Cálculo de la presión de poro de un medio marino granular usando el modelo analítico de Biot
Palabras clave:
Adimensionalización, Suelo poroel´ástico, Licuefacción, Modelo matemático, OleajeResumen
En el presente trabajo se muestra un análisis de la respuesta de la presión de un suelo poro-elástico inducida por la presión hidrostática de las ondas largas de agua. Para ciertas combinaciones de los parámetros físicos del suelo y del oleaje la presión de poro tiende a cero, en estas condiciones se identifica la profundidad de inestabilidad de suelo marino. Este fenómeno ha sido estudiado ampliamente en la literatura especializada en variables físicas, siendo complicado identificar las variables dominantes y que cambian significativamente la presión de poro. Por lo que la contribución del presente trabajo es desarrollar el modelo matemático adimensional y obtener parámetros adimensionales que agrupan las variables físicas del suelo y del oleaje. Los resultados muestran que las ondas largas presentan una mayor presión en el poro que ondas cortas. La frecuencia, la permeabilidad, porosidad y módulo de corte son otras variables que se deben tomar en cuenta para obtener cimentaciones seguras. El presente modelo matemático se validó con resultados de modelos analíticos reportados en la literatura especializada y la solución numérica del presente modelo matemático obteniendo una buena aproximación, en ambos casos.
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Referencias
1. Arcos, E., Bautista, E., & Méndez, F. (2017). Dynamic response of a poro-elastic soil to the action of long water waves: Determination of the maximum liquefaction depth as an eigenvalue problem. Journal of Applied Ocean Research, 67, 213–224.
2. Biot, M. A. (1941). General theory of three-dimensional consolidation. Journal of Applied Physics, 12(2), 155–164. http://dx.doi.org/10.1063/1.1712886
3. Cha, D., Zhang, H., & Blumenstein, M. (2011). Prediction of maximum wave-induced liquefaction in porous seabed using multi-artificial neural network model. Ocean Engineering, 38, 878–887.
4. Cheng, L., Hualing, Z., & Pandhi. (2020). Physical modelling of combined waves and current propagating around a partially embedded monopile in a porous seabed. Journal of Applied Ocean Research, 205, 1–20.
5. Groot, M. B., Kudela, M., Meijers, P., & Oumeraci, H. (2006). Liquefaction phenomena underneath marine gravity structures subjected to wave loads. Journal of Waterway, Port, Coastal, and Ocean Engineering, 132, 325–335.
6. Jeng, D. S., Zhou, X. D., Luo, J. H., Wang, Z., Zhang, X., & Gao, F. (2010). Response of porous seabed to dynamic loadings. Journal of Geotechnical Engineering, 41, 46–58.
7. Liu, B., Jeng, D. S., Ye, D., & Zhou, Y. (2015). Laboratory study for pore pressure in sandy deposit under wave loading. Ocean Engineering, 106, 207–219.
8. Lundgren, H., Lindhardt, C., & Romold, F. (1989). Stability of breakwater on porous foundation. In Proceedings of the 12th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering (pp. 451–454).
9. Polyanin, A., & Saizev, F. (2002). Handbook of exact solutions for ordinary differential equations (2nd ed.). Chapman & Hall. p. 666.
10. Qibo, Z., Hualing, Z., Pandi, Shaohua, W., & Duanb, L. (2020). Experimental study on irregular wave-induced pore-water pressures in a porous seabed around a monopile. Journal of Applied Ocean Research, 95, 1–14.
11. Summer, F. H., Dixen, & Fredsoe, J. (2011). Stability of submerged rock berms exposed to motion of liquified soil in waves. Ocean Engineering, 38, 849–859.
12. Verruijt, A. (1969). Elastic storage of aquifers. En Flow Through Porous Media. Academic Press.
13. Yamamoto, T. H., Sellmeijer, H., & Hijum, E. V. (1978). On the response of a poro-elastic bed to water waves. Journal of Fluid Mechanics, 87, 193–206.
14. Zienkiewicz, O. C., Chang, C., & Bettess. (1980). Drained, undrained, consolidating and dynamic behavior assumptions in soil. Géotechnique, 30, 385–395.
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Derechos de autor 2026 Dr. Emmanuel Arcos Hernández, Dr. Manuel Peralta Gutiérrez, Dr. Enrique García Trinidad (Autor/a)

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