Dynamic response of piled structures : Implementation of a model based on the integral formulation of the problem and the use of a fundamental solution for the layered half space

Abstract

La contribución original de la tesis que se presenta es la formulación e implementación de un modelo numérico para el análisis dinámico de cimentaciones de pilotes y estructuras pilotadas en suelos con perfiles variables. El modelo propuesto combina la formulación integral del teorema de reciprocidad en viscoelasticidad y el uso de una solución fundamental específica del semiespacio estratificado para representar el comportamiento del terreno. Por otro lado, la interacción suelopilote se incorpora mediante el tratamiento de los pilotes como líneas de carga que actúan dentro del terreno. Los efectos adicionales de rigidez e inercia correspondientes a los pilotes se introducen mediante una representación de elementos finitos de los mismos. El uso de la solución fundamental avanzada, que ya satisface las condiciones de superficie libre y compatibilidad entre estratos del terreno, elimina la necesidad de discretizar dichos contornos. Mientras que el tratamiento de los pilotes como líneas de carga evita el mallado de la intefase entre el suelo y los pilotes. Como consecuencia, se obtiene un modelo riguroso y altamente eficiente desde el punto de vista computacional, formulado exclusivamente en términos de las variables correspondientes a los pilotes. Una vez desarrollado y validado el modelo propuesto, éste se aplica a diferentes problemas de interés en ingeniería relacionados con el estudio dinámico de cimentaciones pilotadas (funciones de impedancia, respuesta sísmica), con el uso de barreras de pilotes como medida de mitigación de las vibraciones del terreno, y con la caracterización dinámica de estructuras de aerogeneradores marinos monopilotados. Con el fin de explotar las características del modelo desarrollado, dichos estudios se centran en el análisis de los efectos del perfil del terreno en las variables estudiadas.