Diseño y Análisis Pseudo-Estático de la Presión Sísmica de Tierra para Muros de Contención de Voladizo con Evaluación de Limitaciones
Autores: Sun, Zhiliang; Wang, Wei; Liu, Hanghang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Diseño y Análisis Pseudo-Estático de la Presión Sísmica de Tierra para Muros de Contención de Voladizo con Evaluación de Limitaciones
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Presión del suelo
Excitaciones sísmicas
Efectos de resonancia
Colocación de relleno
Factores de seguridad
Muros de contención
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Al revisar críticamente los métodos pseudo-estáticos, se demuestra que aproximar la presión del suelo en la cara vertical de un talón corto (-plano) utilizando la solución de Rankine para muros de talón largo induce un error negligible. Se emplea un análisis de elementos finitos para validar los resultados pseudo-estáticos, con simulaciones dinámicas que incorporan excitaciones sísmicas sinusoidales de 1-5 Hz para investigar los efectos de resonancia. Los resultados clave muestran que desestimar el impacto de la colocación de relleno en capas sobre los estados de tensión inicial conduce a estimaciones no conservadoras de la presión activa del suelo. Además, el punto de aplicación de la presión del suelo aumenta significativamente durante un fuerte temblor, y aunque los factores de seguridad transitorios contra deslizamientos y vuelcos pueden caer por debajo de 1.0 durante eventos sísmicos, el análisis de deformación residual sugiere que esto no conduce necesariamente al colapso. Se produce una amplificación significativa de los momentos de flexión y mayores reducciones en los factores de seguridad post-terremoto cuando la frecuencia de entrada se aproxima a la frecuencia natural de un muro. Finalmente, el artículo propone estrategias de prevención de resonancia para el diseño sísmico de muros de contención en voladizo, una metodología que incorpora los efectos de construcción en la modelización del campo de tensiones inicial, y recomendaciones para seleccionar factores de seguridad efectivos.
Descripción
Al revisar críticamente los métodos pseudo-estáticos, se demuestra que aproximar la presión del suelo en la cara vertical de un talón corto (-plano) utilizando la solución de Rankine para muros de talón largo induce un error negligible. Se emplea un análisis de elementos finitos para validar los resultados pseudo-estáticos, con simulaciones dinámicas que incorporan excitaciones sísmicas sinusoidales de 1-5 Hz para investigar los efectos de resonancia. Los resultados clave muestran que desestimar el impacto de la colocación de relleno en capas sobre los estados de tensión inicial conduce a estimaciones no conservadoras de la presión activa del suelo. Además, el punto de aplicación de la presión del suelo aumenta significativamente durante un fuerte temblor, y aunque los factores de seguridad transitorios contra deslizamientos y vuelcos pueden caer por debajo de 1.0 durante eventos sísmicos, el análisis de deformación residual sugiere que esto no conduce necesariamente al colapso. Se produce una amplificación significativa de los momentos de flexión y mayores reducciones en los factores de seguridad post-terremoto cuando la frecuencia de entrada se aproxima a la frecuencia natural de un muro. Finalmente, el artículo propone estrategias de prevención de resonancia para el diseño sísmico de muros de contención en voladizo, una metodología que incorpora los efectos de construcción en la modelización del campo de tensiones inicial, y recomendaciones para seleccionar factores de seguridad efectivos.