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Modelo Cam Clay modificado (MCC)

El modelo MCC fue originalmente desarrollado por las condiciones de carga triaxial. Las medidas experimentales en arcillas suaves proporcionan el fondo para el desarrollo del modelo constitutivo expresando la variación del índice de vacío e (tensión volumétrica εv) como una función del logaritmo de la tensión media efectiva σmeff, como se muestra en la siguiente Figura. Ambos gráficos están relacionados como se muestra a continuación:

,

Donde:

κ

-

Pendiente de línea de inflamación [-]

λ

-

Pendiente de la LCN (línea de consolidación normal) [-]

e0

-

Actual índice de vacío [-]

Respuesta del material durante la consolidación isotrópica (modelo constitutivo)

El gráfico consiste en una línea de consolidación normal (LCN) y la configuración de la línea de hinchazón. En la primera carga el suelo virgen mueve hacia abajo la LCN. Luego, se supone que el suelo fue consolidado a un cierto nivel de estrés, el cual se denomina presión de pre consolidación pc, y luego descarga la línea de hinchazón actual. A continuación, al recargar el suelo inicialmente se mueve hacia abajo de la línea de hinchazón hasta llegar al estado de tensión dado por el parámetro pc,  el cual existía antes de la descarga. En este punto el suelo comienza a moverse de nuevo por la línea de consolidación normal  (carga primaria – línea de compresión).

Los parámetros κ y λ pueden ser estimados por las siguientes expresiones:

Donde:

Cc

-

Índice de compresión de una dimensión

Cs

-

Índice de hinchazón de una dimensión

Estos parámetros vienen dados por una prueba edométrica simple.

La superficie de fluencia es suave sin posibilidad de evolución de fuerzas de tracción.  El modelo MCC permite, de distintas formas, a los modelos del primer grupo, un modelado directo de endurecimiento o ablandamiento de fuerzas por suelos consolidados normalmente o suelos sobre consolidados, una dependencia no lineal de las fuerzas volumétricas en una fuerza media efectiva y condiciones límites de plasticidad ideal. Cuando usamos el modelo MCC el suelo cargado en corte puede ser deformado plásticamente sin colapsar (puntos 1,2 endurecimiento, punto 2 por ablandamiento) hasta alcanzar el estado crítico (puntos 3 y 2 para endurecimiento y ablandamiento, respectivamente). El suelo luego se deforma en corte bajo la suposición de plasticidad ideal sin cambiar el e y σmeff. Tras la descarga se asume una respuesta lineal del suelo.

Proyección de la función de fluencia dentro de los planos meridiano y desviador

La evolución de la superficie de fluencia (endurecimiento/ablandamiento) está dirigida por la presión pre consolidada actual pc.

Donde:

-

Presión de pre consolidación actual

-

Incremento del la deformación  plástica volumétrica

En el modelo MCC además de los parámetros κ y λ, la peso unitario y el coeficiente de Poisson, se deben especificar los siguientes parámetros:

Mcs

-

Pendiente de línea de estado crítico [-]

OCR

-

Índice de sobre consolidación [-]

e0

-

Índice de vacío original [-]

La inicialización confiable del modelo se describe en la sección "Implementación numérica de los modelos MCC y GCC".

La inclinación de la línea de estado crítico Mcs puede ser determinada por la siguiente expresión

Para compresión triaxial

Para extensión triaxial

Donde φcv es el ángulo de fricción interna para un volumen constante correspondiente al estado crítico.

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