Modelado de Erosión Interna con el Método de Punto Material

Abstract

Siniestros causados por derrumbes, deslizamientos, o grandes socavones de suelo en ciudades, se ven a menudo en los medios de comunicación. Estos sucesos suelen estar relacionados con la erosión, y existen varias casusas vinculadas con este fenómeno, pero sin duda alguna, la causa principal es el escurrimiento del agua en contacto directo con la masa de suelo. Un tipo específico de erosión interna llamada “tubería” (piping) es la causa más común de fallas en diques y/o presas de tierra, como la falla de la presa de Aznacollar-España en 1998. La erosión interna puede ser un proceso natural, pero a veces se deben a malas decisiones o falta de previsión en el diseño estructural. El principal desafío entonces, es predecir con cierto grado de confiablidad el peligro de socavación en este tipo de estructuras, sometidas a grandes deformaciones e importantes cambios en sus condiciones de borde. Como es bien sabido, una de las grandes limitaciones de los métodos numéricos clásicos, como el Método de los Elementos Finitos (MEF), en la simulación de grandes deformaciones es la distorsión de la malla, por lo que se debe recurrir a una alternativa superadora. El objetivo del presente trabajo es presentar un enfoque teórico/numérico del problema de socavación empleando el Método del Punto Material (MPM), el cual fue desarrollado con el fin subsanar problemas de dependencia de malla con deformaciones extremas.