Análisis numérico de los fenómenos hidrodinámicos en escolleras con aplicaciones a presas de materiales sueltos

Abstract

Actualmente las presas de materiales sueltos son la tipología cuya elección es más frecuente debido, en parte, a los grandes avances que se han hecho en el estudio de los materiales que se utilizan en este tipo de estructuras, a la gran facilidad de encontrarlos y a su bajo coste y, por otra parte, a su adaptabilidad a una amplia variedad de emplazamientos. Sin embargo, hay que tener en cuenta su gran vulnerabilidad frente a fenómenos de sobrevertido, que pueden comprometer seriamente la estructura e incluso causar su colapso. Es por todo esto que en los últimos años se está manifestando un interés creciente en el estudio del comportamiento de las presas de material sueltos frente a fenómenos extremos. Esta tesina se enmarca en el contexto del proyecto XPRES del Plan Nacional I+D del Ministerio de Educación y Ciencia [2], cuyo principal objetivo es desarrollar un método computacional para el análisis de la evolución de la filtración, así como el seguimiento del proceso de rotura en las presas de escollera en caso de sobrevertido. Este objetivo requiere el desarrollo de dos modelos numéricos acoplables, uno que modelice el proceso de filtración en el cuerpo de la presa y otro que modelice la respuesta estructural. Se pretende abordar la validación de los algoritmos desarrollados por CIMNE para la modelización de la filtración y determinar cuál de ellos presenta las mejores características para su aplicación en casos reales. La validación se llevará a cabo utilizando Kratos, un código abierto C++ que se está desarrollando en CIMNE pensado para resolver problemas de multifísica mediante el método de los elementos finitos. Los resultados numéricos se compararán los datos experimentales proporcionados por CEDEX y UPM y los modelos teóricos obtenidos por UPM. Esta validación se centrará, principalmente, en el modelo en dos dimensiones, aunque se hará extensible al caso en tres dimensiones.