Estudio mediante elementos finitos de la interacción suelo - tubería en tuberías enterradas debido a una falla del suelo del tipo lateral

摘要

En esta tesis se presenta un procedimiento para el análisis de tuberías enterradassometidas a un deslizamiento de suelo del tipo lateral, mediante la simulación porsoftware de elementos finitos.Para desarrollar el mencionado procedimiento, se realizó inicialmente un estudio de losdiferentes modelos analíticos y computacionales relacionados con el análisis de tuberíasenterradas.Con el estudio de los métodos analíticos, se seleccionó el método de Kennedy para larealización del análisis de una tubería enterrada que es afectada por un deslizamiento desuelo lateral.Posteriormente, mediante el estudio de los métodos computacionales, se realizó lasimulación del mismo problema tratado en el cálculo analítico utilizando el software deelementos finitos ANSYS Mechanical, el problema estudiado considera los efectos deldeslizamiento lateral del suelo sobre la tubería enterrada. Los resultados obtenidosmediante simulación fueron comparados con los obtenidos por medios analíticos para suvalidación. Por lo que el modelo de elementos finitos desarrollado puede serimplementado para la ubicación de zonas críticas en tuberías de gran longitud afectadaspor fallas del suelo.Luego de realizada la simulación se procede al análisis de resultados, para lo cual sepresentan gráficas que muestran el comportamiento de la tubería a lo largo del tramoanalizado.En la simulación se usó un caso real, una tubería enterrada de acero API 5L X70 dediámetro exterior 0,3556m (14”) con un espesor de 0.0048m sometida a undeslizamiento lateral del suelo de 0,7m. Los ángulos de falla estudiados son de 0°,45° y90° con respecto a la posición inicial de la tubería. Al analizar los resultados, se tiene quela zona crítica a lo largo de la tubería se encuentra en el plano de falla del suelo.