Numerical modelling of vertical drains

La instalación de los drenes verticales (columnas de grava y drenes mecha) en terrenos blandos cohesivos es una técnica de mejora del terreno frecuentemente utilizada para la cimentación de los terraplenes. Conjuntamente con aplicación de la precarga permiten acelerar la consolidación del terreno. Este artículo presenta los métodos de la modelización numérica de los drenes verticales, cuyo comportamiento tiene carácter tri-dimensional. Se estudia la evolución de los asientos y disipación de los excesos de las presiones intersticiales durante el proceso de consolidación. Para facilitar los cálculos bi-dimensionales, es necesario transformar el flujo radial correspondiente al dren vertical en términos de una célula unitaria a las condiciones de deformación plana. Adicionalmente en el caso de las columnas de grava se requiere la coincidencia en términos de rigidez. Por ese motivo se requiere la conversión de determinados parámetros geotécnicos necesarios para conseguir la equivalencia en los tiempos de consolidación y de los asientos en los modelos tri-dimensionales y bi-dimensionales. En este artículo se presentan diferentes métodos existentes de transformación de permeabilidades entre la célula unitaria y el modelo en deformación plana, que se pueden conseguir igualando las condiciones de permeabilidad y/o geometría. Se presenta un ejemplo de aplicación contrastando los resultados obtenidos de asientos y disipación de los excesos de presiones intersticiales durante la consolidación. Al final del artículo se presenta un estudio de diferentes mecanismos de rotura de las columnas de grava en función de su posición debajo del terraplén.