Análisis de Fatiga y Simulación Numérica de Loess Reforzado con Lechada de Polímero de Poliuretano Permeable

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Geotécnica
• Ciencia de Materiales

Sus antecedentes:

• Las subrasantes de loess sufren pérdida de resistencia y deformación por cargas de tráfico y humedad.
• La inyección de polímero de poliuretano permeable ofrece una solución de no excavación para el refuerzo de subrasantes.

Objetivo del estudio:

• Investigar el comportamiento a fatiga del loess inyectado con polímero.
• Desarrollar un modelo probabilístico de predicción de la vida útil a fatiga.
• Evaluar la efectividad de la inyección de polímero utilizando simulaciones numéricas.

Principales métodos:

• Pruebas de fatiga cíclica controladas por estrés en laboratorio de especímenes de loess inyectados con polímero.
• Análisis estadístico utilizando la distribución de Weibull.
• Modelado de elementos finitos 3D (FEM) en Abaqus integrado con Fe-safe.

Principales resultados:

• La vida útil a fatiga disminuyó con mayores niveles de humedad y estrés, alcanzando 200.000 ciclos de forma óptima.
• El fallo exhibió tres etapas y un modo de "múltiples grietas", mejorando la ductilidad.
• La inyección de polímero redujo el estrés de la subrasante en ~10 veces y aumentó la vida útil a fatiga en ~10 veces.

Conclusiones:

• La inyección de polímero de poliuretano permeable mejora la resistencia a la fatiga de la subrasante de loess.
• El modelo probabilístico y el enfoque FEM son fiables para predecir la vida útil a fatiga.
• Esta técnica apoya el desarrollo de infraestructura sostenible en regiones de loess.