MODELACIÓN NUMÉRICA DE PILOTES SOMETIDOS A CARGAS DE TRACCIÓN EN ARENAS SUMERGIDAS

Abstract

Actualmente no existen muchas referencias sobre la estimación de la capacidad de carga última de pilotes sometidos a tracción, utilizándose, en la mayoría de los casos el valor de la resistencia por fuste para pilotes sometidos a compresión, aplicando posteriormente un factor de reducción. La estimación de la resistencia por fuste se realiza mediante fórmulas analíticas o empíricas, sin embargo, comúnmente estos métodos entregan resultados con una alta variabilidad, por lo cual es necesario estudiar los distintos métodos disponibles y profundizar la investigación en la aplicación de los métodos de elementos finitos en la modelación numérica de este tipo de problemas. Para lograr estimar la resistencia última, es necesario conocer el mecanismo de falla, en este ámbito se reconocen dos: falla por fuste y falla por cono de arrancamiento. Para el diseo de pilotes sometidos a tracción el menor de estos valores corresponderá a la capacidad última del pilote. El primer mecanismo antes mencionado, es el método más estudiado, el cual es la base para la mayoría de las formulas analíticas existentes, mientras que el segundo mecanismo es menos conocido y no existe aceptación sobre una evaluación numérica. El trabajo consiste en la estimación de la capacidad última de carga que será capaz de soportar un pilote sometido a una fuerza de tracción y se referirá al caso de pilotes fundados en arenas sumergidas. Durante el estudio se analizará el efecto inmediato de la aplicación de cargas, sin considerar efectos a largo plazo. Como punto de referencia se compraran los resultados teóricos con los obtenidos a partir de ensayos de carga de pilotes, utilizando los antecedentes del estudio realizado en el marco del proyecto de instalación de la Línea de Alta Tensión Ralco-Charrúa, asimismo, un estudio realizado en Dinamarca, que contempló el ensayo a tracción de diez pilotes. Realizando las modelaciones numéricas con elementos finitos, utilizando modelos constitutivos de suelos como Mohr-Coulomb y Hardening Soil, podemos concluir que las modelaciones entregan valores de resistencia última menores a los observados en los ensayos, alcanzando en general para ambos estudios un 60% del valor medido en los ensayos. También se propone un método de calibración de los modelos, modificando el coeficiente de empuje lateral de suelos, logrando obtener curvas carga-deformación similares a las medidas en los ensayos.