El cálculo del factor de seguridad de estabilidad global en desmontes puede abordarse, generalmente, por tres vías: ábacos, equilibrio límite y elementos finitos. El primer método se reserva para soluciones simples y muy concretas. El segundo es ampliamente utilizado gracias a software de modelización que permite de manera relativamente sencilla, abordar el estado límite último de soluciones complejas. El último resulta más complicado de usar de forma correcta, pero otorga un abanico de resultados mucho mayor, desde el servicio, al estado límite último.
En Revellín Consultoría contamos con licencias de software de equilibrio limite (Slide2) y elementos finitos (PLAXIS 2D) así como con desarrollos propios con scripts Python que permiten simplificar los procedimientos de modelización para crear modelos complejos en PLAXIS 2D y Slide2 a partir de definiciones en archivos Excel. Esto nos permite ofrecer soluciones lo más completas posibles a la hora de estudiar la estabilidad global y movimientos de desmontes.
En la siguiente imagen se presenta un esquema del procedimiento que hemos desarrollado:
Partimos de un archivo Excel independiente donde se definen todos los materiales del proyecto. Un mismo archivo de materiales puede usarse para lanzar modelos distintos. Funciona como una base de datos.
El siguiente paso es completar tablas de datos que se indican en la imagen superior en otro archivo Excel de inputs. Se generarán tantos archivos como modelos quieran estudiarse, ya que pueden lanzarse en serie de manera automática. Todos los elementos se pueden definir en coordenadas relativas a los distintos “escalones” (pendiente + berma) del desmonte, por lo que generar variantes de, por ejemplo, diferentes inclinaciones de talud, no nos supone más que copiar el archivo Excel y cambiar el valor de la celda de la pendiente.
Una vez tenemos los dos archivos lanzamos el script de Python y comienza a generarse el modelo. En la imagen inferior se presenta una demo técnica de un modelo con 34 fases y gran parte de todas las opciones de modelización que permite este desarrollo. El modelo, más complejo de lo habitual, tarda menos de 1 minuto en generarse desde que se activa el script hasta que comienza el cálculo de PLAXIS 2D.
Nota: se trata de una demo técnica, es decir, busca mostrar las capacidades de la herramienta, no busca mostrar soluciones optimas o funcionales.
En el siguiente video podemos ver en funcionamiento el script en la demo técnica:
Más allá de la evidente mejora en rapidez en generación de modelos respecto a otros métodos como puede ser usar la propia interfaz gráfica del programa o importar DXF, ¿Qué nos aporta el uso de este desarrollo en el servicio de ingeniería prestado a los clientes?:
- Organización de materiales: Todos los materiales están centralizados en una única base de datos. Solo con actualizarlos en ella podemos cambiar todos los modelos y variantes.
- Organización de modelos: Cada modelo es un archivo Excel fácilmente interpretable por personal incluso sin conocimientos de PLAXIS. Agiliza en gran medida llevar un control de variantes y actualizaciones.
- Rapidez de generación de variantes: A lo largo de un proyecto siempre se generan variaciones en geometría y soluciones, ya sea por necesidades del cliente o por el propio proceso de optimización. Generar variantes con esta herramienta implica únicamente copiar un Excel y cambiar el valor de ciertas celdas (inclinaciones, longitudes de soil nailing, etc.). En menos de un minuto ya estará el nuevo modelo generado.
- Análisis en serie: La herramienta admite infinitos archivos Excel de inputs combinados cada uno de ellos con un archivo Excel de materiales. Conforme se vaya resolviendo cada modelo, se lanzará automáticamente el siguiente.
- Automatización de outputs: Cuando se quieren obtener resultados concretos de todos los modelos podemos programar la salida y graficado de los datos directamente a Excel, ahorrando gran cantidad de tiempo.
En resumen, esta herramienta acelera en gran medida las rutinas de modelización y cálculo, aportando rapidez, consistencia y organización en la salida de resultados. A la vez permite liberar al ingeniero para centrarse en tareas en las que una computadora no puede sustituirle: caracterización de materiales, interpretación de resultados y diseño.
Al tratarse de un desarrollo propio, el script es fácilmente adaptable a las necesidades de cada cliente. Contacte con nosotros y estudiaremos sin compromiso como puede aplicarse este procedimiento a sus proyectos de desmontes.