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Flujo de agua

El programa permite realizar el análisis de flujo en estado estacionario o transitorio en un cuerpo sólido.

El análisis de flujo transitorio permite el seguimiento de la evolución de la presión de poro (presión de cabecera) y el grado de saturación en el tiempo. Tiempo después de que la distribución de presión de poros ya no cambia, determina el tiempo necesario para alcanzar las condiciones de estado estacionario. Este valor depende tanto de las características del flujo del suelo (coeficiente de permeabilidad, parámetros de los modelos que describen la curva de retención - la dependencia del grado de saturación o contenido de agua en la cabeza de presión negativa o succión) como del tipo del problema analizado (por ejemplo: flujo confinado / no confinado).

En el caso de análisis de flujo de estado estacionario las etapas individuales de cálculo son independientes entre sí. En el caso del análisis del flujo transitorio la solución se busca de forma similar al análisis de tensión estándar. La primera etapa de construcción se mantiene independiente y sirve para configurar las condiciones iniciales, es decir asignar la presión de poros inicial, presión de cabeceras y grado de saturación al inicio del análisis de tiempo dependiente en suelos totalmente saturados (presión de poros positiva) y suelos parcialmente saturados (presión de poros negativa). Las etapas subsiguientes definidas requieren la entrada de duración, en tiempo, para una etapa dada junto con la historia de carga (historia del tiempo de condiciones límites hidráulicas). La versión actual del programa permite ingresar ya sea la carga entera de una sola vez al comienzo de la etapa de cálculo o asume que aumenta linealmente con la duración en tiempo durante la etapa de cálculo.

En ambos casos (estado estacionario / flujo transitorio) el programa describe en general el flujo en un medio no saturado o parcialmente saturado. El flujo en un medio totalmente saturado sólo aparece por debajo de la napa freática. Por encima de la napa freática (flujo en un medio parcialmente saturado) el flujo es dirigido por un modelo de material adecuado. Para analizar los problemas de flujo no confinado el programa introduce tres modelos de materiales de área de transición para el análisis de problemas de flujo no confinado, ya sea el modelo Log-linear, el modelo Gardner o el modelo Van Genuchten. Al realizar el análisis de flujo transitorio se recomienda la adopción del modelo de Van Genuchten, ya que este modelo es capaz de representar de manera creíble los datos de retención de un suelo. Dado que la elección del modelo de material influye en la configuración de las condiciones iniciales (valor inicial del grado de saturación) el programa no permite el cambio de modelos de materiales en posteriores etapas de cálculo. Con la misma idea, el cambio de geometría en comparación con la de la etapa inicial tampoco es posible.

Al realizar el análisis de suelo transitorios primero es necesario configurar en la primera etapa los valores iniciales de la presión de poro / presión de la cabeza en el tiempo t = 0, en particular por encima del nivel freático de agua en el suelo no saturado o parcialmente saturado (región de succión).

El programa ofrece tres opciones para ingresar la succión, realizando el análisis de estado, o asumiendo una distribución de equilibrio dada por p = -γwz, donde z se mide desde la ubicación actual hasta el nivel freático, o los valores iniciales de succión pueden ser especificados directamente por el usuario.

Cuando resolvemos una región práctica se recomienda no especificar valores presión negativa de la cabeza hp menos a -10m (p>-100kPa  wz), especialmente en el caso de suelos con textura gruesos. Por ejemplo: para arenas la curva de retención es casi plana para los valores de hp <-1m y para grandes cambios en la cabeza de presión casi no hay cambio en el grado de saturación.

Esto es válido también para el coeficiente de permeabilidad relativa Kr, que sirve para reducir la permeabilidad totalmente saturado en las zonas insaturados o parcialmente saturados.

Esto es válido también para el coeficiente de permeabilidad relativa Kr, que sirve para reducir la permeabilidad totalmente saturada en zonas insaturadas o parcialmente saturadas. Una recomendación general para el establecimiento de valores mínimos de cabeceras de presión negativa es, bastante complicada, ya que para los suelos de textura fina, estos valores pueden llegar a varios cientos y en arcillas incluso mil metros.

El siguiente paso llama por definición las condiciones límites, ya sea en un punto o a lo largo de una línea al comienzo de una nueva etapa de cálculo.

La viga y los elementos de contacto pueden ser ingresados dentro del cuerpo del suelo. Los resultados del análisis se muestran en el formulario de presión de poros y en la distribución total de la cabeza, velocidades, direcciones de flujo e información sobre el total de flujo de entrada/salida dentro y fuera del cuerpo del suelo.

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