Clase Esfuerzos

8/18/2019 Clase Esfuerzos

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ESFUERZOS IN-SITU


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Terminología de Stress (esfuerzos)

• Tectónico: Causado por las fuerzas generadas por

movimiento de las placas tectónicas.

• Gravitacional: Causado por el peso de la sobrecarga

de roca.• Natural: In situ, anterior a obras de ingeniería.

• Regional: En un amplio dominio geológico.

•Local: En un dominio pequeño.


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• Inducido: Esfuerzo natural perturbado por ingeniería.

• Campo Cercano: En región de perturbación por

ingeniería.

• Campo Lejano: Más allá del campo cercano.

• Residual: Esfuerzos causados por actividad tectónica

previa o cambios en la sobrecarga, pero que semantienen actuando (locked-in stress)

• Paleostress: Stress natural previo que no sigue

actualmente actuando.

• Termal: Causado por cambios de Tº

Fuente: ISRM, 2005.


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Esfuerzos Tectónicos

World Stress Map Project:

http://www-wsm.physik.uni-karlsruhe.de


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Estimación de esfuerzo in-situ

• Relación esfuerzo

vertical vs. Profundidad

(sv= g z) actúa bien en

promedio, pero hayfuertes diferencias en

especial a bajas

profundidades.


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Estimación de esfuerzo in-situ

• Igualmente, relación de

esfuerzos horizontal vs.

vertical dada por la

teoría elástica solotiende a cumplirse a

altas profundidades.

0.2 < k < 1 aprox.

vvH k s s

s


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• Sheorey (1994) usando un modelo elasto-termal

describió la variación de k como:

La que se ajusta razonablemente a los datos

medidos. Eh (en GPa) es el módulo promedio de

deformación en la corteza superior medido en

dirección horizontal.

z

E k h1

001.0725.0


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Estado de esfuerzos en dos y

tres dimensiones


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ESFUERZOS INDUCIDOS


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MODELO MATEMATICO

-Equilibrio Limite

-Modelos Continuos

-Modelos Discontinuos


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Esfuerzos alrededor de una excavación circular


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Elementos Finitos

El MEF consiste en un modelo informático del material que es tensado y analizadopara conseguir resultados específicos.

El MEF es un método numérico de resolución de ecuaciones diferenciales

Hay generalmente dos tipos de análisis que son usados en la industria: modelos en

2D y en 3D. Los modelos en 2D conservan la simplicidad y tienden a dar resultadosmenos precisos. El modelo en 3D producen resultados más precisos.

El MEF usa un complejo sistema de puntos llamados nodos que hacen una red

llamada malla, esta malla esta programada para contener el material y las

propiedades de la estructura que definen cómo ésta reaccionará ante ciertas

condiciones de carga.


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1. El continuo se divide, mediante líneas o superficies imaginarias en un

número de elementos finitos.

2. Se supone que los elementos están conectados entre sí mediante un número

discreto de puntos o “nodos”, situados en sus contornos.

3. Se toma un conjunto de funciones que definan de manera única el campo de

desplazamientos dentro de cada “elemento finito” en función de los

desplazamientos nodales de dicho elemento.

4. Estas funciones de desplazamientos definirán entonces de manera única el

estado de deformación del elemento en función de los desplazamientos

nodales.

5. Se determina un sistema de fuerzas concentradas en los nodos.

6. La resolución del sistema anterior permite obtener los desplazamientos en losnodos y con ellos definir de manera aproximada el campo de

desplazamientos en el elemento finito.

7. En la etapa de post proceso se presentan los resultados, generalmente de

forma gráfica para su análisis


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Tipos de análisis ingenieriles

-Análisis estructural

-Análisis vibracional

-Análisis de fatiga

-Los modelos de análisis de transferencia de calor por

conductividad o por dinámicas térmicas de flujo del material o laestructura

Cosmos,Staad, Catia v5 , Cype, Sap2000, Algor, HKS/Abaqus/Simulia, ANSYS ,

AELinux , Elmer, FEAP, FreeFem, OpenFEM , Phase2, Nastran, variantes, NASA)

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Cosmos_(software)&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Staad.pro&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Catia_v5&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Cypehttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Sap2000&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Algor&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=HKS/Abaqus/Simulia&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/ANSYShttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=CAELinux&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Elmerhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=FEAP&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=FreeFem&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/OpenFEMhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Phase2&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Nastran&action=edit&redlink=1http://feadomain.com/content49.htmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/NASAhttp://es.wikipedia.org/wiki/NASAhttp://feadomain.com/content49.htmlhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Nastran&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Phase2&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/OpenFEMhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=FreeFem&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=FEAP&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Elmerhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=CAELinux&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/ANSYShttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=HKS/Abaqus/Simulia&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=HKS/Abaqus/Simulia&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=HKS/Abaqus/Simulia&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=HKS/Abaqus/Simulia&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Algor&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Sap2000&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Cypehttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Catia_v5&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Staad.pro&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Staad.pro&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Cosmos_(software)&action=edit&redlink=1


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GRACIAS

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