Les sorres cimentades son abundants en sistemes naturals i enginyats, des de s\u00f2ls biocementats fins a gresos, on l’uni\u00f3 interparticular t\u00e9 un paper cr\u00edtic en el comportament mec\u00e0nic. Modelitzar amb precisi\u00f3 la influ\u00e8ncia de la cementaci\u00f3 en la deformaci\u00f3 i el fallament continua sent un repte a causa de la complexa interacci\u00f3 entre la textura granular i les caracter\u00edstiques de la cementaci\u00f3 a escala de part\u00edcula. Aquesta tesi estableix un marc num\u00e8ric integral basat en el M\u00e8tode d’Elements Discretes (DEM) per modelar sorres lleugerament i fortament cementades, integrant desenvolupaments num\u00e8rics, modelitzaci\u00f3 micromec\u00e0nica i validaci\u00f3 experimental. <\/p>\n
Seguint una filosofia de modelatge que avan\u00e7a de simple a complex, la sorra cimentada es representa com una combinaci\u00f3 d’un esquelet de sorra net i una cementaci\u00f3 superposada. Aquest enfocament permet una separaci\u00f3 clara entre les contribucions granul\u00e0ries i de lligam, millora la interpretabilitat f\u00edsica i redueix la calibratge num\u00e8ric excessiu. La recerca compr\u00e8n desenvolupaments te\u00f2rics en metodologia DEM i estudis d’aplicaci\u00f3 que cobreixen materials granulars no cimentats, feblement cimentats i fortament cimentats, sistem\u00e0ticament validats amb dades experimentals. <\/p>\n
A nivell te\u00f2ric, es proposa un marc estandarditzat per a la generaci\u00f3 d’empaquetaments de part\u00edcules, formalitzant expl\u00edcitament el coneixement t\u00e0cit incorporat en procediments emp\u00edrics. S’introdueix un algorisme d’Expansi\u00f3 de Radius Millorada amb control servo i despla\u00e7ament aleatori (IRESR) per garantir un control de tensions robust i mitigar els efectes de frontera, i es desenvolupa l’eina de codi obert DEMGen per generar i caracteritzar empaquetaments de part\u00edcules representatius. S’estableixen dos models de part\u00edcules unides: un Model de Vincle Paral\u00b7lel (PBM) millorat i un Model de Dany Bilineal de Vincle Paral\u00b7lel (PBBDM), aquest \u00faltim incorporant dany progressiu basat en l’energia de fractura i un debilitament post-cim. A m\u00e9s, es desenvolupa una estrat\u00e8gia de calibratge de par\u00e0metres accelerada per aprenentatge autom\u00e0tic (ML) per millorar l’efici\u00e8ncia del calibratge mantenint la precisi\u00f3. <\/p>\n
El marc s’aplica a sorres sense ciment, sorres poc cimentades i sorres fortament cimentades. Les sorres biocementades es modelen utilitzant caracter\u00edstiques de calcita derivades de micro-CT, mentre que la pedra arenosa de Fontainebleau es simula mitjan\u00e7ant un enfocament d’increment de part\u00edcules basat en la f\u00edsica. Els resultats revelen una transici\u00f3 d’un comportament dominat pel contacte a un comportament dominat per l’adher\u00e8ncia a mesura que augmenta la cimentaci\u00f3, demostrant la robustesa i la generalitat del marc proposat. <\/p>\n
![\"Figura](\"https:\/\/cimne.com\/wp-content\/uploads\/2026\/06\/abstract_figure.png\")
<\/p>\n
Tutors:<\/strong><\/p>\n
![\"Shang\"](\"https:\/\/cimne.com\/wp-content\/uploads\/2026\/06\/Shang_CIMNE-150x150.jpg\")