Resumen

Este capítulo del libro Instabilities in Sands describe los modelos constitutivos utilizados para simular el comportamiento complejo de las arenas, especialmente bajo cargas cíclicas. Se destacan características deseables en un modelo: no linealidad en la respuesta esfuerzo-deformación, comportamiento histerético, dependencia de la resistencia y rigidez con la presión confinante y el ángulo de Lode, densificación y generación de presión intersticial, y la capacidad de alcanzar el estado crítico. Se presentan dos modelos principales: 1. Modelo hipoplástico de Wolffersdorff (1996): -Es fenomenológico, basado en resultados experimentales, sin separación entre deformaciones elásticas y plásticas. -Describe inelasticidad desde el inicio del proceso de carga, sin superficie de fluencia ni potencial plástico. -Limitaciones: acumulación excesiva de deformaciones en cargas cíclicas pequeñas, incapacidad para simular comportamiento viscoso y dificultad para obtener parámetros en materiales gruesos. -La ecuación principal relaciona la tasa de esfuerzo con la tasa de deformación mediante tensores no lineales dependientes del esfuerzo y la relación de vacíos, incorporando efectos de barotropía y picnotropía. 2. Modelo elastoplástico avanzado de Manzari-Dafalias (1997, 2004): -Basado en la mecánica del estado crítico, utiliza dos superficies (de acotamiento y dilatancia) que evolucionan hacia la superficie crítica. -Incluye reglas de flujo no asociadas, variables internas tensoriales (esfuerzo de retroceso y tensor de tela-dilatancia) y leyes de evolución para capturar endurecimiento, ablandamiento y comportamiento dilatante/contractivo. -Capaz de simular respuestas monotónicas y cíclicas, considerando efectos de presión confinante y relación de vacíos. -Validado con ensayos triaxiales drenados y no drenados en arena Toyoura, mostrando buena concordancia con resultados experimentales. Ambos modelos permiten reproducir fenómenos clave como licuefacción y formación de bandas de corte, esenciales para el análisis de inestabilidades en arenas.