ENSAYO FISICO DEL MEGADECK
Resumen del ensayo físico de MegaDeck
Ensayo físico por terceros realizado por:
Metis Design Corporation
10 Canal Park
Cambridge, MA 02141
Geometría
Figura 1a:
Geometría de
la placa
MegaDeck,
parte superior.
Figura 1b:
Geometría de la
placa MegaDeck
revisada, parte
inferior (sin tapa
selladora).Resumen del ensayo físico de MegaDeck
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Construcción del modelo: simulación
Figura 2a: Geometría
usada en el análisis por
elementos finitos (FEA,
medio modelo); se
muestra el ensamble de
dos paneles con el
volumen de suelo
Un subconjunto consiste en una placa MegaDeck de 78" unida a
una tapa principal por 16 tornillos y dos tapas de pestaña por 7 tornillos cada una. Luego se unen dos de estos subconjuntos con
tres clavijas rotatorias para formar el piso ensamblado que
estudiaremos aquí. El modelo fue bisecado para explotar la
simetría y así reducir el tiempo de resolución. Para asegurar el
realismo de las condiciones de borde, se modeló una sección de
suelo y se la utilizó como fundamento del sistema. El suelo fue modelado con un gran espesor, de forma que el sistema de
caminos no se viera fortalecido artificialmente por su presencia.
Se realizaron análisis preliminares para encontrar zonas de
contacto entre las placas, las tapas y el suelo que fueran
satisfechas por los tres casos de carga. Las áreas de atornillado y
fijación fueron definidas como áreas ligadas (no se permite el movimiento relativo). No se reforzó la "no‐separación" (se
permite el deslizamiento, pero las partes no pueden penetrar una
dentro de otra) entre las partes en las áreas que estaban
prensadas consistentemente entre sí. A las áreas que tendían a
separarse de las partes adyacentes, se les permitió hacerlo. Se fijó
la superficie inferior del suelo y se usaron condiciones de borde de deslizamiento en todas las superficies perimetrales para
reforzar la simetría y permitir que el suelo se comprima sin invadir
el espacio vecino.
Resumen del ensayo físico de MegaDeck
3
Se usaron las propiedades del aluminio 6061 T6 para los componentes de
fijación (un módulo de tracción de 10.100.000 psi y un límite de fluencia
de 35.000 psi).
Figura 2b:
Detalle de la
geometría de
las juntas
usada en FEA
Materiales
El cliente proporcionó las muestras de materiales para las pruebas. En
este estudio se usaron las propiedades del material reforzado del relleno.
Los resultados se resumen en la tabla siguiente:
Tabla 1: Propiedades de los materiales determinadas experimentalmente
Límite de
Límite de
Módulos de Límite de
tracción,
fluencia,
rotura,
fluencia a la Material
temp.
temp.
temp.
compresión
ambiente
ambiente
ambiente
a 0°F
HDPE c/
nanoarcilla
90,000 psi 1500 psi
2500 psi
2900 psi
Las propiedades del suelo se determinaron con los lineamientos de
California Bearing Ratio (CBR). Las pruebas de resistencia CBR producen
un valor al comparar la capacidad de soporte de carga de un subsuelo con la de una roca triturada bien graduada. La Asociación Americana de
Funcionarios de Carreteras Estatales y Transporte (AASHTO por sus siglas
en inglés), publicó en 2008 la Guía para el Diseño Mecanicista Empírico de
Estructuras de Pavimento (MEPDG por sus siglas en inglés). MEPDG de
AASHTO usa la fórmula enunciada más abajo para convertir el CBR en un módulo flexible (MR) (en libras por pulgada cuadrada "psi"), la cual es en
sí misma una aproximación al módulo de elasticidad.
M R ≅ 2555 × CBR 0.64
Ecuación
1
En este estudio se usaron seis valores CBR. Estos valores se muestran a
continuación con sus correspondientes módulos de elasticidad.
Tabla 2: Valores CBR y módulos de elasticidad para varios tipos de suelos.
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