Obtener preferentemente de Vs, cross-hole, down-hole, SCPTu, bender elements o columna resonante; normalizar al estado de referencia.
MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS · GEOTECNIA
HSsmall — Rigidez a Pequeñas Deformaciones en PLAXIS
Conserva el modelo HS y agrega una extensión de rigidez a pequeñas deformaciones, dependiente del nivel tensional, la amplitud de deformación y la historia de carga.
01mecanismo
→02ensayo
→03parámetro
→04calibración
→05validación
ATLAS CONSTITUTIVO
Superficies, memoria y rigidez
Lee qué representa el modelo, qué evoluciona y dónde deja de ser una aproximación defendible.
Mohr–CoulombElastoplástico perfecto · dependiente de θHardening SoilDoble endurecimiento · rigidez dependiente del estadoHSsmallHS + rigidez a pequeñas deformacionesModified Cam ClayEstado crítico · flujo asociado · hardening volumétricoSoft SoilAlta compresibilidad · hardening volumétricoHoek–BrownContinuo rocoso equivalente · resistencia no lineal
FIGURA CONCEPTUALHSsmall
HSsmall = Hardening Soil + extensión de rigidez a pequeñas deformaciones
GsG0 = 11 + 0.385 |γγ0.7|GtG0 = 1(1 + 0.385 |γγ0.7|)2Gs(γ0.7)G0 = 11 + 0.385 = 0.722Gt ≥ Gur, Gur = Eur2(1 + νur)γcut = γ0.70.385 (√G0Gur − 1)
γ0.7 identifica aproximadamente el nivel correspondiente al 70 % de G0. Con el coeficiente 0.385 empleado por PLAXIS, la expresión entrega exactamente Gs/G0 = 0.722. El cut-off actúa sobre Gt, no sobre la curva secante.
HSsmall utiliza una variable interna generalizada, derivada de la historia de deformación desviadora, para reconocer cambios en la dirección de carga. Por ello, γhist no debe representarse como si fuera simplemente el valor absoluto de la deformación cortante actual.
Una inversión completa de 180° reinicia la rama con pendiente tangente G0; luego la rigidez vuelve a reducirse a medida que progresa la nueva trayectoria. Un cambio parcial produce una recuperación intermedia.
Estructura constitutiva del modelo
Superficies de fluencia y endurecimiento HScorte + cap · doble hardening plástico
+Rigidez dependiente de deformaciones pequeñasG₀ · γ₀.₇ · historia desviadora
→HSsmallmisma resistencia límite del HS
Las superficies de fluencia por corte y compresión son las mismas del HS.La extensión small-strain modifica la rigidez cuasi-elástica antes y durante la aproximación al régimen elastoplástico.La reducción de G/G0 no corresponde a ablandamiento de c′ o φ′.G0 controla la pendiente inicial, no la resistencia última.
Esta expresión debe interpretarse con la convención de signos de PLAXIS. G0ref corresponde a pref; G0 corresponde al estado tensional efectivo actual.
El valor derivado de Vs representa el estado tensional y condición de campo del ensayo. No debe introducirse automáticamente como G0ref sin normalizarlo al nivel de referencia del modelo.
Calibración y verificación
Calibrar con curvas G/G0–γ, columna resonante, corte torsional o mediciones locales. No estimarlo sólo a partir de Vs.
Comprobar G0ref, Eurref, m, pref y el intervalo de tensiones efectivo del problema.
Contrastar ensayos elementales y comportamiento carga–desplazamiento a escala de obra; separar rigidez operacional de resistencia límite.
Gs/G0 · secanteGt/G0 · tangentecarga inicialdescarga–recargacambio parcial
Visualización conceptual para comprender la formulación; no corresponde a una calibración específica.
HSsmall
- Qué representa
- Conserva el modelo HS y agrega una extensión de rigidez a pequeñas deformaciones, dependiente del nivel tensional, la amplitud de deformación y la historia de carga.
- Formulación / fluencia
- Utiliza las mismas superficies de fluencia por corte y compresión del modelo HS. La extensión small-strain no incorpora una nueva superficie de fluencia ni modifica directamente la resistencia límite.
- Hardening y reducción de rigidez
- Conserva el doble endurecimiento del HS. La disminución de G/G₀ representa reducción de rigidez con la deformación, no ablandamiento de resistencia. Ante una inversión completa de carga se recupera inicialmente la rigidez G₀.
- Qué captura / aplicaciones
- Adecuado para deformaciones de servicio, excavaciones, túneles, fundaciones e interacción suelo–estructura cuando una parte relevante del dominio trabaja a pequeñas deformaciones. Su empleo en análisis dinámicos exige verificar la estrategia de amortiguamiento y las limitaciones del modelo frente a cargas cíclicas.
G₀refγ₀.₇pref y mE₅₀ref, Eoedref, Eurrefc′, φ′, ψ
PARÁMETROS ADICIONALES
G0ref y γ0.7, vinculados con pref y m, además de todos los parámetros heredados del HS.
QUÉ NO CAPTURA / LÍMITEHSsmall genera una respuesta histerética por recuperación y posterior reducción de rigidez durante inversiones de carga, pero no debe presentarse como un modelo cíclico avanzado capaz de reproducir por sí solo acumulación de deformación permanente, degradación por número de ciclos, movilidad cíclica o acumulación de presión de poros. En análisis dinámicos, cualquier amortiguamiento adicional debe calibrarse evitando doble contabilización con la disipación histerética del modelo.
PLAXIS 2D Tutorial, Reference, Material Models y Scientific Manuals; Potts y Zdravković, Finite Element Analysis in Geotechnical Engineering, Vols. 1–2; Potts, Guidelines for the Use of Advanced Numerical Analysis; Davis y Selvadurai, Plasticity and Geomechanics; de Souza Neto et al., Computational Methods for Plasticity; Schrefler et al., Computational Geomechanics.