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Geomecánica e hidrogeología

Geomecánica

Investigador principal
Sebastià Olivella
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Investigación
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El grupo de Geomecánica desarrolla modelos y herramientas para simular el complejo comportamiento de suelos y rocas, centrándose en los procesos térmicos, hidráulicos, mecánicos y químicos (THMC) acoplados en medios porosos y su aplicación a estructuras subterráneas, presas y problemas de interacción suelo-fluido-estructura.

El grupo de investigación en Geomecánica del CIMNE impulsa la comprensión fundamental y la modelización computacional del comportamiento del suelo y las rocas mediante un enfoque integrado que equilibra la investigación teórica, el desarrollo de software, la experimentación en laboratorio y la práctica de la ingeniería. El grupo goza de reconocimiento internacional por sus contribuciones a la simulación de procesos térmicos, hidráulicos, mecánicos y químicos (THMC) acoplados en medios porosos, con aplicaciones al diseño y análisis de estructuras geotécnicas y subterráneas como túneles, cimentaciones profundas, georreservas y presas de tierra y escollera.

Su investigación también se centra en los problemas de interacción suelo-fluido-estructura, apoyando el desarrollo de herramientas numéricas robustas y metodologías de pruebas físicas. A lo largo de los años, el grupo se ha convertido en una referencia en el campo de la ingeniería geotécnica, tendiendo puentes entre la innovación científica y la aplicación práctica para abordar retos complejos en entornos naturales y construidos.

Areas de investigación

Análisis multifísicos acoplados de medios porosos. Aplicación a la eliminación de residuos radiactivos

Desarrollo de formulaciones constitutivas y numéricas para el análisis de problemas termohidro-mecánicos acoplados (THM). Aplicación a los análisis de experimentos de campo a gran escala realizados en laboratorios subterráneos. (IP: Jean Vaunat y Sebastià Olivella).

Análisis numérico de proyectos de infraestructuras a gran escala

Realización de análisis numéricos utilizando modelos constitutivos avanzados y técnicas computacionales para ayudar al diseño, la construcción y la supervisión de proyectos de infraestructuras a gran escala. (IP: Antonio Gens).

Técnicas avanzadas de análisis de imágenes para experimentos de laboratorio en suelos, incluyendo grandes desplazamientos y deformaciones. Mediciones del grado de saturación basadas en imágenes infrarrojas.

(IP: Núria M. Pinyol).

Análisis multiescala de aglutinantes del suelo bajos en carbono

(IP: Alessandro Fraccica, Enrique Romero y Marcos Arroyo).

Mecánica de suelos no saturados. Avances experimentales y teóricos. Aplicación a terraplenes, presas y eliminación de residuos radiactivos.

La investigación en mecánica de suelos no saturados abarca el desarrollo de modelos constitutivos, ensayos especializados, análisis numérico y aplicación a diversos problemas geotécnicos y medioambientales. (IP: Eduardo Alonso).

Mecánica Rockfill. Rotura de partículas. Efecto de la humedad relativa. Modelización DEM.

Compresibilidad dependiente del tiempo de los áridos granulares gruesos. Efectos de la historia hidromecánica y del tamaño de los áridos. (IP: Eduardo Alonso).

Dispositivo de control de la humedad relativa para el ensayo de agregados granulares gruesos

Experimentos y análisis multiescala de geomateriales

Los análisis multiescala de los geomateriales son esenciales para comprender mejor los procesos a nivel microestructural que afectan al comportamiento macroscópico. Estos análisis permiten validar modelos constitutivos multiescala utilizados en aplicaciones geotécnicas. (IP: Enrique Romero y Laura González-Blanco).

Experimentos multifísicos y modelización de geomateriales

Esta línea de investigación se dedica a la realización de experimentos multifísicos y de valores límite altamente acoplados para apoyar enfoques de modelización innovadores que traten procesos multifísicos en geomateriales y materiales relacionados. (IP: Enrique Romero y Laura González-Blanco).

Crecimiento Cristalino en Rocas Anhidríticas. Hinchamiento e interacción de estructuras.

Esta línea de investigación se basa en el estudio del comportamiento de hinchamiento en rocas sulfatadas y suelos compactados inducido por el crecimiento de cristales. La investigación abarca investigaciones de laboratorio y el desarrollo de una herramienta computacional capaz de reproducir, de forma acoplada, los procesos hidráulicos, mecánicos y químicos implicados en las dilataciones. (IP: Anna Ramon).

Análisis y modelización de presas de residuos

(IP: Marcos Arroyo, Daniel Tarragó y Antonio Gens).

Modelización DEM y PFEM de la interacción suelo-estructura

(IP: Marcos Arroyo, Daniel Tarragó y Antonio Gens).

Problemas térmico-hidro-mecánicos de grandes deformaciones en medios porosos. Desarrollo de un código abierto del Material Point Method.

– Desprendimientos térmicos acelerados inducidos por terremotos. Modelización MPM de deslizamientos rápidos inducidos por terremotos, incluidos los efectos térmicos inducidos por fricción, mediante el Material Point Method y el enfoque de formulación termohidro-mecánica. Implementación en Anura3D (código de fuente abierta) y aplicación en casos reales.

– Modelización MPM de flujos-desprendimientos. Modelización de casos reales. Implementación de un modelo constitutivo avanzado para simular deslizamientos tipo flujo que implican licuefacción estática en suelos saturados y parcialmente saturados.

(IP: Núria M. Pinyol)

Diseño y construcción de una centrifugadora geotécnica de tambor para evaluar modelos físicos sometidos a grandes desplazamientos y deformaciones. Las mediciones del desplazamiento y el grado de saturación se realizarán mediante técnicas avanzadas de análisis de imágenes en fase de desarrollo.

Fisuración en suelos desecantes

(IP: Alberto Ledesma i Pere Prat).

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