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Evaluación de la seguridad de bordos de protección bajo condiciones de vaciado rápido mediante análisis numéricos acoplados de flujo transitorio- deformación y análisis de estabilidad

La condición de vaciado rápido se genera cuando los taludes sumergidos de bordos de protección experimentan un descenso rápido del nivel externo de agua. Los métodos de cálculo clásicos para determinar la distribución de la presión de poro debido al vaciado rápido consideran hipótesis que a menudo se alejan de la realidad y llevan a soluciones erróneas que afectan de manera importante los análisis de estabilidad. En este artículo se estudia la seguridad de un bordo de protección bajo condiciones de vaciado rápido, modelando numéricamente este fenómeno como un problema acoplado de flujo transitorio-deformación en un medio saturado/no saturado. Los análisis se realizan con base en el método del elemento finito usando el programa PLAXFLOW para los análisis de flujo transitorio y PLAXIS para los análisis de deformación, consolidación y estabilidad. Se presentan los detalles de la metodología propuesta. Asimismo se proporcionan recomendaciones para definir el tipo de material (drenado o no drenado), tipo de modelo constitutivo (Hardening Soil Model y Mohr Coulomb), condiciones de frontera y generación de la malla de elementos finitos. En la parte principal del artículo, se evalúan con un modelo 2D de esfuerzo-deformación los efectos de múltiples parámetros, como la localización de la superficie freática, la tasa y velocidad de vaciado, y la conductividad hidráulica. Se da un énfasis especial al estudio de la variación con el tiempo de los factores de seguridad obtenidos al evaluar la estabilidad de estas estructuras térreas. Finalmente, se proporcionan comentarios concluyentes sobre los resultados de los análisis.

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