Estimación de la eficiencia de grupos de pilotes en arcillas de Bogotá a partir de simulaciones numéricas

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Resumen

This paper presents the mechanical response of pile groups in a representative average geotechnical profile of the clayey soils of the Bogotá savannahs. The structure-soil interaction analyzes were performed using 3D finite element method in the Midas GTS NX software, a computer resource recently acquired by the Research Group on Disaster Attention and Prevention, Risks and Resilience (GIDPAD), within which this work was carried out. For the numerical simulations of the pile groups, the following parameters were used: group configurations, pile spacings, pile diameters and pile lengths. The stratigraphic profile used for the simulations was determined using information from field and laboratory tests from more than one hundred geotechnical studies, including in-situ tests such as the standard penetration test (SPT) and the piezocone (CPTU), carried out for the First Line of the Bogotá Metro and for other public and private investment projects, from which a database of geomechanical parameters for the clayey soils of the city's lake deposit was consolidated. In the analyses, the pile groups were subjected to gravity loads, lateral loads and, in some cases, to a combination of both. Between the load states and the study parameters, 567 combinations were generated. The results of this work are, on the one hand, the efficiency of pile groups under gravity loads, deformations and bending moments in piles obtained from finite element method analysis. Then, results of influence of the parameters on the results of efficiency, deformations and stresses of pile groups are presented.

Descripción

Este documento presenta la respuesta mecánica de grupos de pilotes en un perfil geotécnico promedio representativo de los suelos arcillosos de las sábanas de Bogotá. Los análisis de interacción suelo-estructura se realizaron mediante el método de elementos finitos en el programa Midas GTS NX, recurso informático adquirido recientemente por el Grupo de Investigación en Atención y Prevención de Desastres, Riesgos y Resiliencia (GIDPAD) al interior del cual se realizó este trabajo. Para las simulaciones numéricas de los grupos de pilotes, se utilizaron los siguientes parámetros: configuraciones de grupos, separaciones entre pilotes, diámetros y longitudes de pilotes. El perfil estratigráfico utilizado para las simulaciones fue determinado empleando información de ensayos de campo y laboratorio proveniente de más de cien estudios geotécnicos, incluyendo ensayos in-situ como el ensayos de penetración estándar (SPT) y el piezocono (CPTU), realizados para la Primera Línea del Metro de Bogotá y para otros proyectos de inversión pública y privada a partir de los cuales se consolidó una base de datos de parámetros geomecánicos para los suelos arcillosos del depósito lacustre de la ciudad. En los análisis, los grupos de pilotes fueron sometidos a cargas gravitacionales, laterales y, en algunos casos, a la combinación de ambas. Entre los estados de cargas y los parámetros de estudios se generaron 567 combinaciones. Los resultados de este trabajo son, por una parte, la eficiencia de los grupos de pilotes bajo cargas gravitacionales, las deformaciones y los momentos flectores en los pilotes obtenidos a partir de los análisis de métodos de elementos finitos. Luego, se presentan resultados de influencia de los parámetros en los resultados de eficiencia, deformaciones y esfuerzos de los grupos de pilotes.

Palabras clave

Grupos de pilotes, Respuesta mecánica, Suelos lacustres, Simulación numérica, Eficiencia, Suelos blandos

Materias

Maestría en Ingeniería Civil - Tesis y disertaciones académicas , Pilotes (Ingeniería civil) - Bogotá (Colombia) , Cimentaciones - Bogotá (Colombia) , Mecánica de suelos - Bogotá (Colombia) , Simulaciones númericas - Bogotá (Colombia)

Citación