Thesis:

Modelación del penetrómetro de barra T para determinar la resistencia no drenada en relaves mineros

La investigación tiene como enfoque principal la realización de una modelación numérica del ensayo de barra T con el propósito de analizar el comportamiento mecánico de un relave específico a través de la determinación de su resistencia a la corte no drenada. Se realiza una comparación entre los datos obtenidos de la simulación del ensayo, las pruebas de penetración in situ y los ensayos de laboratorio realizados en el relave objeto de estudio. Este estudio implica un análisis detallado mediante la aplicación de la metodología de elementos finitos; se llevan a cabo análisis de grandes deformaciones con remallado empleando el enfoque Euleriano-Lagrangiano acoplado utilizando el software ABAQUS, permitiendo así la simulación explícita de la penetración de la barra T. A partir de estos análisis, se examina el impacto en la simulación del uso de diferentes modelos constitutivos para representar el comportamiento del relave, así como se evalúa la influencia de la velocidad de penetración del ensayo y otros parámetros en la determinación del factor de barra T. Además, se realiza una revisión de la literatura sobre las características y propiedades del penetrómetro de barra T y respecto a diversos valores obtenidos por diferentes autores para el factor de barra T para diferentes tipos de suelos, los cuales son comparados con el factor de barra estimado a través de la modelación para el relave bajo estudio. Se observa una coherencia entre los resultados obtenidos con el software ABAQUS y los valores reportados en el estado del arte. Se verifica y se analiza la evolución de los diferentes mecanismos de falla durante la penetración de la barra T, destacando entre ellos el mecanismo de flujo total.

The main focus of this research is the numerical modeling of the T-bar test in order to analyze the mechanical behavior of a specific tailings material through the determination of its undrained shear strength. A comparison is made between the data obtained from the test simulation, the in situ penetration tests, and laboratory tests performed on the tailings under study. This study involves a detailed analysis using the finite element method; large deformation analyses with remeshing are carried out employing the coupled Eulerian-Lagrangian approach using ABAQUS software, allowing for the explicit simulation of T-bar penetration. From these analyses, the impact of using different constitutive models to represent the tailings' behavior is examined, as well as the influence of penetration velocity and other parameters on the determination of the T-bar factor. Additionally, a literature review is conducted on the characteristics and properties of the T-bar penetrometer and the various values reported by different authors for the T-bar factor for different soil types, which are compared with the factor estimated through modeling for the tailings under study. A consistency is observed between the results obtained with ABAQUS and the values reported in the state of the art. The evolution of different failure mechanisms during the penetration of the T-bar is verified and analyzed, highlighting among them the full flow mechanism.