Comportamiento de Deformación Compresiva de Pumita Artificial para el Refuerzo de Refugios Existentes Contra Eyecta Balísticos de Erupciones Volcánicas
Autores: Tateyama, Kohei; Abe, Kazuma; Fujiki, Hiroyuki; Sasaki, Hisashi; Yamada, Hiroyuki
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Comportamiento de Deformación Compresiva de Pumita Artificial para el Refuerzo de Refugios Existentes Contra Eyecta Balísticos de Erupciones Volcánicas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Estudio
Pumita
Absorción de energía
Tasa de deformación
Comportamiento de deformación
Refugios volcánicos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
La erupción del Monte Ontake en 2014 en Japón destacó la necesidad de mejorar los refugios volcánicos. Para contribuir a su refuerzo, este estudio se centra en las características de absorción de energía de la pumita, particularmente la pumita artificial hecha de vidrio reciclado. Se realizaron pruebas de compresión en condiciones no confinadas y oedométricas utilizando una máquina de ensayo universal, una máquina de ensayo de caída de peso y una barra de Hopkinson dividida a través de un amplio rango de tasas de deformación (10 a 10 s). El comportamiento de deformación se clasificó en dos tipos: uno con un pico inicial distinto seguido de una caída de estrés y otro con una transición continua a la deformación en meseta. Independientemente del tipo de deformación, la energía absorbida mostró una dependencia positiva de la tasa de deformación. La energía absorbida promedio aumentó de aproximadamente 1.6 MJ/m a 10 s a más de 4.3 MJ/m a 10 s. Se propuso un modelo predictivo simple para evaluar la capacidad de absorción de energía del refuerzo de pumita. Las predicciones del modelo coincidieron bien con los resultados experimentales para capas de pumita de hasta 150 mm de grosor. Estos hallazgos proporcionan conocimientos fundamentales sobre el comportamiento a alta tasa de deformación de la pumita artificial y su posible aplicación como material pasivo de absorción de energía para refugios volcánicos resistentes a impactos.
Descripción
La erupción del Monte Ontake en 2014 en Japón destacó la necesidad de mejorar los refugios volcánicos. Para contribuir a su refuerzo, este estudio se centra en las características de absorción de energía de la pumita, particularmente la pumita artificial hecha de vidrio reciclado. Se realizaron pruebas de compresión en condiciones no confinadas y oedométricas utilizando una máquina de ensayo universal, una máquina de ensayo de caída de peso y una barra de Hopkinson dividida a través de un amplio rango de tasas de deformación (10 a 10 s). El comportamiento de deformación se clasificó en dos tipos: uno con un pico inicial distinto seguido de una caída de estrés y otro con una transición continua a la deformación en meseta. Independientemente del tipo de deformación, la energía absorbida mostró una dependencia positiva de la tasa de deformación. La energía absorbida promedio aumentó de aproximadamente 1.6 MJ/m a 10 s a más de 4.3 MJ/m a 10 s. Se propuso un modelo predictivo simple para evaluar la capacidad de absorción de energía del refuerzo de pumita. Las predicciones del modelo coincidieron bien con los resultados experimentales para capas de pumita de hasta 150 mm de grosor. Estos hallazgos proporcionan conocimientos fundamentales sobre el comportamiento a alta tasa de deformación de la pumita artificial y su posible aplicación como material pasivo de absorción de energía para refugios volcánicos resistentes a impactos.