Análise numérica da sensibilidade do algoritmo IMPLEX aplicado em um cenário hipotético de estabilidade de talude via técnica de descontinuidades fortes
Com o objetivo de prever o
comportamento elastoplástico dos geomateriais
são idealizadas modelagens computacionais
através de métodos aproximados como o
método dos elementos finitos aliado a técnicas
como a de descontinuidades fortes incorporadas
no contínuo. Essa técnica é utilizada com o
objetivo de inserir no domínio do problema uma
descontinuidade que permite capturar o efeito
de deslocamentos concentrados em 10% do
tamanho do elemento, necessitando de malhas
relativamente pouco refinadas. Diante disso,
nesse trabalho foi realizada a simulação de
um cenário de estabilidade de talude através
do programa em elementos finitos CODEBRIGHT
para verificar a sensibilidade do
algoritmo de integração de tensões IMPLEX
aliando à técnica de descontinuidades fortes
para descrever esforços de cisalhamento
em superfícies planas numa superfície
potencial de ruptura de um talude vertical de
10 metros de altura. O modelo constitutivo
elastoplástico adotado foi o de Drucker-Prager,
no qual se verificou a conformidade entre a
solução numérica e analítica de altura crítica
de Terzaghi. Foi avaliado o comportamento
constitutivo do material com o parâmetro da
tolerância variando com valores da ordem de
10-5 até 10-1, no qual se verificou uma resposta
semelhante para todos os valores de tolerâncias
avaliados. Também foi observado que para
esse problema hipotético de estabilidade de
talude, o comportamento do estado de tensões
se mostrou muito semelhante para os diversos
valores de tolerância adotados, permitindo
concluir que esse algoritmo IMPLEX é estável
e eficaz na previsão do comportamento de
geomateriais em problemas desse porte.
Análise numérica da sensibilidade do algoritmo IMPLEX aplicado em um cenário hipotético de estabilidade de talude via técnica de descontinuidades fortes
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DOI: 10.22533/at.ed.30619250624
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Palavras-chave: IMPLEX; Elementos finitos; Estabilidade de Talude; Descontinuidades Fortes; Drucker-Prager.
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Keywords: IMPLEX; Finite Elements; Slope Stability; Strong Discontinuities; Drucker-Prager.
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Abstract:
In order to predict the elastoplastic
behavior of geomaterials, constitutive models
and numerical formulations in computational modeling have been applied through
approximate methods as the finite element method and techniques as embedded strong
discontinuities. This technique is used input in the problem domain a discontinuity that
allows to capture the effect of concentrated displacements in 10% of the element size,
requiring relatively less refined meshes. In this work a simulation of a slope stability
scenario was performed through the CODE-BRIGHT finite element program to verify
the sensitivity of the IMPLEX stress integration algorithm combined with the technique
of strong discontinuities. A Drucker-Prager constitutive model adopted to analyse plane
shear surface of a potential rupture area of a vertical slope of 10 meters in height, in
which it was verified the conformity between the numerical solution and the analytical
solution of critical height of Terzaghi. It was evaluated the constitutive behavior of the
material with the tolerance parameter varying with values ranging from 10-5 to 10-1,
in which a similar response was verified for all tolerance values evaluated. It was also
observed that for the hypothetical slope stability problem the behavior of the stress state
was very similar for the various tolerance values adopted, allowing to conclude that this
IMPLEX algorithm is stable and effective in predicting the behavior of geomaterials in
this-sized problems.
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Número de páginas: 15
- Ana Itamara Paz de Araujo
- Kátia Torres Botelho Galindo
- Igor Fernandes Gomes
- Leonardo José do Nascimento Guimarães
- Nayara Torres Belfort
