Formulação do método dos elementos de contorno para materiais porosos reforçados

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dc.contributorVenturini, Wilson Sergio
dc.creatorWutzow, Wilson Wesley
dc.date2008-05-16
dc.date2008-09-11
dc.date.accessioned2017-11-15T11:18:17Z
dc.date.available2017-11-15T11:18:17Z
dc.date.issued2017-11-15
dc.descriptionNeste trabalho, propõe-se uma formulação não linear baseada no método dos elementos de contorno, para representação de domínios poro-elasto-plásticos reforçados. Esta formulação é apresentada para os casos saturado e não saturado. Para o problema poroso enrijecido um acoplamento com o método dos elementos finitos é empregado, e a técnica de mínimos quadrados permite a regularização dos deslocamentos e do vetor de forças de superfície ao longo das interfaces de acoplamento. São empregadas expressões analíticas para o tratamento das integrais de contorno e de domínio presentes na formulação do método dos elementos de contorno. A formulação de Biot é empregada para a descrição de meios porosos saturados e uma formulação energética baseada nos trabalhos de Coussy é adaptada para a extensão ao caso não saturado. Neste caso, a pressão capilar e energia das interfaces são levadas em consideração. O nível de saturação é descrito pelo modelo de Van Genuchten e o comportamento do esqueleto é descrito ou pelo modelo de Drucker-Prager ou pelo modelo de Cam-Clay modificado. O problema não linear obtido por uma descrição temporal associada a discretização espacial é resolvido pelo método de Newton-Raphson. No caso saturado, o operador tangente consistente é definido e utilizado para obtenção da solução do sistema. Exemplos numéricos são apresentados para validar a formulação proposta.
dc.descriptionIn this work a nonlinear formulation of the boundary element method (BEM) is proposed to deal with saturated and unsaturated poro-elasto-plastic 2D reinforced domains. To model reinforced porous domains a BEM/FEM (Finite Element Method) modified coupling technique is employed. The coupling is made by using the least square method to regularize the displacement and traction distributions along the interfaces. Analytical expressions have been derived for all boundary and domain integrals required for the formulation. The Biot formulation is used for the description of the saturated porous environments and an energetic consistent formulation based on work of Coussy is adopted for its extension to the framework of unsaturated porous media. In this case, the capillar pressure and the interface energy are taken into account. The Van Genuchten model is used for the determination of saturation level in non-saturated poro-elasto-plastic problems. The Drucker-Prager modified model if used for the saturated poro-elasto-plastic problems and the modified Cam-Clay model for the representation of non-saturated poro-elasto-plastic problems. For the saturated case, the consistent tangent operator is derived and employed inside a Newton procedure to solve non-linear problems. Numerical solutions are presented to validate the proposed models.
dc.formatapplication/pdf
dc.identifierhttp://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-27082008-111607/
dc.identifierdoi:10.11606/T.18.2008.tde-27082008-111607
dc.identifier.urihttp://repositorio.eesc.usp.br/handle/RIEESC/2098
dc.languagept
dc.publisherBiblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
dc.publisherUniversidade de São Paulo
dc.publisherEscola de Engenharia de São Carlos
dc.rightsLiberar o conteúdo para acesso público.
dc.subjectAcoplamento MEC/MEF
dc.subjectPoro-elasto-plasticidade
dc.subjectPoro-elasticidade
dc.subjectMétodo dos elementos de contorno
dc.subjectEnrijecedores
dc.subjectSólidos não saturados
dc.subjectNon-saturated solids
dc.subjectBoundary elements method
dc.subjectPoro-elasticity
dc.subjectBEM/FEM couplings
dc.subjectPoro-elasto-plasticity
dc.subjectReinforcements
dc.titleFormulação do método dos elementos de contorno para materiais porosos reforçados
dc.titleBoundary element method formulation for reinforced porous material
dc.typeTese de Doutorado
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Teses e Dissertações (BDTD USP)