Mecanica de Rocas -Phase2

8/18/2019 Mecanica de Rocas -Phase2

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MECANICA DE ROCAS

PHASE2


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MARCO TEÓRICO

Phase 2 es un poderoso programa 2D para análisis de elementos finitos y análisis de

estrs para e!"a#a"iones su$terráneos o de superfi"ie en ro"a o suelo% El soft&are puede

ser utili'ado para una amplia gama de proye"tos de ingenier(a y dise)o* e in"luye

soporte a la esta$ilidad de taludes* infiltra"i+n de aguas su$terráneas y análisis

pro$a$il(sti"o%

Phase 2 puede ser utili'ado para modelar la e!"a#a"i+n de una mina a "ielo a$ierto% El

modelo puede ser e!"a#ado en etapas y puede in"luir fallas su$,#erti"ales -ue

inter"eptan el terreno%

Modelos "omple.os o de multi,e!"a#a"i+n pueden ser fá"ilmente "reados y rápidamente

anali'ados , t/neles en ro"a d$il o arti"ulada* "a#ernas su$terráneas* minas a "ielo

a$ierto y pendientes* #ertederos* estru"turas de tierra esta$ili'adas 0M1E y mu"ho más%

3alla progresi#a* intera""i+n de apoyo y una #ariedad de otros pro$lemas pueden ser

a$ordados%

Phase 2 ofre"e una amplia gama de op"iones de modela.e de apoyo% Elementos de

re#estimiento pueden ser apli"ados en el modela.e proye"tado4 "on"reto* sistemas de

"on.unto de a"ero* muros de "onten"i+n* pilotes* multi,"apa de re#estimiento

"ompuesto* geo te!tiles y mu"ho más%

5na de las "ara"ter(sti"as prin"ipales de Phase 2 es el análisis de elementos finitos y de

esta$ilidad de taludes usando el mtodo de redu""i+n de fuer'a de "orte% Esta op"i+n es

totalmente automati'ada y puede ser usada "on "ual-uier parámetro de fuer'a Mohr,

Coulom$ o de 6oe7,8ro&n% 9os modelos de in"lina"i+n pueden ser

importados:e!portados entre el 1oft&are 1lide y Phase 2 permitiendo una "ompara"i+n

fá"il de e-uili$rio l(mite y los resultados de elementos finitos%

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Phase 2 in"luye estado de e-uili$rio* análisis de elementos finitos infiltra"i+n de aguas

su$terráneas in"rustado en el programa% ;o hay ne"esidad de utili'ar un programa de

aguas su$terráneas por separado% 9a presi+n en los poros es determinada* as( "omo el

flu.o y el gradiente* los resultados son automáti"amente in"orporados en el análisis de

tensiones%

O8


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PROCEDIMIE;TO1

Primero a$rimos el programa Phase2

Agregamos la e!"a#a"i+n* para lograr esto nos #amos a la $arra superior y

sele""ionamos ?8oundaries@ y sele""ionamos la herramienta ?Add E!"a#ation@%


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Como es la #ersi+n B%* esta se "olo"ara de la siguiente manera% Colo"ando la letra ?i@

en el re"uadro de la parte inferior dere"ha* "on esta letra se pro"ederá a reali'ar una

e!"a#a"i+n "ir"ular%

5na #e' reali'ado esto se presentara el siguiente "uadro%

8rindamos la informa"i+n ne"esaria mar"ando la op"i+n ?Center an radius% Raidus

is4@ y "olo"ando el #alor de ?@ en el "uadro "onse"uente% Asimismo sele""ionamos el

n/mero de segmentos -ue tendrá nuestra e!"a#a"i+n "ir"ular* en nuestro "aso lo

de.amos en %


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9e damos OF* y sele""ionamos el "entro del "(r"ulo* una #e' más #amos a la parte

inferior dere"ha de la pantalla y "olo"amos ? @ siendo estas las "oordenadas del

"entro%

O$teniendo la siguiente e!"a#a"i+n

Agregamos el $orde a la e!"a#a"i+n* #amos de nue#o a ?8oundaries@* y esta #e'

sele""ionamos ?Add E!ternal@%

Apare"iendo el siguiente "uadro%

G


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Pro"edemos a "am$iar la parte de ?8oundary Type@ de 8o! a Cir"le* ya -ue nuestro

tra$a.o anterior fue reali'ado en una "ir"unferen"ia% Además "omo el tra$a.o anterior se

reali'a "on un l(mite "ir"ular de tama)o "in"o #e"es el radio se tomara un ?E!pansion

3a"tor@ de %2 para -ue satisfaga las "ondi"iones%

9e damos OF y nos dará la siguiente imagen%

H


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5na #e' logrado esto nos "orresponde determinar la malla en la "ual se tra$a.ara para

eso nos "olo"amos en la $arra superior y "olo"amos ?Mesh@* y nos dirigimos ha"ia su

?1etup@%

1e nos apare"erá el siguiente "uadro%

;otamos -ue la op"i+n ?Mesh Type@ sir#e para mostrarnos los tipos de mallas -ue se

generara* en nuestro "aso lo de.amos en ?raded@* en el siguiente (tem ?Element Type@

nos muestra la forma de la malla en nuestro "aso formaremos triángulos "on > nodos*

asi -ue lo de.aremos en la op"i+n presenteJ una #e' #isto esto le damos ?Dis"reti'e@%

B


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K le damos a la op"i+n Mesh* para as( finalmente generar nuestra malla% K

finali'amos "on OF%

Ahora pro"edemos a determinar las propiedades de la e!"a#a"i+n* "argándolas% Para

esto nos "olo"amos en ?9oading@ en la parte superior* y "onsiguiente ?3ield 1tress@%

L


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;os apare"erá un "uadro* en el "ual en la op"i+n 3ield 1tress Types "olo"aremos la

op"i+n ?ra#ity@* esto nos generara otras "asillas -ue tendremos -ue "ompletar en el

espa"io de ?round 1urfa"e ele#ation@ "olo"aremos >* ya -ue esta es la profundidad

de nuestra e!"a#a"i+nJ en 5nit eight O#er$urden insertaremos el #alor de la densidad

siendo este %2GJ y finalmente en Total 1tress Ratio "olo"aremos el #alor de ?7@

siendo este #alor en nuestro "aso igual a %GL%

9e damos OF* y toda esta informa"i+n -uedara guardada%

Ahora "olo"amos las propiedades del material% Para esto nos "olo"amos en

?Properties@ y seguidamente en ?Define Materials@

En esta parte nos en"ontraremos en dos se"tores ?Elasti" Properties@* siendo estás

propiedades "omo el "oefi"iente Koung y el "oefi"iente de poisson "olo"ando en estos el

primer #alor de HHB%2HL y al /ltimo el #alor de %>% Para la segunda parte nos


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en"ontramos en 1trength Parameters* donde nos pide definir el 3ailure Criterion* siendo

nuestro "aso ma"i'o ro"oso le "olo"amos 6oe7,8ro&n* ellos nos generará otras "asillas

en estas "olo"amos los #alores "orrespondientesJ en la primera nos pide Inta"t 5C1

0MPa en nuetsro "aso ser(a de L MPaJ en la segunda "asilla nos pide el parámetro m%

siendo este igual a mb siendo en este "aso 2%GGJ finalmente nos pide el #alor de

S siendo este %GH>HL% 9e damos OF para -ue fun"iones y se guarde%

3inalmente sele""ionamos las propiedades de los materiales en nuestra e!"a#a"i+n%

Para eso nos "olo"amos en Properties* y sele""ionamos Assign Properties* apare"iendo

la siguiente pantalla%


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1ele""ionamos E!"a#ate y le damos "li"7 en el "entro%

Ahora nos muestra la siguiente figura%

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Pro"edemos a "orrer nuestros datos "on la herramienta "omputer* i"ono de "olor

#erde situado en la parte superior i'-uierdo "on forma de te"lado%

Para ello nos pide guardar el ar"hi#o* lo haremos en "ual-uier lugar de nuestra

preferen"ia%

>


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En nuestro "aso lo nom$raremos Ro"asII y lo guardaremos en nuestro es"ritorio%

Despus de guardarlo el programa "omien'a a "orrer o$teniendo la siguiente "aptura%


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5na #e' terminado esta opera"i+n -uedara solo interpretar la gráfi"a y para eso nos

#amos a Interpret* u$i"ado al lado de Computer%

Mostrándonos las gráfi"as re-ueridas* en nuestro "aso mostraremos solo 1igma *

1igma >* 3a"tor de 1eguridad y el Diagrama de 3le"has% Pero #ale men"ionar las demás

gráfi"as -ue el programa muestra son las siguientes%

5na #e' men"ionado esto* mostramos las gráfi"as determinadas%


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1IMA

G


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1IMA >

H


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3ACTOR DE 1E5RIDAD

B


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DIARAMA DE 39EC6A1

L


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I;3OI8EER

5na #e' generada las gráfi"as tendremos -ue o$tener la infroma"i+n de nuestra

gráfi"a para eso nos #amos a Info =ie&er%

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enerandonos la siguiente pantalla* donde se muestra toda la informa"i+n re-uerida%

9a informa"i+n "ompleta se muestra a"ontinua"i+n4

Phase2 Analysis Information

Project1

Project Summary

3ile ;ame4 Ro"asII 9ast sa#ed &ith Phase2 #ersion4 B% Pro.e"t Title4 Pro.e"t

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General Settings

1ingle stage model

Analysis Type4 Plane 1train 1ol#er Type4 aussian Elimination 5nits4 Metri"* stress as MPa

Analysis Options

Ma!imum ;um$er of Iterations4 Toleran"e4 % ;um$er of 9oad 1teps4 Automati"

Con#ergen"e Type4 A$solute Energy Tensile 3ailure4 Redu"es 1hear 1trength


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Mesh uality

All elements are of good -uality

Poor quality elements defned as:

• Side length ratio (maximum / minimum) > 30.00

• Minimum interior angle 175.0 degrees

!"ca#ation Areas

Original Un-deormed Areas

• Excavation rea! 3.12" m2

• Excavation #erimeter! $.277 m

• External %oundar& rea! 72.00' m2

• External %oundar& #erimeter! 30.5"1 m

Stage 1

• Excavation rea! 3.103 m2 (0.025''$ m2 change *rom original area)

• Excavation #erimeter! $.251 m (0.025"71 m change *rom original+erimeter)

•

External %oundar& rea! 72.00' m2 (0 m2 change *rom original area)

• External %oundar& #erimeter! 30.5"1 m (0 m change *rom original +erimeter)

• ,olume -oss to Excavation! 0

Material Properties

Material: Material 1

2>


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olor

nitial element loadingeld stress & od& *orce

nit 4eight0.027 M/m3

Elastic t&+eisotro+ic

6oungs modulus177.2 M#a

#oissons ratio0.3

8ailure criterion9oe:%ro4n

Material t&+eElastic

om+ressive strength

"0 M#am +arameter

2.$0$s +arameter

0.00$737"5#ie;o to use

one


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0.'53"" 0."1007

0.5775 0.0"017

0.707107 0.707107

0.0"017 0.5775

0."1007 0.'53""

0."51057 0.30"0170."7$ 0.15$'3'

1 1.22'$5e01$

0."7$ 0.15$'3'

0."51057 0.30"017

0."1007 0.'53""

0.0"017 0.5775

0.707107 0.707107

0.5775 0.0"017

0.'53"" 0."1007

0.30"017 0."51057

0.15$'3' 0."7$

1.3$"7e01$ 1

0.15$'3' 0."7$

0.30"017 0."51057

0.'53"" 0."1007

0.5775 0.0"017

0.707107 0.707107

0.0"017 0.5775

0."1007 0.'53""

0."51057 0.30"017

0."7$ 0.15$'3'

1 2.''"2"e01$

External oundary

! "

'."'"75 .$5"5$e01$

'.00''3 2."0"3"

1.52"5$ '.707'"

1.52"5$ '.707'"

'.00''3 2."0"3"

'."'"75 $.0$1$"e01$

'.00''3 2."0"3"1.52"5$ '.707'"

1.52"5$ '.707'"

'.00''3 2."0"3"

2


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CO;C951IO;E1

En el presente tra$a.o* siendo este la "ompro$a"i+n de nuestro primer informe se da

las siguientes "on"lusiones4

• El programa Phase2 es una herramienta muy util -ue nos $rinda en un tiempo

"orto 0milesimas de segundo* lo -ue nosotros en un tra$a.o* en mi "aso de

d(as* fue muy arduo%• El programa es muy #ersatil permitiendonos dar mu"has "ara"teristi"as a las

e!"a#a"iones* siendo estas figuras "ono"idas 0"ir"ulares* re"tangulares*

"ofre*et"% y en otros "asos figuras des"ono"idas y muy deformesJ tra$a.ando y

hallando toda la informa"i+n fuera de su $orde% Esto mismo su"ede "on el

material alrededor de esta%• En el informe anterior no se llego a usar el modulo de Koung asimismo tampo"o

el "oefi"iente de poisson* siendo en este "aso e#aluados y teniendo efe"to en la

genera"i+n de las "ur#as iso#alori"as en "ada "aso%• En el presente informe se muestra las gráfi"as* siendo estas muy similares a las

generadas en el primer informe* asimismo esta se diferen"ia en la presen"ia de

"olores 'onales para diferen"iar y poder determinar 'onas de mayor #alor y

2G


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'onas de menor #alor -ue presenta di"ha gráfi"a* la "ual $enefi"ia mu"ho en el

estudio%• El programa Phase2 anali'a los esfuer'os mediante el analisis de los nodos -ue

se generan en la mallaJ siendo estos nodos los #alores -ue anali'a* se o$ser#o

-ue mediante mayor "antidad de nodos se presente se o$tendra una me.or

gráfi"a* donde las "ur#as iso#alori"as muestran un "omportamiento uniforme%

Asimismo dependiendo del analisis del tipo de malla usada esta generara una

gráfi"a diferente -ue depende de la forma de la malla%

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