Solución analítica para la capacidad de carga de cimentaciones de tiras reforzadas en suelos no saturados bajo flujo constante
Autores: Kang, Xudong; Zhou, De
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Solución analítica para la capacidad de carga de cimentaciones de tiras reforzadas en suelos no saturados bajo flujo constante
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Estudio
Soluciones analíticas
Capacidad de carga
Cimientos de suelo reforzado
Suelos no saturados
Refuerzo
Fórmula
Cimentaciones de zapatas
Mecanismos de falla por deslizamiento
Cohesión aparente
Succión de matriz
Análisis de límites
Algoritmo de programación cuadrática secuencial
Profundidad de embebimiento
Análisis paramétrico
Aplicación de ingeniería
Recomendaciones
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Citaciones: Sin citaciones
El estudio de soluciones analíticas para la capacidad de carga de cimentaciones de suelos reforzados es un tema muy importante en matemáticas de ingeniería. Las evaluaciones existentes de la capacidad de carga de cimentaciones en suelos reforzados se basan en condiciones secas, mientras que muchas cimentaciones se encuentran en suelos no saturados en la ingeniería real. En este artículo, se presenta una nueva fórmula para la capacidad de carga de zapatas reforzadas en suelos no saturados. Se construyen dos mecanismos de falla por deslizamiento basados en la posición de la capa de refuerzo con respecto a la superficie de deslizamiento. La distribución de cohesión aparente en la dirección de profundidad se calcula considerando el efecto de succión de la matriz. Además, al considerar el trabajo realizado por el refuerzo y la contribución de la cohesión aparente, se obtiene la fórmula de capacidad de carga utilizando el teorema del límite superior del análisis límite. La solución de capacidad de carga se obtiene mediante la adopción del algoritmo de programación cuadrática secuencial (SQP). Al comparar los resultados bajo dos mecanismos de falla, se obtienen la capacidad de carga óptima y la profundidad de embebido óptima del refuerzo. Los resultados de este artículo son consistentes con los de la literatura existente. Finalmente, se investigan los efectos de la profundidad de embebido del refuerzo, el ángulo de fricción interna efectivo, la carga uniforme y los parámetros del suelo no saturado en la capacidad de carga óptima a través de un análisis paramétrico. Este artículo proporciona recomendaciones útiles para la aplicación ingenieril de zapatas reforzadas en suelos no saturados.
Descripción
El estudio de soluciones analíticas para la capacidad de carga de cimentaciones de suelos reforzados es un tema muy importante en matemáticas de ingeniería. Las evaluaciones existentes de la capacidad de carga de cimentaciones en suelos reforzados se basan en condiciones secas, mientras que muchas cimentaciones se encuentran en suelos no saturados en la ingeniería real. En este artículo, se presenta una nueva fórmula para la capacidad de carga de zapatas reforzadas en suelos no saturados. Se construyen dos mecanismos de falla por deslizamiento basados en la posición de la capa de refuerzo con respecto a la superficie de deslizamiento. La distribución de cohesión aparente en la dirección de profundidad se calcula considerando el efecto de succión de la matriz. Además, al considerar el trabajo realizado por el refuerzo y la contribución de la cohesión aparente, se obtiene la fórmula de capacidad de carga utilizando el teorema del límite superior del análisis límite. La solución de capacidad de carga se obtiene mediante la adopción del algoritmo de programación cuadrática secuencial (SQP). Al comparar los resultados bajo dos mecanismos de falla, se obtienen la capacidad de carga óptima y la profundidad de embebido óptima del refuerzo. Los resultados de este artículo son consistentes con los de la literatura existente. Finalmente, se investigan los efectos de la profundidad de embebido del refuerzo, el ángulo de fricción interna efectivo, la carga uniforme y los parámetros del suelo no saturado en la capacidad de carga óptima a través de un análisis paramétrico. Este artículo proporciona recomendaciones útiles para la aplicación ingenieril de zapatas reforzadas en suelos no saturados.