La propuesta de trabajos a desarrollar en esta tesis doctoral, se enmarca dentro del ámbito de investigación del área de Ingeniería del Terreno del Departamento de Ingeniería Civil y del grupo de investigación Simulación por redes de la UPCT.

Problema a tratar en el proyecto de tesis

El problema que trata el proyecto de tesis representa una de los aspectos que se consideran en el diseño geotécnico de estructuras de contención de agua (presas de materiales sueltos) y en el tratamiento a realizar en el terreno de apoyo. Los conocimientos actuales sobre la resolución de los problemas de infiltración en suelo y en el cuerpo de presa se resuelven mediante métodos gráficos y, ocasionalmente en casos sencillos, analíticos. También existen modelos numéricos comerciales de alcance más o menos limitado.

Desarrollo de la tesis

La tesis a desarrollar con esta beca contempla los objetivos mencionados en el apartado siguiente, que se desarrollan paulatinamente a lo largo de los tres primeros años, procediendo seguidamente a la redacción de la memoria. Está previsto que el alumno realice al menos una estancia de tres meses en una centro de investigación o Universidad extranjera para completar su formación e investigación, pudiendo de esta manera obtener el carácter de mención internacional en su tesis doctoral. A lo largo del desarrollo de la tesis se escribirán comunicaciones a congresos internacionales relacionados con la geotecnia y artículos en revistas con índice de impacto (JCR), teniendo previsto que antes de la lectura de la tesis haya un mínimo de dos trabajos de este tipo.

Objetivos

1. Desarrollo de un software libre para la simulación numérica de problemas de infiltración de agua en suelos que incluyan los siguientes escenarios:
• Presas simples de gravedad
• Presas con tapiz impermeable aguas arriba
• Presas con tablestacas bajo la estructura
• Presas con capa drenante
2. En los anteriores escenarios se considerarán tanto suelos homogéneos como heterogéneos (multicapa), con propiedades mecánicas isótropas o anisótropas y diferentes geometrías.

Dicho software proporcionará todos los resultados numéricos y gráficos del problema:

• Representación de la red de flujo
• Cálculo de caudales
• Cálculo de presiones interticiales
• Calculo de empujes, estimación del riesgo de sifonamiento

Tanto el núcleo de cálculo del programa numérico como las rutinas de tratamiento de datos y representación gráfica se desarrollarán en código libre. El interface de comunicación con el usuario se desarrollará mediante un entorno ameno de ventanas.

Todo ello permitirá una divulgación gratuita del programa, que quedará registrado a nombre de los autores y de la Fundación Séneca, a la comunidad científica.

Manual de uso

Se redactará además, un texto monográfico (manual de uso) del software libre desarrollado.

Adimensionalización discriminada

2) Para los escenarios mencionados en el apartado anterior (con la excepción de geometrías complejas), se deducirán los parámetros o grupos adimensionales que rigen la solución de la red de flujo y del resto de las incógnitas del problema. Para este estudio se utilizará las técnicas de adimensionalización discriminada de las ecuaciones de gobierno, técnica novedosa que se ha demostrado de interés esencial en numerosos problemas de ingeniería. No existe en la literatura científica un tratamiento tan preciso del problema, particularmente en suelos anisótropos, que realmente tienen interés.