Estudio mediante técnicas de equilibrio límite de anclas planas para amarre de plataformas flotantes de eólica Offshore

Abstract

RESUMEN: En este Trabajo de Fin de Grado –que forma parte de un estudio más amplio que cubre todos los objetivos de la Doble Mención– se ha pretendido hacer una aportación al campo de la geotecnia offshore, haciendo una revisión de los resultados de varios autores implementando técnicas computacionales relativamente novedosas de métodos de equilibrio límite de cota superior (conocidas como Discontinuity Layout Optimization), utilizando un código numérico comercial disponible en la actualidad. Este estudio se ha centrado en la obtención de parámetros que definen el comportamiento de anclas planas de longitud infinita instaladas en terrenos cohesivos (arcillas) bajo cargas verticales de arrancamiento, a corto plazo, para diferentes relaciones de profundidad (es común expresar la profundidad de forma adimensional, dividiendo por la anchura del ancla, y definirla por H/B). En concreto, se han estudiado los casos de tres terrenos con peso y uno sin peso, donde a los terrenos con peso se les han adjudicado valores distintos de la resistencia al corte sin drenaje cu (30, 50 y 70 KPa), todos ellos con un peso específico saturado de 19 KN/m3. Ha podido comprobarse que, efectivamente, el fallo profundo se alcanza para diferentes profundidades en función de la resistencia del terreno y que, una vez éste se alcanza, la carga última de arrancamiento se estabiliza y deja de depender de la profundidad de colocación del ancla y del peso específico del terreno. Pueden representarse los resultados en forma adimensional, a través de un factor adimensional Ncγ. Así, se ha obtenido que este factor tiende, independientemente de la resistencia del terreno, a un valor estable cercano a 12 a partir de profundidades donde el fallo es local. Esto casa con los resultados de otros autores, como Merifield et al. (2001, 2003) y Wang et al. (2010).

ABSTRACT: This Final Degree Project –part of a wider study covering the Double Major objectives– was addressed as a research contribution to offshore geotechnical engineering, reviewing other authors’ results by using a relatively new computational technique in the higher-bound limit equilibrium method, called the Discontinuity Layout Optimization, currently available in commercial software. This study has been developed focusing on obtaining certain parameters defining the behavior of anchor plates (SEPLAs) embedded in cohesive soils (clays) in short term conditions under vertical pullout loads. This behavior has been studied as a function of the depth ratio (H/B, being H the depth and B the anchor width). A total of four soils have been modeled, three of which have a saturated specific weight of 19 KN/m3; the other has no weight at all (γ=0). To each of the three soils with specific weight, a different undrained shear strength cu has been assigned. It has been shown that, as expected, a deep failure mechanism is reached for different depth ratios depending on the cu and, once it happens, the ultimate failure pullout force becomes stable and independent of the depth ratio and the specific weight of the soil. If a dimensionless factor Ncγ is used instead, the results show that, in very deep situations, this factor tends, independently of the soil undrained shear strength, to a stable value close to 12 once local failure takes place. This is coherent with other authors’ results, such as Merifield et al. (2001, 2003) and Wang et al. (2010), and with charts issued by institutions as the Naval Engineering Facilities in the US (NAVFAC).