Modelación del Hormigón en Régimen de Alto Confinamiento

Abstract

En la actualidad, existen numerosos trabajos experimentales y numéricos relacionados al estudio del hormigón para distintos estados de carga, tanto a tracción como compresión. Para estados de compresión, el comportamiento del hormigón presenta una importante sensibilidad al confinamiento, observándose un crecimiento de la resistencia máxima a medida que se incrementa la presión. El comportamiento hasta el estado límite está caracterizado por una transición entre un proceso de compactación y un proceso de dilatancia. Como consecuencia de la compactación, se observa un endurecimiento plástico no lineal, y un incremento en la rigidez elástica. Por otro lado, los
resultados de ensayos de compresión hidrostática y de ensayos edométricos, muestran que la respuesta desviadora no puede desacoplarse de la respuesta volumétrica. Los resultados de ensayos triaxiales estáticos disponibles en la bibliografía, alcanzan niveles de confinamiento en el orden de los 650 MPa,
mientras que los niveles más elevados corresponden a ensayos dinámicos de impacto, donde es posible obtener presiones de hasta 7 GPa.
Para la modelación del hormigón, bajo estas condiciones de carga, se utilizan modelos basados en las teorías de plasticidad y daño. Para estados de carga dinámicos, además existe la posibilidad de realizar simulaciones a través de hidrocódigos comerciales, en los cuales los modelos requieren la definición
de una ecuación de estado (para el comportamiento hidrostático) y un modelo de resistencia (para la respuesta desviadora).
En este trabajo, se presenta un modelo de plasticidad modificado, que permite el cierre de la superficie de fluencia sobre el eje hidrostático (cap) con el objeto de simular la compactación del material. La función de cierre depende de la deformación volumétrica plástica y está relacionada al concepto de ecuación de estado, propio de los hidrocódigos. El proceso de dilatancia se controla mediante un flujo plástico no asociado. En el trabajo, se comparan los resultados experimentales presentes en la bibliografía con los resultados numéricos obtenidos a través del modelo propuesto y con otros modelos
disponibles en los hidrocódigos.