Diseño y envolventes de fallo para cimientos de losa cuadrada y bloques empotrados bajo carga combinada

A pesar de las ventajas de las envolventes de fallo combinadas de carga vertical, momento y horizontal (VMH), la utilidad no se consideró adecuadamente en estudios anteriores, lo que llevó a la introducción de "envolventes de diseño" basadas en la utilidad en la investigación actual, como complemento a las envolventes de fallo convencionales. Este estudio emplea análisis de elementos finitos en tres dimensiones para desarrollar envolventes de diseño y fallo para cimientos de losa cuadrada y bloques cúbicos empotrados bajo carga VMH. La investigación numérica, validada contra puntos de referencia bien documentados, utiliza el modelo de Suelo Endurecido con rigidez de pequeña deformación (HSS). Las envolventes se desarrollaron usando pruebas de sonda asociadas con los parámetros del sistema dominante: ancho (2.5 a 25 m), ratio de profundidad de empotramiento a ancho (1, 2 y 3), y densidad relativa del subsuelo c-ϕ (suelo suelto, medio y denso). Los resultados demuestran que los límites de utilidad a menudo rigen el diseño de cimientos, ya que las envolventes de diseño son significativamente más pequeñas que las envolventes de fallo asociadas. La profundidad de empotramiento se identifica como un parámetro significativo que influye en la transición de mecanismos de resistencia de base a resistencia tridimensional y mejora las capacidades de momento y horizontal. El estudio examina la relación entre la geometría del cimiento, la relación de empotramiento y la resistencia del subsuelo en la conformación de envolventes de fallo y diseño. Se utilizó análisis de regresión multivariante para derivar ecuaciones matemáticas para envolventes de fallo y diseño elipsoidales. En general, los hallazgos desafían el paradigma tradicional del factor de seguridad y destacan la necesidad de metodologías de diseño basadas en el desplazamiento en los sistemas modernos de cimentación.