelo de predicción fue calibrado mediante determinaciones de las propiedades elásticas del suelo en el laboratorio, arrojando resultados aceptables. La precisión de las predicciones es de alrededor del 72%, lo cual es muy bueno, considerando que los coeficientes de correlación para la mayoría de las propiedades geotécnicas de los suelos son aproximadamente del 40%. Una contribución importante de este trabajo es que se observó que la transmisión de esfuerzos entre los granos de suelo no se realiza Únicamente a través de los puntos de contacto, sino que existe una contribución de la fase líquida en forma de efecto viscoso, lo cual es parte fundamental de la teoría de la consolidación. La posibilidad de utilizar la teoría de percolación para la modelación del comportamiento mecánico del suelo, abre nuevos horizontes dentro de la Mecánica de Suelos tradicional que sin duda será aceptado por algunos y rechazado por muchos que clasifican a éstos, como métodos "suaves" de modelación.
Keywords:
Predicción de Propiedades Mecánicas y Reológicas de Suelos; Teoría de Percolación; Elementos Microscópicos; Propiedades Macroscópicas
Degree Program:
Doctorado en Ciencias e Ingeniería de los Materiales
Advisors:
Dr. Víctor M. Castaño Meneses
Committee Member / Sinodal:
Dr. Joaquín Oseguera Peña; Dr. Armando Bravo Ortega; Dra. Olimpia Salas Martínez; Dr. Serguei Kanaoun Mironov
Degree Level:
Doctor en Ciencias e Ingeniería de los Materiales
School:
Doctorado en Ciencias e Ingeniería de los Materiales
Campus Program:
Campus Estado de México
Discipline:
Ingeniería y Ciencias Aplicadas / Engineering & Applied Sciences
Appears in Collections:
Ciencias Exactas

Full metadata record

DC FieldValue Language
dc.contributor.advisorDr. Víctor M. Castaño Meneseses
dc.contributor.authorDe la Luz Pérez Rea, Maríaen
dc.date.accessioned2015-08-17T09:29:53Zen
dc.date.available2015-08-17T09:29:53Zen
dc.date.issued2005-01-01en
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11285/567128en
dc.description.abstractCon el desarrollo de nuevas técnicas experimentales, ha sido posible el estudio de la estructura de sistemás desordenados y la profundización del conocimiento, así como la predicción, de muchas de sus propiedades. Los conceptos de teoría de percolación han jugado uno de los papeles más significativos en el entendimiento de estas nuevas técnicas. La razón más importante para el rápido desarrollo de estos métodos es que se ha apreciado el papel de la interconectividad de los elementos microscópicos y sus efectos en las propiedades macroscópicas. Esto ha sido posible a través del desarrollo y aplicación de teoría de percolación, sin embargo, no siempre ha sido posible comparar las predicciones con los datos y aÚn más, no siempre se ha podido establecer una precisión cuantitativa de las predicciones. En Mecánica de Suelos, las tentativas para definir el comportamiento de los suelos no saturados han estado basadas en una comprensión empírica de los fenómenos y en la utilización de aproximaciones teóricas simples pero siempre de manera macroestructural. Se ha comprobado que el comportamiento de los suelos está influenciado por los siguientes factores: cantidad y tipo de minerales, naturaleza del fluido intersticial que ocupa los poros, peso unitario, estructura de los componentes del suelo, succión, variaciones en la humedad y las condiciones de esfuerzo. Además, el suelo es un medio poroso "desordenado" y complejo al cual se le pueden observar al menos tres fases: sólida, líquida y gaseosa. El objetivo de este trabajo es predecir ciertas propiedades mecánicas macroestructurales como el módulo elástico y el módulo de Poisson abordando la modelación de la estructura microscópica del suelo con teoría de percolación utilizando redes rectangulares y hexagonales que toman en cuenta ciertas propiedades microestructurales tales como la disposición, tamaño y forma de las partículas de arcilla. Las microrredes fueron sujetas a un esfuerzo externo y se asumió que cada uno de sus componentes tiene un comportamiento elástico individual. El comportamiento esfuerzo-deformación de la red completa se analizó a través del método del elemento finito (MEF). El modelo de predicción fue calibrado mediante determinaciones de las propiedades elásticas del suelo en el laboratorio, arrojando resultados aceptables. La precisión de las predicciones es de alrededor del 72%, lo cual es muy bueno, considerando que los coeficientes de correlación para la mayoría de las propiedades geotécnicas de los suelos son aproximadamente del 40%. Una contribución importante de este trabajo es que se observó que la transmisión de esfuerzos entre los granos de suelo no se realiza Únicamente a través de los puntos de contacto, sino que existe una contribución de la fase líquida en forma de efecto viscoso, lo cual es parte fundamental de la teoría de la consolidación. La posibilidad de utilizar la teoría de percolación para la modelación del comportamiento mecánico del suelo, abre nuevos horizontes dentro de la Mecánica de Suelos tradicional que sin duda será aceptado por algunos y rechazado por muchos que clasifican a éstos, como métodos "suaves" de modelación.es
dc.language.isoes-
dc.rightsOpen Accessen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.titlePredicción de Propiedades Mecánicas y Reológicas de Suelos Usando Teoría de Percolaciónes
dc.typeTesis de Doctoradoes
thesis.degree.grantorInstituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterreyes
thesis.degree.levelDoctor en Ciencias e Ingeniería de los Materialeses
dc.contributor.committeememberDr. Joaquín Oseguera Peñaes
dc.contributor.committeememberDr. Armando Bravo Ortegaes
dc.contributor.committeememberDra. Olimpia Salas Martínezes
dc.contributor.committeememberDr. Serguei Kanaoun Mironoves
thesis.degree.disciplineDoctorado en Ciencias e Ingeniería de los Materialeses
thesis.degree.nameDoctorado en Ciencias e Ingeniería de los Materialeses
dc.subject.keywordPredicción de Propiedades Mecánicas y Reológicas de Sueloses
dc.subject.keywordTeoría de Percolaciónes
dc.subject.keywordElementos Microscópicoses
dc.subject.keywordPropiedades Macroscópicases
thesis.degree.programCampus Estado de Méxicoes
dc.subject.disciplineIngeniería y Ciencias Aplicadas / Engineering & Applied Sciencesen
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