Papers by ricardo schiava
Springer eBooks, 2012
The behavior of partially saturated soils is determined by the characteristics of its macro porou... more The behavior of partially saturated soils is determined by the characteristics of its macro porous structure. In northwestern of Argentina loessial deposits are constituted of silt and silt clay mixtures with low content of fine sand. The study of this behavior is of especial interest for formulations solutions to geotechnical problems involving these types of soils. This paper presents the development and numerical implementation to reproduce the behavior under variable boundary conditions, after calibration of the model parameters by experimental tests. The material model was formulated in the general framework of the theory of porous media and of the flow theory of plasticity. The model is based on the extension of the well-known MRS-Lade model whereby the suction and the effective stress tensor are introduced as additional independent and dependent stress components, respectively.
Mecánica Computacional, 2003
M ecán ica C o m p u tacio n al V o l. X X II M. B. R o sales, V. H. C o rtín ez y D. V. B am b i... more M ecán ica C o m p u tacio n al V o l. X X II M. B. R o sales, V. H. C o rtín ez y D. V. B am b ill (E d ito res) B ah ía B lan ca, A rgen tin a, N o viem b re 2 0 0 3 .
Numerical simulation of the behavior of collapsible loess
Mecánica Computacional, 2004
Numerical simulation of the behavior of collapsible loess
El comportamiento de los suelos parcialmente saturados esta determinado por las caracteristicas d... more El comportamiento de los suelos parcialmente saturados esta determinado por las caracteristicas de su estructura macroporosa. La succion de matriz es una variable adicional fundamental en su respuesta tenso deformacional bajo condiciones de humedad variable. En el noroeste de Argentina existen depositos de loess de origen predominantemente eolico, que estan constituidos por limos y mezclas de limos y arcillas, con contenido escaso de arena fina. Algunos de ellos presentan caracteristicas colapsables, es decir que por incremento del contenido de humedad hasta valores proximos al limite liquido, experimentan la rotura de su estructura macroporosa experimentando rapidas deformaciones volumetricas. El estudio de este comportamiento reviste especial interes para la propuesta de soluciones a los problemas geotecnicos que involucran a estos tipos de suelos. En este trabajo se presenta la implementacion numerica de un modelo acoplado flujo-mecanico, en el que, para la resolucion del flujo e...
This paper is applied an elastoplastic model constitutive formulation for cohesive-frictional mat... more This paper is applied an elastoplastic model constitutive formulation for cohesive-frictional materials, incorporated two sets of independent variables stress state , the total net stress and matric suction. This model has been implemented in finite elements codes for simulations soil structures systems with variable moisture. Representative numerical simulations are performed under axissymetric and plane strain problems.
En este trabajo se presenta un modelo constitutivo elastoplástico para suelos parcialmente satura... more En este trabajo se presenta un modelo constitutivo elastoplástico para suelos parcialmente saturados. El modelo se formula en el marco general de la teoría de medios porosos y de la teoría del flujo de la plasticidad. La formulación constitutiva se basa en el conocido modelo de MRS Lade en el que se incorpora la succión como componente adicional independiente del estado de tensiones. Consecuentemente, las superficies de fluencia de cono y capa del modelo asi como la evolución de las variables internas de endurecimiento y ablandamiento muestran dependencias con el valor de la succión. Para el proceso de integración numérica de tensiones del modelo se propone el método de proyección al punto más cercano que es extendido en esta formulación para el caso de cuatro invariantes tensionales. Los resultados numéricos demuestran la capacidad de predicción del Modelo Extendido de MRS Lade para simular el comportamiento de los suelos parcialmente saturados tanto en régimen de prepico como en p...
En este trabajo se presenta un modelo constitutivo elastoplástico para suelos parcialmente satura... more En este trabajo se presenta un modelo constitutivo elastoplástico para suelos parcialmente saturados. El modelo se formula en el marco general de la teoría de medios porosos y de la teoría del flujo de la plasticidad. La formulación constitutiva se basa en el conocido modelo de MRS Lade en el que se incorpora la succión como componente adicional independiente del estado de tensiones. Consecuentemente, las superficies de fluencia de cono y capa del modelo asi como la evolución de las variables internas de endurecimiento y ablandamiento muestran dependencias con el valor de la succión. Para el proceso de integración numérica de tensiones del modelo se propone el método de proyección al punto más cercano que es extendido en esta formulación para el caso de cuatro invariantes tensionales. Los resultados numéricos demuestran la capacidad de predicción del Modelo Extendido de MRS Lade para simular el comportamiento de los suelos parcialmente saturados tanto en régimen de prepico como en pospico bajo distintos niveles de saturación. Para la validación del modelo constitutivo formulado se realiza la simulación numérica de ensayos experimentales edométricos con succión controlada experimentales publicados por Gens et al 1 y ensayos de compresión triaxial convencional con succión controlada publicados por Macari et al 2 .
Este trabajo trata la formulacion en elementos finitos del problema hidromecanico en suelos parci... more Este trabajo trata la formulacion en elementos finitos del problema hidromecanico en suelos parcialmente saturados. Se aplica un modelo constitutivo elastoplastico basado en una extension del modelo MRS Lade, en donde se introducen la tension total neta y la succion como variables independientes del estado de tensiones. Consecuentemente las funciones de fluencia de cono y capa y de potencial plastico del modelo MRS Lade, asi como los parametros de endurecimiento ablandamiento son modificadas introduciendo su dependencia con la succion. Se realizo la implementacion numerica de un algoritmo de integracion implicito para las ecuaciones constitutivas en el marco del Metodo de Proyeccion al Punto mas Cercano (CPPM), que corresponde a una generalizacion del metodo de Backward-Euler. El proposito del modelo es predecir la particular respuesta de los suelos parcialmente saturados para diferentes caminos de carga y su ilustracion mediante diagramas de flujo–deformacion. La succion es tratada...
Los suelos parcialmente saturados se consideran como medios porosos conformado por tres fases : s... more Los suelos parcialmente saturados se consideran como medios porosos conformado por tres fases : solida , liquida y gaseosa. La deformacion de un suelo de este tipo es debida tanto a la variacion de su estado tensional como a la variacion del contenido de humedad. En este trabajo se formula un modelo constitutivo elastoplastico para materiales cohesivos friccionales en el cual se incorpora como componentes tensionales adicionales, la presion neta total y la variacion de la succion. Estas se aplican al modelo basado en un criterio de falla de tipo cono-capa, de tres invariantes propuesto originalmente por Sture , Macari y Runesson (MRS-Lade model).
Se presenta un analisis de la condicion de falla de taludes en suelos parcialmente saturados util... more Se presenta un analisis de la condicion de falla de taludes en suelos parcialmente saturados utilizando el modelo extendido de MRS Lade. El modelo constitutivo elastoplastico es una extension del MRS Lade, donde la succion se introduce como componente adicional del estado de tensiones 1. El problema en estudio es una base continua que esta implantada en la cresta de un talud, en condiciones de estabilidad inicial antes de aplicarse las cargas de la cimentacion y consecuentemente el analisis se realiza para estado plano de deformaciones. En el analisis se pone especial enfasis en la influencia del diseno de la malla de elementos finitos en el mecanismo de falla del talud y en la determinacion de la carga ultima. Se estudian distintas mallas de elementos finitos y su influencia en la determinacion de la carga ultima, se realiza un analisis de la condicion de localizacion de falla y se aplica un procedimiento de alineamiento de la malla basado en la direccion critica de bifurcacion. Se...
El modelo extendido de MRS Lade esta formulado en el marco general de la teoria de medios porosos... more El modelo extendido de MRS Lade esta formulado en el marco general de la teoria de medios porosos y de la teoria del flujo de la plasticidad. En el la succion y el tensor de tensiones efectivo se introducen como componentes adicionales independiente y dependiente del estado tensional, respectivamente (Schiava, 2001). La superficie de fluencia tiene la forma de un cono asimetrico, con el vertice localizado a la izquierda del origen del espacio de tensiones, dependiendo de las caracteristicas cohesivas del material. La generacion de la rotacion alrededor del eje hidrostatico, para un valor establecido del invariante de succion, se hace con la funcion g{θ } desarrollada por Willam y Warnke (Willam and Warnke, 1975), funcion del tercer invariante, que genera la traza asimetrica de la superficie de fluencia en el plano desviatorico y asegura una superficie continua , suave y convexa en dicho plano. Dicha funcion g{θ } es dependiente ademas del parametro de excentricidad c e t ρ ρ = , el ...
Un Modelo Elestoplástico para Geomateriales con Grandes Deformaciones Plásticas
The mechanical behavior of geomaterials have high complexity and variability, wich have been repo... more The mechanical behavior of geomaterials have high complexity and variability, wich have been reported a large number of constitutive models, depending on different mathematical idealizations. The pressure - dependent elasto-plastic models are considered as the most appropriate representations this behavior because of the existence of inelastic deformation of the materials subjected to shear stress orland volumetric pressure. Because the mathematical complexities this models, such as nonlinear elastic law and work plastic dissipation dependent hardening/softening law , resulting from the complex nature implementation is not trivial. The objetive of this paper is development an elasto-plastic models for frictional cohesive materials within the regime offmite deformation based in the "cone-cap" MRS-Lade models.
Journal of Geological Resource and Engineering, 2016
Loessic soil in the north-west of Argentina, which consists of silt and silty clay with reduced c... more Loessic soil in the north-west of Argentina, which consists of silt and silty clay with reduced content of fine sand, has collapsible characteristics. This means that by increasing the moisture content close to the liquid limit value, the loess soil's macro porous structure breaks experiencing large volumetric deformations. The collapse pressure and soil constrained modulus are fundamentals parameters for the characterization of these soils and the study of solutions to geotechnical problems. In this work we study the loess from the north-west region of our country, especially the Santiago del Estero's plain, based on numerous field tests and laboratory tests in order to correlate the modulus and collapse pressure from double-odometer test with the blow count from SPT (standard penetration test). It also analyzes the influence of these parameters on moisture content, void ratio and the presence of salts and calcareous concretions in soils and discusses the validity of these correlations as well as those proposed by other authors.
Journal of Geological Resource and Engineering, 2014
In this work, an analysis of failure condition in partially saturated soils using the extended Ma... more In this work, an analysis of failure condition in partially saturated soils using the extended Macari Runesson Sture Lade model is presented. The elastoplastic constitutive model is based on an extension of the well-know MRS Lade model by Sture et al., whereby the suction and effective stress tensor are introduced as an additional independent and dependent stress components, respectively. The condition for discontinuous bifurcation in partially saturated porous media and the localized failure predictions of the proposed material formulation for different suctions are also analyzed and discussed. The localization analysis with this model demonstrates that an increment of the suction is related to a destabilizing effect of the discontinuous bifurcation so the localized failure can be diffuse or continuous.
M ecán ica C o m p u tacio n al V o l. X X II M. B. R o sales, V. H. C o rtín ez y D. V. B am b i... more M ecán ica C o m p u tacio n al V o l. X X II M. B. R o sales, V. H. C o rtín ez y D. V. B am b ill (E d ito res) B ah ía B lan ca, A rgen tin a, N o viem b re 2 0 0 3 .
Unsaturated Soils: Research and Applications, 2012
The behavior of partially saturated soils is determined by the characteristics of its macro porou... more The behavior of partially saturated soils is determined by the characteristics of its macro porous structure. In northwestern of Argentina loessial deposits are constituted of silt and silt clay mixtures with low content of fine sand. The study of this behavior is of especial interest for formulations solutions to geotechnical problems involving these types of soils. This paper presents the development and numerical implementation to reproduce the behavior under variable boundary conditions, after calibration of the model parameters by experimental tests. The material model was formulated in the general framework of the theory of porous media and of the flow theory of plasticity. The model is based on the extension of the well-known MRS-Lade model whereby the suction and the effective stress tensor are introduced as additional independent and dependent stress components, respectively.
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