Simulación de problemas geotécnicos con Midas GTS fileContenido Introducción de datos y pre-proceso Modelos geométricos Generación de la malla Modelos constitutivos Cargas y condiciones

A L E S S A N D R A D I M A R I A N O

Simulación de problemas geotécnicos con Midas GTS

Contenido

Introducción de datos y pre-proceso Modelo geométrico

Generación de la malla de elementos finitos

Modelos constitutivos

Cargas y condiciones de contorno

Cálculo

Tipos de análisis

Post-proceso

Conclusiones

Sala de Actos de la ETSECCPB, Barcelona 22 de febrero 2012

Contenido

Introducción de datos y pre-proceso Modelos geométricos

Generación de la malla



Cálculo

Post-proceso

Conclusiones



Introducción de datos y pre-proceso











Modelos geométricos








Vista lateral

Posición emboquille

Longitud túnel






Importar datos STEP (Standard for the

Exchange of Product Model Data) IGES (Initial Graphics Exchange

Specification) BREP (Boundary

Representation) DXF (AutoCAD) STL (Stereo Lithography)

(Malla) FPN (Neutral Format File) ACIS, Parasolid (CF),

DWG,….

Exportar datos STEP IGES BREP STL (Malla) FPN


Geometría IGES

Malla



Terrain Geometry

Maker

Elementos para mallas 2D

Tipo terreno (2D) Triangulares (3 nodos,

6 nodos) Cuadriláteros (4 nodos,

8 nodos)

Tipo puntal (1D) Lineal (2 nodos, 3

nodos)

Tipo anclaje (1D) Lineal (2 nodos)



Tipo viga (1D)

Lineal (2 nodos, 3 nodos)

Tipo interfaz (1D)

Lineal (2+2 nodos, 3+3 nodos)

Tipo geomalla (1D)

Lineal (2 nodos, 3 nodos)

Elementos para mallas 3D

Tipo terreno (3D) Tetraedros (4 nodos, 10 nodos) Pentaedros (6 nodos, 15 nodos) Hexaedros (8 nodos, 20 nodos)

Tipo puntal (1D) Lineal (2 nodos, 3 nodos)

Tipo anclaje (1D) Lineal (2 nodos)

Tipo placa (2D) Triangulares (3 nodos, 6 nodos) Cuadriláteros (4 nodos, 8

nodos)

Tipo interfaz (2D) Triangulares (3+3 nodos, 6+6

nodos) Cuadriláteros (4+4 nodos, 8+8

nodos)

Tipo geomalla (2D) Triangulares (3 nodos, 6

nodos) Cuadriláteros (4 nodos, 8

nodos)

Tipo pilote (1D) Lineal (2 nodos)




Métodos de generación de malla estructurada Map Mesher (interpolación transfinita)

Métodos de generación de malla no estructurada Loop Mesher (método directo de generación de malla

cuadrilátera)

Delaunay Mesher (triangulación de Delaunay)

Tetra Mesher (frente de avance)

Métodos de generación de malla híbrida Grid Mesher (técnica multibloque)




No estructurada No estructurada Híbrida



El mallador de midas GTS permite generar mallas estructuradas (regulares y ortogonales) en 2D y 3D.





Mallas no estructuradas con dimensiones variables que pueden incluir formas geométricas complejas.





Elásticos Elasto-plásticos

(plasticidad perfecta)

Elástico Lineal

Elástico Lineal Transversalmente Isótropo

Tresca

Von Mises

Mohr-Coulomb

Drucker-Prager

Jardine (pequeñas

deformaciones)

Jointed Rock (anisótropo)


Modelos constitutivos (terreno)

Elasto-plásticos

(con endurec./reblandec.) Otros

Hiperbólico (Duncan-Chang)

Strain Softening

Modified Cam-Clay

Modified Mohr-Coulomb

Hoek-Brown (frágil)

Modelo definido por el usuario (Fortran)


Modelos constitutivos (terreno)


Midas GTS dispone de modelos (en general elasto-plásticos y, en algunos casos, definidos por el usuario) para elementos estructurales: Vigas y placas

Puntales y anclajes

Geomembranas

Pilotes

y de modelos (en general elasto-plásticos) para los vínculos entre estructuras así como entre terreno y estructuras: Interfaces

Conexiones/ rótulas

Modelos constitutivos (estructuras)

Problemas hidráulicos Altura piezométrica

Flujo (nodo, superficie)/contorno impermeable

Función de infiltración

Dominios inactivos en cálculo de flujo

Problemas mecánicos Cargas puntuales

Cargas repartidas

Prescripción de desplazamientos

Temperatura (tensiones de origen térmico)

Gradiente de temperatura (disponible solo para elementos vigas y placas)

Fijaciones (de desplazamientos y de rotación)



Problemas dinámicos: Masas nodales

Cargas específicas para análisis dinámicos (espectros de respuesta, dinámicos variables en el tiempo,…)

Condiciones de contorno específicas para simulación de sismos



Contenido





Cálculo

Post-proceso

Conclusiones


Cálculo (tipos de análisis)

Hidráulico Flujo en medio poroso estacionario/transitorio

Flujo en terreno saturado/no saturado

Mecánico Análisis drenado/no drenado

Hidro-mecánico Consolidación

Dinámico Análisis de vectores propios

Análisis de espectros de respuesta

Análisis dinámico cronológico (Time History Analysis)

Análisis en el dominio complejo


Cálculo (tipos de análisis)

Estabilidad

Método de reducción de la resistencia (reducción c - f)

Método del equilibrio límite (2D)

Sensibilidad



Cálculo

En midas GTS la resolución de los sistemas de ecuaciones diferenciales se lleva a cabo con 3 métodos distintos: del tipo Multi-frontal (más rápido)

Del gradiente conjugado precondicionado

Del residuo mínimo generalizado

Contenido





Cálculo

Post-proceso

Conclusiones



Post-proceso

Directorio de trabajo

Tabla de resultados

Excel

Gráfico de resultados

Curvas de nivel


Post-proceso


Post-proceso

Planos múltiples


Post-proceso

Cubetas de asientos


Post-proceso

Curvas en el modelo 3D Tabla de resultados

Curvas en el modelo 2D


Post-proceso


Post-proceso


Post-proceso

Esfuerzo axial en Bulones (2D)

Esfuerzo axial en hormigón proyectado

Esfuerzo axial en Bulones (3D)

Momento en hormigón proyectado

Contenido





Cálculo

Post-proceso

Conclusiones


Conclusiones

Midas GTS es una buena herramienta de cálculo numérico para la resolución de problemas geotécnicos en 2 y 3 dimensiones.

Dispone de un potente pre y postprocesador.

Dispone de rápidos y eficientes algoritmos de resolución de los sistemas de ecuaciones diferenciales presentes en un análisis con elementos finitos.



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