Análisis Numérico Experimental de Procesos de Localización de Hormigón en Régimen de Alto Confinamiento

Abstract

El análisis de la respuesta de materiales cuasifrágiles como hormigón, roca, cerámicos, etc., bajo estados de carga multiaxiales es un tema de crucial importancia para lograr una mejor comprensión del comportamiento material en
estados límites y para la definición de modelos numéricos más ajustados.
En condiciones normales, el fenómeno dominante en el mecanismo de rotura de estos materiales es la fractura por
tracción. Bajo cargas de compresión sin confinamiento este mecanismo se caracteriza por la formación de fisuras
aproximadamente paralelas a la dirección de máxima compresión, conduciendo al conocido mecanismo de falla
“compression splitting”. Sin embargo en presencia de cargas de confinamiento el comportamiento de estos cambia
sustancialmente. En el caso del hormigón por ejemplo, su comportamiento se torna mucho más dúctil, reduciéndose la
rama de pospico hasta desaparecer. Con una compresión lateral del orden del valor de la resistencia a compresión, la
tensión normal máxima puede alcanzar unas 4 a 5 veces el valor de la resistencia uniaxial, además la zona del pico se
torna como un plafón horizontal y pueden alcanzarse fácilmente deformaciones de 10, 20 o 30 veces mayores que las correspondientes a las del pico del ensayo uniaxial.
En este trabajo se presenta en primer lugar, un estudio experimental desarrollado en el Laboratorio de Tecnología de
Estructuras de la Universidad Politécnica de Cataluña (España), en el cual se han ensayado a compresión una serie de probetas cilíndricas de 15x30, bajo diferentes confinamientos. Una particularidad que presentan estos ensayos es que se ha controlado el desplazamiento y se han tomado registros de la totalidad de la rama de ablandamiento.
Por otro lado se han desarrollado comparaciones con modelos numéricos y se estudia la transición frágil – dúctil del
hormigón. Finalmente se analiza la influencia del grado de no asociatividad del modelo en las mediciones de la respuesta material y de falla localizada.