Dissertação

{pt_PT=Implementation and validation of an elastic-viscoplastic constitutive model for the analysis of geotechnical structures} {} EVALUATED

{pt=Apresenta-se um modelo constitutivo tridimensional elasto-viscoplástico que reproduz o efeito do tempo e da taxa de deformação no comportamento tensão-deformação de solos argilosos através de uma relação única tensão-extensão-taxa de extensão. A lei constitutiva baseia-se na teoria de overstress e possui algumas características relevantes: (i) uma superfície de carregamento versátil que reproduz uma grande variedade de formas no espaço de tensão deviatórica-média efectiva e (ii) assume que o escalar multiplicador viscoplástico é constante para todos os pontos situados numa mesma superfície de carregamento, de forma a garantir que as condições de estado crítico são atingidas; (iii) uma lei de fluência semi-logarítmica ou hiperbólica que controla o desenvolvimento das deformações viscoplásticas sob condições de tensão isotrópica. Após a descrição das equações que definem o modelo, bem como do processo da sua implementação num algoritmo que reproduz o comportamento de um elemento de solo sujeito a várias trajectórias de tensões simples e no programa de diferenças finitas FLAC 2D, foram realizadas simulações numéricas de ensaios laboratoriais para avaliar as potencialidades e limitações do modelo. O modelo reproduz bem o comportamento de solos para os quais os efeitos da taxa de extensão aplicada são permanentes e por isso descritos por uma lei única tensão-extensão-taxa de extensão; contudo devido à sua formulação o modelo não consegue prever a rotura do solo durante trajectória sob tensão controlada. Apresenta-se uma discussão em relação a este problema na parte final do trabalho., en=A three-dimensional elastic-viscoplastic constitutive model that is able to reproduce the time and rate dependent behaviour of soils with isotach viscosity (unique stress-strain-strain rate relationship) is presented. The constitutive law is based on the overstress theory and incorporates some noticeable features namely: (i) a versatile loading surface that is capable of reproducing a wide variety of shapes in deviatoric-mean effective stress space and (ii) assumed to be a locus of constant viscoplastic scalar multiplier to ensure that critical state conditions are reached; (iii) either a semi-logarithmic or a hyperbolic creep law that controls the development of viscoplastic deformations under isotropic stress conditions. Upon the description of the model’s governing equations as well as the process of its implementation in a single stress point algorithm and in the finite difference program FLAC 2D, numerical analyses of common laboratory tests were performed to assess the model’s potentials and limitations. The model reproduces a unique stress-strain-strain rate relationship and as such mimics well the isotach behaviour of clays; however, because of its formulation the model is unable to predict a failure load during load controlled shear test. A discussion regarding this issue is presented at the end of the work.}
{pt=relações constitutivas, isotach, viscoplasticidade, dependência do tempo e da taxa, modelação numérica, en=constitutive relations, isotach, viscoplasticity, time and rate dependency, numerical modelling}

Junho 19, 2017, 12:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Teresa Maria Bodas de Araújo Freitas

Departamento de Engenharia Civil, Arquitectura e Georrecursos (DECivil)

Professor Auxiliar