Formulación De Una Ley Constitutiva De Junta Con Envejecimiento. Aplicación Al Comportamiento Mesoestructural Del Hormigón

Abstract

Una forma consistente de analizar el problema de la fractura en materiales cuasifrágiles es mediante los llamados elementos junta de espesor nulo, pues permiten integrar de un modo natural el "Fictitious Crack Model" (modelo de la fisura ficticia) de Hillerborg 1 en un análisis numérico mediante el método de los elementos finitos. El comportamiento de estos elementos especiales se formula en términos de las componentes normal y tangencial de las tensiones en el plano medio de la junta y los desplazamientos relativos correspondientes. Por otra parte, los ensayos experimentales sobre probetas de hormigón ponen de manifiesto un aumento de resistencia con el paso del tiempo, fenómeno conocido como madurez. Para tener en cuenta estos aspectos se ha desarrollado un modelo constitutivo de junta basado en la teoría de la elasto-plasticidad, que utiliza conceptos de la Mecánica de Fractura a fin de establecer el reblandecimiento debido al trabajo disipado en procesos de fractura, e incorpora el tiempo como variable para simular el comportamiento de endurecimiento (madurez). En este artículo se incluye, en primer lugar, una detallada descripción de la formulación del modelo, y algunos ejemplos de verificación del comportamiento constitutivo (a nivel punto de Gauss). Luego, se presentan dos aplicaciones a nivel mesoestructural en 2D para hormigón. Por un lado, se muestran resultados de compresión uniaxial en condiciones cuasi-estáticas a distinta edad de carga, y finalmente, se presenta un análisis de la retracción por secado del hormigón mediante un análisis acoplado higro-mecánico (HM). Los resultados obtenidos ponen de manifiesto la potencialidad del modelo constitutivo de junta, sobre todo en la simulación de procesos complejos del comportamiento mecánico de materiales cuasifrágiles a un nivel de análisis mesoestructural.