Determinación del comportamiento de las arenas volcánicas del valle central de Guatemala por medio de modelación por elementos finitos.

Abstract

Esta investigación tiene como objetivo profundizar en el comportamiento de las arenas volcánicas del valle central de Guatemala por medio de simulaciones por medio de elementos finitos utilizando herramientas complementarias como análisis de sensibilidad y curvas de fragilidad. Esto es beneficioso, ya que, al momento de realizar trabajos en taludes, es vital comprender la manera en la que se comportará el mismo para cada posible escenario y así determinar probabilísticamente la falla para distintas aceleraciones sísmicas. (Keefer, 1984) Antes de empezar a analizar taludes por el método de elementos finitos, se recopiló información sobre los parámetros más relevantes a considerar al momento de realizar el cálculo de estabilidad de taludes. Después de esto, se procedió a tomar en cuenta todos los posibles modelos constitutivos por los que se puede analizar el material volcánico de Guatemala. Uno de los más utilizados es Mohr Coulomb, sin embargo, tiende a ser un modelo bastante alejado de la realidad. Para el modelado del talud, se utilizó uno de los programas más avanzados en la rama de la geotecnia a nivel mundial, Plaxis 2D. Este programa permite analizar distintos escenarios por medio del método de elementos finitos, con la ventaja de que tiene una gran variedad de modelos constitutivos para analizar las máximas deformaciones y esfuerzos de todo tipo de casos, desde excavaciones, hasta túneles. Después de haber corrido las simulaciones para los diferentes escenarios en el talud, se realizó un análisis de sensibilidad con el fin de evaluar el parámetro más sensible. Sabiendo este dato, se procedió a hacer la curvad de fragilidad. Estas curvas son muy utilizadas en el área estructural, para esta ocasión se decidió evaluar la probabilidad de falla del talud para distintas cohesiones. Además, el aumento en la altura de la pendiente produce los cambios en las curvas de fragilidad, por lo que una mayor probabilidad de falla se asocia con pendientes de mayor altura. Un aumento en la inclinación también tiene un impacto en la falla de la masa de suelo y su inestabilidad. (Keefer, 1984) (A)