Implementação de algoritmos de integração implícita para modelos constitutivos Elasto-Plásticos na simulação geomecânica

• Autor(a) principal: BEZERRA, Leila Brunet de Sá
• Data de Publicação: 2010
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
• dARK ID: ark:/64986/001300001527p
• Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/5859
• topic: Plasticidade; Elementos finitos; Integração implícita; Permeabilidade; Acoplamento hidro-geomecânico

A previsão do comportamento dos solos e rochas, principalmente quando submetidos a variações no estado de tensões, necessita de uma modelagem que leve em conta o fato do meio poroso ser deformável. Para resolver problemas dessa natureza, é necessária a adoção de modelos constitutivos mecânicos e hidráulicos que considerem a variação da permeabilidade intrínseca da rocha (parâmetro chave do problema hidráulico) em função da porosidade, que por sua vez poderá variar devido à deformação do meio (parâmetro do modelo constitutivo mecânico). Uma etapa importante no processo de simulação de meios porosos consiste na escolha de um algoritmo para a integração das relações constitutivas que seja eficiente do ponto de vista computacional, neste sentido foram implementados no código de elementos finitos CODE_BRIGHT algoritmos implícitos de integração de tensões para os modelos constitutivos elasto-plásticos de von Mises (Simo & Hughes, 1998) e de Drucker-Prager. (Souza Neto et al, 2008). Também foi proposta uma modificação no algoritmo de integração implícita com projeção explícita do multiplicador plástico, denominado IMPLEX (Oliver et al., 2008), resultando numa melhor aproximação deste. Na etapa de validação dos algoritmos implementados foram simulados, um caso de expansão de cavidade cilíndrica com solução exata conhecida e dois casos em escala de campo, o escorregamento de um talude, onde somente o modelo mecânico pode ser testado e um caso de perfuração de poço, onde o acoplamento hidro-mecânico é avaliado. Foi modelado ainda, um ensaio triaxial, onde foi observada a modificação proposta para o IMPLEX. A análise dos resultados obtidos mostrouse satisfatória