RESUM
Els processos hidromecànics (HM) acoblats en medis porosos fracturats governen el rendiment i la seguretat de diverses aplicacions d’enginyeria del subsòl, en què els canvis de tensió i permeabilitat induïts per la pressió poden controlar la injectivitat, les vies de fugida i el potencial de reactivació de falles. Aquesta tesi desenvolupa una formulació d’elements finits robusta i versàtil per a problemes HM transitoris en presència de discontinuïtats fortes preexistents, i que es manté pràctica per a la integració en fluxos de treball estàndard d’elements finits. L’enfocament proposat es formula en el marc del Mètode d’Elements Finits Encabit (E-FEM) i es fonamenta en l’Approach de Discontinuïtat Forta (SDA), cosa que permet una representació implícita de fractures i falles sense requerir conformitat de malla. S’introdueix una descripció unificada per modelar discontinuïtats que actuen tant com a camins preferents de flux com com a barreres hidràuliques, capturant el flux longitudinal al llarg de la discontinuïtat i l’intercanvi transversal amb la matriu porosa en règims estacionari i transitori. La formulació es verifica sistemàticament en comparació amb models de fractura discreta amb elements d’interfície i s’aplica a problemes de referència representatius de condicions de reservoris fracturats, incloent-hi un escenari acoblat de reactivació de falles. A més, la tesi investiga l’aparició d’osci{\lgem}acions espúries en camps de tracció cohesiva al llarg de discontinuïtats encabides i demostra que l’elecció d’una formulació encabida basada en SDA pot millorar de manera notable la suavitat i la fiabilitat de les traccions, reforçant l’ús d’E-FEM per a avaluacions HM que impliquin fractures i falles preexistents.
Directors/es de tesi:
DOCTORAND
Danilo Cavalcanti és graduat en Enginyeria Civil per la Universitat Federal de Goiás (2020) i té un màster en Enginyeria Civil (Estructures) per la mateixa universitat (2022). Actualment és doctorand a la Pontifícia Universitat Catòlica de Rio de Janeiro i a la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC). Durant el doctorat, va tenir l’oportunitat de treballar al grup de Modelització i Simulació Multifísica de l’Institut Tecgraf/PUC-Rio, i des del març de 2023 treballa com a enginyer de recerca al CIMNE. Les seves àrees de recerca i interès són la geomecànica computacional i les formulacions del mètode dels elements finits.