Simulación Numérica del Comportamiento de Loess Parcialmente Saturados

Abstract

El comportamiento de los suelos parcialmente saturados está determinado por las características de su estructura macroporosa. La succión de matriz es una variable adicional fundamental en su respuesta tenso deformacional bajo condiciones de humedad variable. En el noroeste de Argentina existen depósitos de loess de origen predominantemente eólico, que están constituidos por limos y mezclas de limos y arcillas, con contenido escaso de arena fina. Algunos de ellos presentan características colapsables, es decir que por incremento del contenido de humedad hasta valores próximos al límite líquido, experimentan la rotura de su estructura macroporosa experimentando rápidas deformaciones volumétricas. El estudio de este comportamiento reviste especial interés para la propuesta de soluciones a los problemas geotécnicos que involucran a estos tipos de suelos. En este trabajo se presenta la implementación numérica de un modelo acoplado flujo-mecánico, en el que, para la resolución del flujo en el medio poroso parcialmente saturado se emplea la ecuación propuesta por Richards, 6th Asut-NZ Conf on Geom. (1992). Esta ecuación se deriva de la combinación de la ecuación de conservación de la masa ó ecuación de continuidad y la ley de Darcy, asumiendo que los efectos del aire ocluido en el agua y la compresibilidad de la matriz sólida son despreciables. En la presente formulación, para la respuesta material se aplica el modelo constitutivo elastoplástico extendido de MRS-Lade. Finalmente se realizan simulaciones numéricas para reproducir el comportamiento de estos loess no saturados bajo condiciones de infiltración y niveles variables de carga, previa calibración de los parámetros del modelo mediante ensayos experimentales.