Resistencia de sistemas fracturados mediante Análisis de Deformaciones en Medios Discretos, DDA

Abstract

La caracterización de los parámetros geomecánicos de los macizos rocosos es un reto complejo en la ingeniería debido a la presencia de discontinuidades y a la dificultad de ejecutar ensayos sobre muestras de macizos rocosos a escala real. Esto ha generado la aparición de diversas aproximaciones directas e indirectas, de naturaleza empírica, analítica y más recientemente numérica, para estudiar el comportamiento de los macizos rocosos fracturados. Con la rápida evolución de las herramientas computacionales y el desarrollo de métodos que permiten la representación efectiva de las discontinuidades, la utilización de modelos numéricos para evaluar el comportamiento de los sistemas fracturados se ha hecho común. Lo que ha hecho surgir metodologías de homogenización numérica que buscan reemplazar un medio heterogéneo o discontinuo por un medio homogéneo elástico equivalente. En el presente escrito se presenta la evaluación del comportamiento mecánico de una serie de macizos rocosos de geometrías regulares mediante la ejecución de ensayos virtuales sobre modelos numéricos y el cálculo de sus parámetros geomecánicos aplicando un proceso de homogenización numérica. Para ello se parte de la definición de las propiedades de los elementos que componen el macizo (roca intacta, discontinuidades). Luego, a partir de la geometría de las discontinuidades se construyen unidades sintéticas de macizo rocoso que son sometidas a ensayos virtuales para observar su comportamiento y determinar sus parámetros geomecánicos.

Abstract: The geomechanical characterization of rock mass is a complex challenge in the engineering due to the existence of joints and the difficulty of carrying out tests on rock masses samples on a real scale. This has led to appear several direct and indirect approaches, empirical, analytical and more recently numerical, to study the rock mass behavior. The rapid evolution of computational tools and the development of methods that allow the effective representation of discontinuities, the use of numerical models to evaluate the behavior of fractured systems has become frequently. This gives develop to numerical homogenization methodologies that seek to replace a heterogeneous or discontinuous medium by an equivalent elastic homogeneous medium. This paper presents the evaluation of the mechanical behavior of a group of rock masses with regular geometries by means of virtual tests on numerical models and the calculation of their geomechanical parameters applying a numerical homogenization process. This begins with the definition of the rock mass elements (intact rock, joints) properties. Then, synthetic rock masses are constructed from the joints geometry. Finally, virtual tests on synthetic rock masses are subjected to observe their behavior and define their geomechanical parameters.