Artículos técnicos de modelo numérico

Análisis de la interacción vía-estructura en puentes ferroviarios

Publicado en Hormigón y Acero (ISSN 0439-5689), Edición 2011 (261) en septiembre 2011.
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Autor/es: Ortiz Herrera, J.; Hernando García, J. I.
Palabras clave: puentes , estructuras , modelo numérico , análisis , interacción vía-estructura

Este trabajo desarrolla procedimientos de análisis de la interacción entre vía y estructuras de puentes ferroviarios, asumiendo las bases del análisis establecidas en la Instrucción española IAPF07, sin entrar en consideraciones o limitaciones de diseño, salvo algunas cuestiones introductorias expuestas en el apartado 1.

Se aportan dos niveles de desarrollo. Un primer planteamiento consiste en la resolución por diferencias finitas de las ecuaciones que rigen el fenómeno, las cuales se linealizan y se ajustan de manera iterativa, según un proceso que resulta rápidamente convergente.

Este modelo numérico, específico para este problema, es a la vez general y eficiente; requiere el desarrollo del correspondiente software, pero éste es relativamente simple y poco extenso; el aquí desarrollado puede descargarse gratuitamente de http://collab.upm.es/gm/folder-1.11.211816. Un segundo planteamiento explota las enseñanzas derivadas de soluciones analíticas particulares deducidas en este mismo trabajo, en base a las cuales el análisis se simplifica extraordinariamente, hasta el punto de ser perfectamente viable mediante una sencilla hoja de cálculo.

Las soluciones analíticas mencionadas, aparte de servir de fundamento para este procedimiento simplificado, aportan interpretaciones “físicas” claras de las distribuciones típicas de rozamientos y reacciones de apoyos.

Análisis comparativo de modelos ID para el cálculo de la línea de saturación en presas de escollera sometidas a flujo a través del propio cuerpo de la presa

Publicado en Ingeniería Civil (ISSN 0213-8468), Edición Nº 144, pp. 127-131 en enero 2007.
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Autor/es: Juan Carlos López Verdejo, Miguel Ángel Toledo y Cristobal Mateos
Palabras clave: modelo numérico , caracterización , condiciones locales

El flujo de agua a través de presas de escollera ha sido analizado usando modelos unidimensionales con el objeto de obtener la línea de saturación. Para ello de han utilizado varias fórmulas de resistencia no lineal dadas por distintos autores. Las desviaciones de estas líneas de su valor medio oscilan en un rango entre +9% y -5%. Por otra parte las línea de saturación obtenidas experimentalmente están un 10 a 15% por encima de esta línea teórica media, lo cual puede ser debido, entre otros factores, a la precisión en la medida de la porosidad, que es un parámetro muy sensible, o al efecto pared. Se están realizando nuevos ensayos con el objeto de obtener unas conclusiones definitivas y adecuadamente fundamentadas.

Rotura de presas de escollera sometidas a sobrevertido. ovimiento incipiente de las partículas

Publicado en Informes de la Construcción (ISSN 0020-0883), Edición Nº 144, pp. 133-137 en enero 2007.
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Autor/es: Björn Sennerfors, Andrés Die Morán y Miguel Ángel Toledo
Palabras clave: ante turbulencias , modelo numérico , pintor , caracterización , condiciones locales , mezcla

Los autores han llevado a cabo parte de la primera de dos fases de ensayo previstas. Aquí se presentan los resultados parciales obtenidos hasta el momento. Se ha utilizado una cámara de alta velocidad para estudiar el movimiento incipiente de partículas y el proceso de erosión del talud de aguas abajo durante un sobrevertido. El objetivo de la primera fase se ha conseguido: distinguir los diferentes mecanismos que participan en la rotura, pero es necesario realizar más ensayos para establecer unas conclusiones definitiva

Filtración hacia túneles en mediosa fracturados: simulación dinámica del avance de la excavación

Publicado en Revista de Obras Públicas (ISSN 0034-8619), Edición 2000, 147 (3397): 33-49 en abril 2000.
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Autor/es: Molinero Huguet, Jorge; Samper Calvete, Francisco Javier; Juanes Silva, Rubén
Palabras clave: diseño tecnológico , fisuración por fractura , rocas graníticas , modelo numérico , modelo dinámico , internet , obras marítimas , diques , reparaciones

La descarga de aguas subterráneas hacia túneles de rocas fracturadas constituye un factor importante tanto para la velocidad de avance como para la seguridad de la perforación. El descenso de los niveles freáticos producidos por este tipo de de obras subterráneas puede ocasionar además problemas geotécnicos y medioambientales. En el presente trabajo se presenta el modelo numérico realizado para simular el impacto de la construcción de un túnel sobre el sistema hidrogeológico de la isla de Äspö (Suecia). Dicho túnel fue construido como parte de un laboratorio subterráneo en el marco de proyectos de investigación relacionados con el almacenamiento geológico profundo de residuos radiactivos. La extensa base de datos disponible en este ejemplo brinda una excelente oportunidad para la validación de modelos numéricos de flujo de aguas subterráneas en medios fracturados. El modelo numérico se ha resuelto con el código TRANMEF-3D, desarrollado en la Universidad de A Coruña. Este código permite considerar condiciones de contorno internas variables en el tiempo para simular de forma dinámica el proceso de construcción de un túnel. Para visualizar el efecto dinámico del avance del túnel se ha generado una animación a la que el lector interesado puede acceder por internet.