MODELADO MEDIANTE ELEMENTOS FINITOS DEL FENÓMENO DE CONSOLIDACIÓN CON MECHAS DRENANTES

En esta memoria se presenta el desarrollo de un problema típico de consolidación primaria de arcillas de baja consistencia sobre las cuales se realiza un tratamiento con mechas drenantes, el análisis de consolidación es realizado mediante elementos finitos en PLAXIS 2D versión 2016.01. a través del modelo constitutivo “Soft Soil” de un suelo normalmente consolidado en base a un proyecto real denominado “Acceso al Puerto de San Antonio, Puente Llolleo – Avenida La Playa” en San Antonio, región de Valparaíso que a su vez contempla la construcción de un terraplén.El procedimiento de modelado consiste en la estimación de los parámetros de la arcilla en base a la estratigrafía y ensayos de consolidación del proyecto original y en base a valores referenciales de suelos conocidos en la literatura.Luego los análisis consisten en: (1) análisis de sensibilidad en base a un modelo idealizado para identificar los parámetros dominantes en proceso de consolidación primaria sin drenes verticales y con drenes vertical prefabricados, (2) análisis de los resultados obtenidos en PLAXIS 2D en lo relativo a la consolidación primaria, mechas drenantes, asentamiento y grado de consolidación y (3) análisis y comparación de los resultados obtenidos mediante elementos finitos con los resultados obtenidos en el estudio original mediante métodos convencionales basados en las hipótesis de Terzaghi.Entonces, en base a los análisis de sensibilidad los parámetros más influyentes en el proceso de consolidación primaria son el índice de consolidación y la permeabilidad y en el caso cuando se han instalado drenes prefabricados los parámetros más influyentes son la permeabilidad horizontal, el distanciamiento de las mechas drenantes y el índice de consolidación, donde la permeabilidad horizontal es el parámetro predominante.Finalmente, se observan similitudes entre la metodología convencional basada en la teoría de Terzaghi y el método de elementos finitos de PLAXIS, sin embargo, debido a los supuestos simplificadores de Terzaghi los métodos convencionales no son precisos y deben considerar criterios conservadores para minimizar los errores, por otra parte, los métodos basados en elementos finitos toman en cuenta la verdadera geometría del problema, la interacción entre las obras proyectadas y el suelo, la estratificación del terreno y que la rigidez depende del esfuerzo, entre otras cosas.
 This report presents the development of a typical problem of primary consolidation of low-consistency clays on which a treatment with draining wicks is performed, the consolidation analysis is done by finite elements in PLAXIS 2D Version 2016.01. through the constitutive model "Soft soil" of a normally consolidated soil based on a real project called "Access to the port of San Antonio, Puente Llolleo – Avenida la Playa" in San Antonio, Valparaíso region that on its side contemplates the construction of a Fill.The modeling procedure consists of the estimation of the clay parameters based on the stratigraphy and the consolidation tests of the original project and based on the reference values of soils known in the literature.Then the analyses consist of: (1) sensitivity analysis based on an idealized model to identify the dominant parameters in the process of primary consolidation without vertical drains and with prefabricated vertical drains, (2) analysis of the results Obtained in PLAXIS 2D in relation to the primary consolidation, draining wicks, settlement and degree of consolidation and (3) analysis and comparison of the results obtained through finite elements with the results obtained in the original study through Conventional methods based on the Terzaghi hypothesis.Then, based on the sensitivity analyses the most influential parameters in the primary consolidation process are the consolidation index and permeability and, in the case, when prefabricated drains have been installed the most influential parameters are the horizontal permeability, the distancing of the draining wicks and the consolidation index, where the horizontal permeability is the predominant parameter.Finally, there are similarities between the conventional methodology based on the theory of Terzaghi and the finite element method of PLAXIS, however, due to the supposed simplifications of Terzaghi conventional methods are not accurate and should Consider conservative criteria for minimizing errors, on the other hand, finite element-based methods take into account the true geometry of the problem, the interaction between the projected works and the soil, the stratification of the land and the Stiffness depends on the effort, among other things.