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Modelos no lineales

El modelo no lineal puede ser dividido en dos grupos:

El primer grupo de modelos originados por el clásico criterio de avería Mohr-Coulomb. En particular, los modelos de Drucker-Prager, Mohr-Coulomb y Mohr-Coulomb modificado. Estos modelos pueden ser modelados por endurecimiento o ablandamiento. Una característica común en estos modelos, es la evolución de la deformación elástica ilimitada cuando se carga a lo largo del eje geoestático. Esto es evidente en la siguiente figura que muestra proyecciones de la superficie de fluencia dentro del plano del meridiano y plano desviador respectivamente. El modelo material de Hoek-Brown funciona según un principio similar, pero la proyección en el plano meridional no es lineal. Un ejemplo del efecto del modelo seleccionado se encuentra aquí.

El segundo grupo de modelos de material básico representado por el modelo Cam-clay modificado, Cam-clay generalizado y Arcilla hipoplástica empleando el concepto de estado crítico de suelo

Proyecciones de las superficies dentro del plano desviador (a) y del plano del meridiano (b)

El empleo de modelos no lineales permite capturar la respuesta típica no lineal de suelos.

Estos modelos describen la evolución de deformación permanente de materiales de suelos (plásticos). El inicio de la deformación plástica se controla por la llamada superficie de fluencia. La superficie de fluencia puede ser constante (material plástico elástico-rígido) o puede depender del estado de la tensión (material con endurecimiento/ablandamiento).

Diagrama de suelo de tensión-deformación para modelos no lineales

A diferencia del modelo lineal modificado, el modelo no lineal requiere especificar sólo el módulo elástico. La disminución de la rigidez del material, es el resultado de la evolución de la deformación plástica y a la redistribución de la tensión correspondiente. En consecuencia se obtiene una tangente instantánea de material rígido como función del estado de tensión actual representado en la siguiente figura por el módulo de tangente instantáneo E_T.

Además de los parámetros de material básico descripto en la sección "Modelo elástico", el modelo no lineal convoca a la introducir de ciertas características de fuerzas del suelo necesarias en la definición de superficie de fluencia. Con una referencia al primer grupo de materiales, los siguientes parámetros deben ser especificados:

El ángulo de fricción interna y cohesión determinan deformación plástica. El ángulo de dilatación controla la evolución de la fuerza volumétrica plástica (dilatación).