granulometria

Mecánica Computacional Vol XXVIII, págs. 2251-2271 (artículo completo)
Cristian García Bauza, Pablo Lotito, Lisandro Parente, Marcelo Vénere (Eds.)
Tandil, Argentina, 3-6 Noviembre 2009

MODELO PARA MATERIALES GRANULARES GRUESOS EN ESTADO
SUELTO
Adriana Pernicha , Fernando G. Floresb1
a Departamento

Construcciones, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional del Comahue, Buenos
Aires1400, 3800 Neuquén, Argentina, apernich@uncoma.edu.ar, http:// www.uncoma.edu.ar
b Departamento de Estructuras, Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales, Universidad
Nacional de Córdoba, Velez Sarsfield 1601, 5000 Córdoba, Argentina, fflores@efn.uncor.edu,
http:// www.uncor.edu.ar

Resumen. Se presenta un modelo constitutivo tangente en el que se considera que el material es homogéneo eisótropo y las deformaciones pueden variar desde pequeñas a grandes. El tensor incremento
de deformación se descompone en forma aditiva en una parte elástica y otra plástica para modelar el material dentro de la mecánica de los medios continuos con una formulación Lagrangiana actualizada. El
comportamiento elástico puede ser lineal o no lineal y las deformaciones plásticas serán tantovolumétricas como de distorsión. La superficie de fluencia está compuesta por una parte fija con una regla de flujo
no asociada y una parte móvil que considera endurecimiento - ablandamiento por deformación plástica volumétrica y tiene una regla de flujo asociada. Este modelo ha sido planteado para representar el
comportamiento de materiales granulares secos de grano grueso en estado suelto, teniendo por ellobaja
densidad. Se considera además que los granos no se deforman ni se rompen y que el material presenta
un comportamiento compresible y puramente friccional. Este modelo tiene como objetivo final simular
el llenado y vaciado de silos y tolvas suponiendo que pueden asimilarse a estados axilsimétricos o de
deformación plana. Aquí se presentan la simulación de ensayos triaxiales (el rango debajas a medias
presiones) y resultados preliminares de llenado y vaciado de silos.

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A. PERNICH, F.G. FLORES

Palabras clave: relación constitutiva, material granular, elastoplasticidad, elementos finitos,
silos
1.

INTRODUCCIÓN

Los modelos para materiales granulares no cohesivos se handesarrollado principalmente
dentro de la mecánica de suelos. Estos materiales están compuestos al menos por dos fases
una de ellas sólida y la otra es un fluido (líquido o gaseoso). En general se considera que
las partículas no se deforman ni se rompen. Cuando el material granular se deforma, ocurren
cambios de volumen significativos causados por el cambio de las posiciones relativas de losgranos y a la expulsión del fluido contenido en los espacios entre las partículas.
La historia de la formación de un depósito de material granular en general se refleja en la
estructura que forman las partículas. Esta estructura controla la respuesta del material al ser
sometido a nuevos estados de carga. Es de esperar que el arreglo de partículas dependa tanto de
la tensión actual como de lahistoria de tensiones por la cual el material llegó a su estado actual.
Distintos investigadores han incorporado en los modelos aspectos importantes que caracterizan el comportamiento macroscópico de los materiales granulares como: compresibilidad
volumétrica, existencia de estados críticos, cambios en la permeabilidad y densidad del material granular por acción de la presión, la dependencia de laresistencia al corte de la tensión media
y el fenómeno de dilatancia entre otras. Los modelos se basan principalmente en los resultados
de ensayos triaxiales. Entre la bibliografía donde pueden encontrarse algunos de estos modelos
caben citarse Chen and Han (1988), Desai and Siriwardane (1984), Wood (1991), Schofield and
Wroth (1968) y Chen and Baladi (1985) entre otros.
Una recopilación de...