validaciones en los modelos geotécnicos
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Este documento presenta la validación de los diferentes modelos empleados en la Ingeniería Geotécnica.TRANSCRIPT
rand amoñg the flcrors thal are ditficutr 16quanrrñ.
l.l.2 Validity ot co¡srjturjve Iaws
The coñrjruhre t¿ws comhonty ¿cceored ineeorechni(aT ens,neennc onb orovide anappro{m¿re descnp¡oñ of sor Úeha\jor t¡mon caks, lhe expenme¡tat cü¡les rh¡idcturibe rhe bchr\r.r ol só ls follos,n!.cda n pdnnul¿r r¡es or ri¿ n órh§ ¡;il red io rhor predtrkLt bj ¿ rheore!.¿tb.hJ! of nóde I rnerr hrlerbo,c er If (Led n P,ú,r The fi,r ne pro\ des rhenre.hJnr.Jt p¿rJñereE,,ot he m¿rer rl b¿ no
tudred lhe !hotre ol ¿ .o¡nrlu! \e t"s i.ommoni! made lookiñs tor a b¡ta..;bex\een slnlplioiy and r€presentariveness húrhe!u¿nrly thrs apFroach makes ro.n roiconrde¡able unceñainry
In rddrnoñ. diaacrenl rlpcs otero6 arc t,k.r!ro d¿\elop dúnng lhe expenmcirat work¡.amed our forsuch á purpose. namely:
-Randoñ etrom rhar a¡se w¡en rhe iesls
- Sy-re'n¡rc enor due ro a measur.moñrb,as. ri€qúenrt, rnhercnl ro rhc terp€rtomed lror errmDte s\rem¡¡rd,rre,ences ¡re obse^e¿ ber;en rhashea¡ rrength ñeasured wtrh a v¿ne a¡dwirh ¡ tr'r\jat appnraruí o. resütrn,fiom lhe remotd,nE oi emDhs or .rh;simrlar f¿clo^
A bras rs at5o hkodu.ed n rhe an¡ttses shsrne sorl p¿rdmecB ¿re eratu¡red, ¡s rr rs ¡cormon pErice rn seore.hnrcat .nsjneenns.usr¡g a pañiatly subtechve apprc¿ch (ret'¡;s
iicenidumbE perc se encuenl¡an entre Jóslactores diñcilnenre cuannfi cabtes.
l,1.2 Va¡idez de las leyes consrit!¡vas
La l.yes co¡rirulivas acepradas coñúnmmteú Eeotemia dan s.ldñenre una dernD!,oo¿pro\imrda del comportañ,flro del úeio Enla mayo.ia de tos casos. tas .urvx(erperime¡lales qúe descnben elcoñporafriento det sueto según .tenosc¡ñrnos panlcuh¡es de esluerzo§ !deiomnrones se {uj¿n , ,. p,",,r,". 0",trn modero de.ompor¡ñEnro konco I n;.,thipe¡bo .o. .rc I es.o! do r 2,rd,¡ E ¿r rskañota los parámer¡os mcc¡nicó§., .l¿marenal.onsiderado La scteccrón de ünr t.rco¡rrtlfl\a se hlce.omúDñerre bsüñdo u;(qui ü|o enrre *rcr e¿ \ rcp¡escnrjr\ d¡t rJel¿ kecuenremchre lugJrr unr n.e(Juñbrc
Ademtrs. en los rrJbJ os c^oenñ¿nr,,t.\rer
'zados ps¡¿ ee€ fin puedcn Dr¿sú¡rJsc
dúilnros "pos
de enores:
- Erorcs aleabros en tos qu. se rn.úreduranre los e¡s¡yes rea[zados
Eno¡es sinemá¡.os deb dos a trñ §.n,.ci la mcdi.tón. ñecuerremcñre,nhcEn;.al ensayo re¡¡izjdo Ge observan oorelemplo difcÉncj¡s sisreñárics enr; hresislencia alco¡remedtdacon veTera v e¡I¡ .árh¿r¿ rn¿r ¿I o prcdú. dos po; etremoldeo de Ias mústrrs u orros t¡qores
Se introduce rañbiéñ un sesso ñ tos anátiskcuando los paráñetros det su.to se .vatúa¡.coho es común cn l¿ prácr,ca de ta Eeo¡ecnr¡de ñ¡ns¿ púcülñenre subFu\, (oprnLón dc
on opinion of erperts") o¡ approximaleratúrical cor€larions, for inrance anongphyscal and mechanical poperties. Thisbias,is aene.¿lly ¡or wellkroB and is the@fore asis¡incanl sourcé ol uncerainty.
I I lvalldityanda.curacyolseomecha¡ical
Th¿ coññon geomechanic¡l ñodeh, eirheranalyical ornu¡rencal, are likely ro l¡hoducea signincant eror in the appreciation ol
The fi$t ty"e olenorde¡i\es lroñ the desreeolral'drry olthe modelnseli Ir is common lnSeorechoi.¡l €¡sineering ro fiid yveÉlmódek rep¡esentrna úe same ñechanrcalproblem As !¡ e¡emple, Figure I sho*sdrilerent lomúixe that have been proposed lo
eriñúc ihc beanns caprlrt lddór N for
poin.befiñg prles. Thc rartc.ing is r¡krns.lñ rhis plnicullr case, lhe probleñ ol rhemodel.validiiy piobleñ ¡ so senous th.t it isp¡obably berte¡ ro recoe¡i¿e thrt rt is norpo*rble to m¡ke rcliable anal¡ical 6tlm¿tsoi such a lacro¡ and ih{ one should resoñ roanother stltegy, such as the execúrron olloadr¡g €ns or field rcrs s'th conepeneromelerj pressuremerer or othei simil¡r
Arolher sourc€ oferor is ¡he lack ol&curacyollhe algoriúñ used for rhe application oface¡tai¡ model. ¡ñ the case of finilé elemmtmodeh, theo¡enc¡l methods hále beentleveloped ro der€mrne the o priot¡ and dporr¿r¡or¡ erors impllcr in lhe analtses(Mestai and Púr. 1999)
"expolos') o usa¡do coftelaciones er¡,disti.as aproxiñadas, por ejeñplo enú.propiedades lisicú y mecánicas. Est. sesso,
Seneralme¡le nal conocido, es u¡a tueireimporrúle de inceñldumbre.
3.1.3 validez y precisió¡ de los nodelos
Los ñodelos geoñecánlcos ustrales, analnicoso numéncos. sueleñ i¡t¡óduc,r un.r.¡sisnificltivo en la apreciació¡ de la realrdad
El pnmer lipo d¿ ero¡ deri\a del sr¡do devalld¿z misño deL modelo En tseorecnLr cscomún quc ertrta¡ v¿rlos ñodelos parrrepresentar eL múmo probleñd mectin'co Atitulo de etemp o. en la Fisür. I se ñuerr¡ndilerentes expresiones que li¿n ndopropreslas pan erim¡r el fa.tór de.rprc'dad
de curga /,4 p a p,totes de punr. L.¡
disp€ñión e¡úlenle es soprende e Eñ erec¡so panicuhr, el probleña de la váhde? delñodelo es tán grave que es prob¿blcñ¿nremeJof rcmno(¡ que no se pueden h¡cereeim¡cioñes án¡lillcas conJi¡bles d.lmencion o lacto¡ y recurir ¡ orra eslr¡leJ¿racomo la reahzación de prueb¡s de .arga opruebas de campo con cono. piesióñeto uohos disposltlvos snq antes
OtE tuenle de eror es la falra de precisión delalgontmo eñpleado par¡ ápli.ar dereñ¡¡adoñodelo. En el caso de los modelos a b¡se deeleñeitos finnos. se han dsarroll.do ñélodosreó.icos pa¡a deremin¡r los erores ¿ p¡i.r, ,a rosl¿ri¿¡i iñDlicllos en 1os a¡álisis (Meslaty PÉt, 1999).
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lhe lire¡arure aljo coñrarns.erlrn drreEeresults r¿l ed lo scnnrr!rt! {trd,es.n rhcinlluencc ol dlüirent derails on numericalmodel isnd modtrle. rnrcgtulon mer rod.plJsrú t) !riEnor cssumed, er. ) Hu\e\crmos of th¿sc rudres arc nor srrcñatic anddo not lead to geneEt conclustoñs. Thccalibraliotr ol rhc ¡l¿ita6te mod.h ,r fin3Llr. p ¡!r o d lJr(( dc!rc: é¡d .qu,rs rl,l\J dJrion .r I re rcn Lc b\ m.rns or oh!s ¡
r o,l. ' n o rh o,r-h '".
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I I I En\úo¡m.n1¡l con rlroDs to b.considered in !eor.hrncat rnrlyrs
Tlr¡ rn¡lJs(r r¡d J.rgis p¿.r¡n¡e¡ q,!h rhcli.r nr..hrricr nD¡.h r'¡ ro D,o1,d.5ú sliclort ¡e*hs rl (hc IJI(rhc:d ¡ccepr.dI th,rip..r n r)..n\(on¡r.nú condrr.¡\ro b. co nd.rc¡l ¡.c iú..r.cr t.h.ronrb' Úors oJ sh¡! ¡¡d dlrrm. lor¡trr!cotrdir'oDs b be.ons,dercd, t¡r e\¡,rF e. nthc ¡.s',rn oJ x J¡un¡rrro .Ji b..nL!rppro!nr¡r-l\ er,nltcd '|,rj ard sro,arrrtl br ¡lrr c.n¡n.¡ prxü.¿.ois(r,n!oJ.r¡1 nq oú n t nr.rhxn,.nJg. ol pre¡'nnnrr! d!5 !n
',,t rl¡.
cofriurtro On rhc o¡1er hrnd. .cñ¡rfen\i¡rnnr.nrrL l¡.nns such ds rhe óossib,ltrvor noodrng or rhe slmpte tu.r*ui", or ¡,"phrrJI. c\el Jrc l,(eL\ ro h¿\c J ¡r!tolr d¿lTc!r ¡n
' '( r!s rs or h¿jr¡! !Jor!,(,rL¡l\\(s. Th¿ rnr 'n$(,tt) tundon nrrtrre oalhese elem.ñis l.rds ro I consr¡iÚad.u.ceñrlnty rn rhe resuhs ol ¡nrllses
3.2 Prob,bilhtic rcpresenrrtioñ or
I2 1 Represcnline unceñai¡1,
La I'rerarm conriene r¡mb,¿. .enosresulhdos dspersos re aúos ¡ esrtrdLoj d¿se¡sibrLdad a la innuencra de diter¿nresderalles de lós modetos numén.os tmódútddela malla, ñérodo de rnregr¡c,ón, crire¡o dcpl,strcidad consid.r¡do. elc ). Sin embargo. txú'aro¡ia de estos erudios no son rnemár¡ost ¡o permrten llegrr a conclN'oñes ee.e¡alesL¡ caLrbrac,ón de los ñodelos d6ponibtcs ¿jfióllnrenlc ¿n er¡n m¿d'dr empi¡ j p¡srpor ¡r vaLrd¡.'on de los ¡e$¡radór med,rrcnrod.ios ñsr.ós y obser!r.ran d. obrrs r..r smedra¡1e rnrnúncnrncióf .
I L .l Condi.ro¡cs ¡ñbre0hLcs por !ofndcr.tren los !.¡1trÉ !.d!¿cn.os
Los Jna¡lrns ) dNeios ¡erhzrd.s.oo ojnr.torü mod.l.s nre.ir.o5 no ptrrd¿n j.rrc\ú 11¡.s sn¡ slr¡clo.ios \r xs h por.\ \aceprrdrs respcclo ¡ t15 coidroon.s¡nrbr¡ñ1r es r coinderar cñ lo5 nlsmor ¿ rf,erxd6 l"¡scombrn!cloncsd¿c¡rs¡scr,tr,!Jsr dnrJñrcas a cónrde¡ar, ro¡ elemF o. en etdrseri. ¡e u¡¡.r¡¿or¡crón $t¡nrenr¡ nurLt¿¡ser cr,nId.¡s cn J¡rnr¿ bu'da Lo anr¿.1r ).Jstrdrzr por elh..ho de qtrc es.onrun tuJ,rjo\ elu¡ros ¡c me.itrr.r de 1.1¡s ¿n a ch;l
d.3or¿pror.cro de ln conrruccton plr orxpañc, c'eros ldchres ambienht¿s .omo taposrb,l,dad de rnundación o tas rmp esiluctua.lores d¿1 nrvel frcárrco puoden r¿neruna lnnuen.ir de.emriñdóle en tos resultadosde los dnilisls de capa.i.lld de cars¡ FtcaEcr¿r rntnnslc¡ñenre ¡l¿aro¡o d. ¿roselemenros condtr.e a un¡ inceñrdüñbrecónrder¡ble€n los rcsrLrldos de tó§ anát,s.
3.2 Repres€ntrció¡ prob¡bitnl¡ de ta
1.2.1 Reprcsenl¡r la in.errd0nrb¡¿
lt
6:;Ai"r)'
.tt ","9
m?+:"elrn- 1 15 +r ,\
t 546 CHArI!lt NINL l'ilc rouDd.'ri(,'s
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1l)86
4
2
1
010 20 10 4045Soil friction ¡ngle, d (dcg)
V FICURE 9.14 Variaüon of the m¿\inru,rr v¡iues ol Nland N; with s.,il f,icün ¡nsle d (atterMeycrhoI, 1976)
Bascd on field observations, A{cycrhof (1976) also suggesled ll)ai the ulti ate
point rcsistarrcc, 4f, in a honlo,{crlc,rLrs lt lrnLrl;rr soil (/- : 1-¡) rlliry bc oblrri[c'l lrc l
standal d l)cnctr-¡tioll ttuntbcr§ as
qr QrN/¡l) :40N.,,.¿,/, < 400rY., (917)
where N.",: averagc coracctc(l sl¡ll(llrr(l pelretliltion Irultllr(r Ilc¡t thcpile point (about 10, above arrd 411 below tlte pile poilll)
In llnglish urlits,
q,(lb /fO : BOON,,'L/, = 3000N,,, (918)
Clay(ó=Oconditiorr)iror piles in sdhu'ated cLdls i¡ urrdr¡incrl co¡ditions (Ó : 0)'
Qp- N! c,,4, = 9c,,4, (9.r0)
where c,, : undr-aiued cohesion of lllc soil bclow tltc pile lil)