Análisis de licuefacción y mitigación con columnas de grava

Abstract

El presente artículo es un resumen de la tesina realizada en el Máster en Mecánica del Suelo e Ingeniería Geotécnica cursado en el CEDEX en la convocatoria de 2017, referenciada como García (2017). Esta se centra por una parte en el análisis de la licuefacción mediante un modelo constitutivo empleado para ajustar ensayos de laboratorio, y por otra parte en la mitigación con mejora del terreno con columnas de grava.En la primera parte del artículo se analiza el fenómeno de la licuefacción a partir de ensayos de laboratorio. Se describe el comportamiento de suelos arenosos frente a tensiones cortantes para carga monotónica y cíclica en condiciones no drenadas.La segunda parte consiste en la descripción y calibración del modelo constitutivo UBC3D, que es capaz de reproducir la licuefacción, aunque carece de un parámetro de estado asociado al estado crítico, que es necesario para representar diferentes estados de un mismo material sin necesidad de variar los parámetros constitutivos. Para ajustar ensayos de laboratorio disponibles en la literatura para la arena Toyoura y la arena Fraser River se emplea la aplicación ?Soil test? del programa de elementos finitos Plaxis.La tercera parte explica la mitigación de la licuefacción con columnas de grava considerando tres efectos de mejora: refuerzo, densificación y drenaje. Por último, se incluye un ejemplo de aplicación para mostrar conjuntamente estos efectos de forma simplificada.

This paper is a summary of the thesis carried out for the Master on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering taken at CEDEX in 2017, which is referenced as García (2017). The master thesis is focused, on the one hand, on the analysis of liquefaction with a constitutive model that fits laboratory tests, and, on the other, on liquefaction mitigation with the ground improvement technique named vibro-stone columns. First, it shows a description of liquefaction based on laboratory tests. Shear response of sand is concisely explained, both for monotonic and cyclic loading under undrained conditions. Second, it provides both a description and calibration of a constitutive model that reproduces liquefaction, namely UBC3D model, although it lacks a state parameter associated with a critical state, which is needed to render different states of a single material without changing the constitutive parameters. Experimental results from existing research on Toyoura and Fraser River sand are used to validate the simulations done with the Plaxis Soil test tool. Third, it examines the mitigation of liquefaction with VSC (Vibro-Stone Columns), considering three improvement effects: reinforcement, densification and drainage. Lastly, it presents an example of the combined impact of all these effects.