Guia docent per al curs 2016/2017

Geomecànica i Enginyeria del Terreny (250407)

Informació general

Centre docent:
ETSECCPB
Departaments:
751 - Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental  
Crèdits:
6,0 ECTS
Titulacions:
872 - MÀSTER UNIVERSITARI EN ENGINYERIA DE CAMINS, CANALS I PORTS (2012); 1161 - MÀSTER UNIVERSITARI EN ENGINYERIA DE CAMINS, CANALS I PORTS (2012); 1189 - MOBILITAT INCOMING (0)  
Curs:
2016 - 2017
Idioma en què s'imparteix:
English  

Professors de l'assignatura

Professor responsable:
SEBASTIAN OLIVELLA PASTALLE
Professors:
EDUARDO ALONSO PEREZ DE AGREDA; ANTONIO GENS SOLE; ALBERTO LEDESMA VILLALBA; SEBASTIAN OLIVELLA PASTALLE

Objectius genèrics

Capacitat per a l’anàlisi geomecànic d’estructures geotècniques incloent l’aplicació de models tant analítics com numèrics així com el diagnòstic en situacions que poden plantejar-se en l’àmbit de l’enginyeria del terreny.

Capacitat per a l’anàlisi geomecànic d’estructures geotècniques incloent l’aplicació de models tant analítics com numèrics així com el diagnòstic en situacions que puguin plantejar-se en l’àmbit de l’enginyeria del terreny. Capacitat per a la utilització de models no lineals, d’estat crític, de fluència i en anàlisis geotècnics en els que intervinguin sòls i roques incloent acovlament hidromecànic. Capacitat per a l’estudi, projecte, construcció i explotació de fonaments, connectors, terraplens, túnels i altres construccions realitzades sobre o a través del terreny, qualsevol quina sigui la naturalesa o estat d’aquest, i qualsevol quina sigui la finalitat de l’obra que tracti.

Recordatori i aprofundiment de les teories d’estat crític (paràmetres d’estat en sorres) que serviran com a referència per a la descripció del comportament real. A continuació s’examinen diferents aspectes del comportament real dels sòls i roques tals com la no linealitat (amb èmfasi en petites deformacions), estructura (bonding), Anisotropia tant des d’un punt de vista mecànic com hidràulic, softening (localitació-trencament progressiu), fluència en sòls i roques, comportament de sòls no saturats i liqüefacció. Es descriuran casos reals en els que aquests aspectes tenen una influència sobre els aspectes de l’enginyeria. Aplicació dels coneixements a l’estudi, projecte, construcció i explotació de fonamentacions, desmuntis, terraplens, túnels i demés construccions realitzades sobre o a través del terreny, qualsevol quina sigui la seva naturalesa i l’estat d’aquest i qualsevol quina sigui la finalitat de l’obra de que es tracti.

Competències

Competències específiques

Competències genèriques de la matèria

Crèdits ECTS: hores totals de dedicació de l'estudiantat

Dedicació
Hores Percentatge
Aprenentatge dirigit Teoria 32,0 59,3%
Problemes 10,0 18,5%
Laboratori 10,0 18,5%
Activitats dirigides 6,0 3,7%
Aprenentatge autònom 96,0

Continguts

Tema 1. Geomaterials

Dedicació

2.0 h Teoria

Descripció

Características generales de los materiales naturales. Suelos. Formación, tipología, estructura, cuencas sedimentarias, suelos residuales, cementados, no saturados. Suelos duros y rocas blandas. Macizos rocosos, discontinuidades. Fluencia. Herramientas de análisis geomecánico: medio continuo, elementos discretos, juntas. 

Objectius

Es realitza una introducciò al comportament dels geomaterials. 

Tema 2. Acoblament hidro-mecànic en geomaterials

Dedicació

4.0 h Teoria + 2.0 h Problemes + 2.0 h Laboratori

Descripció

Acoblament flux – deformació. Formulació desplaçaments - pressione. Condicions No Drenades, resistencia al tall sense drenatje. Consolidació. Condicions Drenades. Extensió de la formulació acoblada al comportament termo-hidro-mecànic de medis porosos (incluent moviment de vapor). Lleis constitutives, hidràuliques, mecàniques i tèrmiques, generalitzades. Introducció als métodes numérics en geotecnia. Excavació i construcció d'elements. Tensions inicials. Extensió de la malla. Elements estructurals. Aplicació a casos que usen models constitutius senzills per familiaritzarse amb problemes de contorn, condicions inicials i de contorn, intervals/etapes, elements estructurals, característiques d'un programa. 

Objectius

Desenvolupar la formulació. Desenvolupament de la formulació. Capacitat per incorporar/eliminar processos segons el problema a resoldre. Aprendre els aspectes bàsics dels mètodes numèrics aplicats a la solució de problemes geotecnics. Sessio pràctica per introduir la modelació geotecnica 

Tema 3. Comportament geomecànic d'argiles i sorres

Dedicació

4.0 h Teoria + 2.0 h Laboratori

Descripció

Comportament típic d'argiles. Teoría d'estat crític i model Cam-clay. Comportament típic de sorres. Paràmetre d'estat. Liquefacció. Movilitat cíclica. Simulació analítica i numèrica d'assaigs edomètrics i assaigs triaxials en sols saturats mitjançant models acoblats.  

Objectius

Comprensió de la resposta experimental dels sòls argilosos sotmésos a un estat general de sol.licitació tenso-deformacional. Capacitat per anticipar, de forma qualitativa, la resposta d'un assaig de laboratori. Comprensió de la resposta experimental dels sòls granulars sotmés a un estat general de sol.licitació tenso-deformacional. Capacitat per anticipar, de forma qualitativa, la resposta en un assaig de laboratorio. Aprendre a utilitzar eines de modelació i aplicarles a simular assaigs de laboratori de forma que es puguin calibrar els parametres del model, i determinar las capacitats i limitacions de les equacions emprades. 

Tema 4. Sols no saturats.

Dedicació

6.0 h Teoria + 2.0 h Laboratori

Descripció

Succión. Comportamiento típico de suelos no saturados: expansión y colapso. Models elàstics. Variables d'estat. Models per geomaterials no saturats. Barcelona Basic Model i altres models. Inflament y col.lapse. Resistencia al tall. Sòls expansius i sòls colapsables. Estructura del sòl. Criteris de compactació i representació de la compactació en els models. Pressió d'inflament. Simulació d'assaigs edomètrics i assaigs triaxials en sòls no saturats mitjançant models acoblats. Construcció de terraplens , efecto de la pluja. Construcció de presses de terres, ompliment i desembassament ràpid. 

Objectius

Introduir els conceptes bàsics de sòls no saturats, i els processos de deformació que s'hi produeixen. Donar a coneixer les diferents variables de estat que poden utilitzarse segons les capacitats assolides. Descriure la derivació dels models per geomaterials no saturats i entendre els processos físics que serveixen per derivar models macroscopics. Coneixer els processos d'expansió/inflament en sòls, quins usos o problemàtiques poden tenir, cóm es veu afectada l'estructura durant l'expansió i el col.lapse d'un sòl, i cóm es representen aquests processos en els models constitutius. Assolir, mitjançant la pràctica, un coneixement de la resposta de sòls no saturats i dels models que s'utilitzen per reproduir la resposta enfront processos de càrrega en condicions no saturades i saturates així com procesos de inundació.  

Tema 5. Sols durs i roques blanes

Dedicació

4.0 h Teoria + 2.0 h Problemes

Descripció

Comportament de sòls cimentats. Resultats d'assaigs edomètrics i triaxials. Descripció dels procesos de cimentació i efecte en la resposta dels geomaterials. Extensió dels models per incorporar la cimentació. Introducció del concepte de resistència residual. Reblaniment per trencament de la cimentació. Condicions drenades i no drenades. Trencament progressiu. Aplicació a estabilitat talussos. 

Objectius

Comprensió dels mecanismes que expliquen la naturalesa dels sòls cimentats. Comprendre la relació entre els mecanismes i la resposta tenso-deformacional del terreny. Establir la forma en que els models constitutius es poden modificar per incorporar la cimentació d'un sòl, començant per la extensió dels models bàsics més utlitzats a geotecnia. El trencament d'algunes estructures geotecniques només es pot explicar utilitzant el fenòment del trencament progressiu, per la qual cosa es poden usar models amb resistencia residual que apareix en la zona post-pic del diagrama tensió-deformació. 

Tema 6. Comportament no lineal a petites deformacions

Dedicació

2.0 h Teoria + 2.0 h Problemes

Descripció

Comportament de sòls lluny de trencament. Elasticitat no lineal. Assaigs de caracterització mitjançant técniques geofísiques i de laboratori en columna resonant. Aplicació de la teoria de elasticitat en petites deformacions a l'anàlisi de casos reals com ara tunels en zones urbanes. Sistemes de instrumentació. 

Objectius

Introduir les desviacions que es produeixen en la resposta elàstica del terreny en zones on las deformacions son petites, per exemple, perque es troben allunyades de les zones de major influència. Comprensió, de forma aplicada, dels efectes que pot produir la diferent rigidessa del terreny segons el nivell de solicitació, en la resposta de moviments induits per construccions geotecniques, especialment les subterrànies. 

Evaluació

Dedicació

4.0 h Laboratori

Descripció

Avaluació de conjunt 

Tema 7. Altres aspectes del comportament real de geomaterials

Dedicació

8.0 h Teoria

Descripció

Anisotropia estructural en sòls i roques blanes. Anisotropia induida. Anisotropia mecànica i anistropia hidràulica. Liquefacció estàtica i liquefacció per càrrega cíclica. Models per geomaterials amb la inclusió de efectes dinàmics. Comportament tèrmic de sòls. Sòls congelats. Vapor en sòls, problemes termo-hidro-mecànics. Fluència en sòls i roques. Procesos físics que expliquen la fluencia en geomaterials. Consolidació secundaria. 

Objectius

Comprendre les causes de la anisotropia mecànica i hidràulica dels geomaterials. Comprensió del fenòmen de la liquefacció, i aprendre quins aspectes enginyerils hi intervenen. Comprendre i aplicar condicions no isotermiques al comportament dels geomaterials. Comprendre i aplicar els procesos associats al comportament diferit dels geomaterials. 

Tema 8. Us de mètodes numèrics en l'anàlisi geotècnic

Dedicació

2.0 h Teoria + 4.0 h Problemes

Descripció

Particularitats de l'anàlisi geotecnic mitjançant el mètode dels elements finits. Anàlisi acoblat i anàlisi desacoblat. Casos reals, procès de modelació, hipòtesis a realitzar per passar d'un cas real a un modelo geotècnic.  

Objectius

Capacitat per determinar el valor afegit que pot donar l'anàlisi numèric en l'estudi d'un problema geotècnic aixi com el nivell a adoptar en quan complexitat del model (processos, dimensionalitat, models constitutius). Capacitat per transformar un problema real en un model. Proces de verificació i procés de validació d'un model. 

Activitats

Treball de modelació

Dedicació

2.0 h Activitats dirigides

Descripció

Treball de modelació en enginyeria del terreny en el que es valorarà la capacitat de realitzar hipòtesis i transformar un real real en el corresponent model que ajudi a comprendre el problema així com realitzar prediccions de comportament.

Mètode de qualificació

Es realitzaran dues proves, una d'elles de conjunt. La nota es determinarà com el màxim entre la nota mitjana aritmetica de les dues proves i la nota de la prova de conjunt. Addicionalment s'afegirà com a màxim un punt a la nota final corresponent a la part pràctica.

Normes de realització de proves

Si no es realitza alguna de les activitats de pràctica o d'avaluació contínua en el periode programat, es considerarà com a puntuació zero.

Metodologia docent

L'assignatura consta de 4 hores a la setmana de classes presencials a l'aula. Es dediquen a classes teòriques, problemes i laboratori, en què el professorat exposa els conceptes i materials bàsics de la matèria, presenta exemples i realitza exercicis. Es realitzen sessions pràctiques utilitzan software aplicat a problemes de geotecnia. S'utilitza material de suport en format de pla docent detallat mitjançant el campus virtual ATENEA: continguts, programació d'activitats d'avaluació i d'aprenentatge dirigit i bibliografia.

Horari d'atenció

L'horari d'atenció es porta a terme tant durant els intervals entre classes com mitjançant hores convingudes acordades personalment o per correu electrònic

Bibliografia bàsica