Estudio de deformabilidad de escolleras

Abstract

En este trabajo de investigación se ha realizado un planteamiento teórico para el estudio de la deformabilidad de los medios granulares, desarrollando un modelo teórico original, que se ha denominado "modelo sincrético", y se ha aplicado a la reproducción de resultados de ensayos de laboratorio. Este modelo, intermedio entre los planteamientos que consideran estos medios como medios discretos y los que los consideran como medios continuos, plantea el análisis de la deformabilidad de los materiales granulares profundizando en el comportamiento de los contactos entre las partículas y definiendo unas funciones -denominadas N(q) -que definen los contactos entre las mismas. Para el desarrollo del estudio se han escrito unos programas informáticos, encaminados fundamentalmente a: a) la generación de unas estructuras pseudo-aleatorias de partículas (con unas probabilidades de presentación de tamaños acorde con la curva granulométrica del material, predefinida, cuya deformabilidad se desea estudiar), b) al estudio del número y dirección de contactos entre estas partículas existentes en cada dirección del espacio para la definición de las funciones N(q) y c) a la aplicación de las ecuaciones desarrolladas para la aplicación del modelo tenso-deformacional planteado. Por otra parte, se ha realizado un estudio experimental de la deformabilidad de una escollera, consistente fundamentalmente en la realización de ensayos de deformabilidad en un cajón de ensayo de forma cúbica y 1 m3 de capacidad, con una escollera formada por fragmentos de una dolomita de tamaños comprendidos entre 50 y 150 mm. En estos ensayos se ha aplicado un gran número de ciclos de carga y descarga a cada una de las muestras ensayadas (hasta 124 ciclos). Asimismo, se han realizado ensayos de contraste a escala reducida, con muestra de menor tamaño y granulometría "paralela" en una célula edométrica de 25 cm de diámetro y 8 cm de altura. Analizando los resultados de estos ensayos se han extraído resultados y conclusiones acerca tanto de los valores de los módulos de deformabilidad de primera carga y de descarga-recarga, como de la evolución de los módulos con el número de ciclos de carga y descarga, representativa de la evolución de la rigidez del material a lo largo del tiempo. Para la aplicación del modelo se ha realizado previamente un estudio de los contactos de las partículas, para lo cual se ha realizado y analizado un ensayo novedoso, que se ha denominado "ensayo de rotura de partículas", sometiendo fragmentos de partículas de la escollera sin tallar a la actuación de una carga en una prensa y estudiando la evolución de las relaciones entre la carga aplicada y los desplazamientos producidos. El modelo se contrasta con los resultados de los ensayos realizados, obteniendo un ajuste razonable de las deformaciones calculadas teóricamente mediante el modelo y las realmente medidas en los ensayos.