Caracterización geológica-geotécnica del sustrato marino y modelización numérica de la interacción suelo-estructura de un dique destinado a la ampliación del puerto turístico de Santo Domingo, en la República Dominicana

• Autores: Mercedes Celeste Acosta Segura
• Directores de la Tesis: Svetlana Melentijevic (dir. tes.), Alfonso Muñoz Martín (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2021
• Idioma: español
• Número de páginas: 269
• Tribunal Calificador de la Tesis: Pedro Martínez (presid.), José Luis Granja Bruña (secret.), Mauro Muñiz Menéndez (voc.), Jesús González Galindo (voc.), Miguel Llorente Isidro (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Geología e Ingeniería Geológica por la Universidad Complutense de Madrid
• Materias:
  • Ciencias de la tierra y del espacio
    • Geología
      • Geología aplicada a la ingeniería
    • Ciencias del suelo
      • Ingeniería de suelos
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen
  • español

    El objeto de realizar una caracterización geológica-geotécnica radica en determinar las condiciones del sustrato marino a fin de garantizar la estabilidad y resistencia del tipo de dique a construir, con lo cual se ha de proponer el diseño de un dique-tipo que cumpla con las solicitaciones de cargas requeridas para el embarque y desembarque de pasajeros y/o mercancías.

    La metodología empleada, se ha basado en el uso de la información geológica, geomorfológica, tectónica, ensayos geotécnicos como son el ensayo de resistencia a compresión simple (RCS), el ensayo de penetración estándar (SPT) y el índice de calidad de la roca (RQD), y la batimetría de la costa de la Ciudad de Santo Domingo para realizar la correlación litológica de los materiales que aflora en la superficie con los del sustrato marino, con lo cual se han determinado unas aproximaciones de las características, propiedades y parámetros resistentes de los diferentes materiales para las consideraciones geotécnicas.

    Con la definición de cada una de las unidades litológicas que conforman el sustrato marino, la disposición de estas y la asignación de los parámetros resistentes atendiendo a los modelos constitutivos Lineal Elástico (LE), Mohr-Coulomb (MC) y Hardening Soil with small-strain stiffness (HSS) propuestos, se ha planteado un modelo tentativo del terreno previo a las investigaciones ¿in situ¿. Esto permite establecer un orden de magnitud de las posibles cargas admisibles del terreno, antes de realizar el diseño de una estructura.

    Posteriormente, mediante la aplicación de dos metodologías de cálculo basadas en formulaciones analíticas y una modelización numérica en elementos finitos (MEF) se han determinado los desplazamientos, los esfuerzos normales, las tensiones tangenciales y las condiciones de estabilidad de la interacción suelo-estructura, en el contacto dique-banqueta de cimentación y el contacto banqueta de cimentación-terreno, considerados como los planos de falla más críticos, debido a la variación y composición de materiales.

    Para la primera metodología de cálculo que consiste en la aplicación de formulaciones analíticas, se ha evaluado la seguridad de la estructura frente al hundimiento, deslizamiento y el vuelco, considerando dos tipos de solicitaciones de carga: la primera debido a la acción del peso propio, y la segunda debido a la acción del peso propio más la acción del oleaje según el Método Goda.

    Para la segunda metodología de cálculo que consiste en una modelización numérica mediante elementos finitos (MEF), se ha modelado la interacción suelo-estructura en condiciones estáticas y dinámicas.

    Para el modelo estático analizado mediante el MEF, se ha considerado la solicitación debida a la acción del peso propio, empleando los modelos constitutivos MC y HSS para evaluar dos casos de análisis: el estado tensional y la consolidación de los materiales. También, se ha evaluado la seguridad de la interacción suelo-estructura frente al hundimiento, deslizamiento, el vuelco y la estabilidad de la interacción suelo-estructura.

    Para el modelo dinámico analizado mediante el MEF, se ha realizado: un análisis pseudo-estático empleado los modelos constitutivos MC y HSS, para determinar los desplazamientos producidos en los planos de falla considerados como críticos y la estabilidad global de la interacción suelo-estructura. A modo comparativo, para evaluar el rango de desplazamientos producidos en los planos de falla considerados como críticos debido a la acción sísmica, se han aplicado tres acelerogramas de diferentes magnitudes, mediante el uso del modelo constitutivo LE.

  • English

    The purpose of carry out a geological-geotechnical characterization is to determine the conditions of the marine substrate to guarantee the stability and resistance for built a dike. The design of the dike must satisfy the requirements of solicitations of loads for the embarkation and debarkation of passengers and merchandise.The methodology used has been based on the use of geological, geomorphological, and tectonic information, geotechnical tests such as the simple compression resistance test (RCS), the standard penetration test (SPT) and the rock quality designation (RQD), and the bathymetry of the coast of the Santo Domingo City coast to correlate the surface lithology with the marine substrate, to determine characteristics, properties and strength parameters of materials for the necessaries geotechnical considerations...