Análisis de estructuras geotécnicas asistido por computadora

Abstract

Este trabajo presenta el desarrollo del software GEOSOFT, que permite realizar el análisis no lineal estático y dinámico de estructuras geotécnicas. Para el modelamiento geométrico y numérico de estructuras geotécnicas el software desarrollado utiliza el método de los elementos finitos. Asimismo, el comportamiento no lineal de los materiales es simulado mediante el uso del modelo hiperbólico para el análisis estático y del modelo lineal equivalente para el análisis dinámico. Geosoft, diseñado para ejecutarse en el sistema operativo Windows, permite la interacción usuario-computadora mediante la utilización de diversos objetos gráficos, tales como: ventanas, menús desplegables, barras de desplazamiento, tablas, botones, iconos, fichas, entre otros; permitiendo que la preparación de datos y administración de cálculos y resultados sea fácil y amigable.

Como paso previo al desarrollo del software se fundamenta el comportamiento estático y dinámico de estructuras geotécnicas, así como el modelamiento geométrico y numérico de las mismas. Asimismo, para · tener un concepto claro de lo que es un software y sus fases de desarrollo, se presenta un resumen de la ingeniería del software.

La aplicabilidad del software es ilustrada mediante el análisis de tres estructuras reales: un depósito de relaves, una presa de tierra y una cimentación continua. Los resultados obtenidos permiten prever el comportamiento de estas estructuras en términos de esfuerzos y deformaciones debido a la acción de cargas estáticas y dinámicas.

This work presents the development of the software GEOSOFT, that allows to carry out static and dynamic non linear analysis of geotechnical structures. The developed software uses the finite elements method for the geometric and numeric modelling of geotechnical structures. The non linear behavior of the materials is simulated by means of the hyperbolic model for the static analysis and by means of the equivalent linear model for the dynamic analysis. Geosoft, designed to be executed in the operating system Windows, allows the interaction user-computer through diverse graphic objects, such as: windows, pull-down menus, scroll bars, grids, buttons, icons, tab strip, among others; allowing that data edition and administration of calculations and results are easy and friendly. As a previous step to the development of the software, the theory on static and dynamic behavior of geotechnical structures is reviewed as well as the geometric and numeric modelling. Also, to have a clear concept of what a software is and of its development phases, a summary of the software engineering is presented. The applicability of the developed software is shown by means of the analysis of three real geotechnical structures: a tailings dam, an earth dam and a spread footing. The obtained results allow to predict the physical behavior of these structures in terms of stresses and strains due to the action of static and dynamic loads.