Resumen

La consolidación del suelo es uno de los fenómenos más comunes en la ingeniería geotécnica. Los estudios previos para la consolidación axisimétrica de suelos no saturados han idealizado normalmente las condiciones de contorno como totalmente drenadas y absolutamente no drenadas, pero los límites de los suelos no saturados son realmente de drenaje impedido en la mayoría de las situaciones prácticas. En este estudio, presentamos una solución analítica general para predecir el comportamiento de consolidación axisimétrica del suelo no saturado que incorpora condiciones de contorno de drenaje impedido en las direcciones radial y vertical simultáneamente. El límite de drenaje impedido se modela utilizando el límite de tercer tipo, y también puede realizar los totalmente drenados y absolutamente no drenados cambiando el parámetro de drenaje. Se desarrolla una solución analítica general para predecir el exceso de presión de aire y agua de los poros, así como el grado medio de consolidación en un estrato de suelo no saturado, utilizando los métodos comunes de expansión de funciones propias y de transformación de Laplace. La nueva solución desarrollada se expresa en el producto de los términos de tiempo, profundidad y radio, que se derivan utilizando la transformada de Laplace, la serie habitual de Fourier y la serie de Fourier-Bessel, respectivamente. Las funciones propias y los valores propios se evalúan a partir de los límites del drenaje impedido en las dimensiones radial y de profundidad. A continuación, se verifica la corrección de la solución analítica propuesta frente a la solución analítica existente para el caso de los límites tradicionales y frente a la solución de diferencias finitas para el caso de los límites generales de drenaje impedido, y se obtienen excelentes acuerdos. Finalmente, se demuestra y analiza el comportamiento de consolidación axisimétrica de suelos no saturados con límites de drenaje impedidos, y se discuten los efectos de los parámetros de drenaje. Los resultados indican que el parámetro de drenaje más grande generalmente acelera las disipaciones del exceso de presiones de poros y promueve aún más el proceso de asentamiento del suelo. A medida que aumenta el parámetro de drenaje, su influencia disminuye gradualmente e incluso puede despreciarse cuando es mayor de 100. La solución analítica general y las conclusiones de este estudio pueden ayudar a comprender mejor el comportamiento de consolidación axisimétrica del estrato de suelo no saturado en el proyecto de mejora del suelo con drenajes verticales, así como el mecanismo de drenaje por gravedad de gas y petróleo en los yacimientos naturalmente fracturados.

• Materias:Dióxido de carbono Perforación de pozos de minas Yacimientos minerales Minería Minas y minería Geofluidos
• Subjects:Carbon dioxide Shaft sinking Mineral deposits Mining Mines and mining Geofluids
• Palabras claves:comportamiento de consolidación axisimétrica, límite de drenaje impedido, soluciones analíticas generales, suelo no saturado, parámetros de drenaje, estrato de suelo no saturado, condiciones de contorno, transformada de Laplace, drenaje impedido, términos de tiempo
• Keywords:axisymmetric consolidation behavior, impeded drainage boundary, general analytical solutions, unsaturated soil, drainage parameters, unsaturated soil stratum, boundary conditions, laplace transform, impeded drainage, terms of time