Implementação computacional de um modelo viscoelástico homogeneizado para geomateriais fraturados - Ramirez, Ricardo Haniel Moran (2019)
O comportamento constitutivo dos geomateriais é geralmente afetado pela presença em diferentes escalas de descontinuidades com vários tamanhos e orientações, que, segundo o seu comportamento mecânico, podem ser denominadas como fraturas ou fissuras e tem uma influência significativa no comportamento dependente do tempo deste materiais. A presente contribuição descreve a formulação e implementação computacional de um modelo baseado na micromecânica, especificamente concebido para representar o comportamento viscoelástico de meios microfraturados. As propriedades viscoelásticas efetivas são avaliadas através de um raciocínio baseado em esquemas de homogeneização linear (Mori-Tanaka) junto com o princípio de correspondência para materiais viscoelásticos sem envelhecimento. A formulação mostra que o comportamento viscoelástico homogeneizado pode ser descrito mediante um modelo reológico de Maxwell generalizado. No entanto, para simplificação e implementações práticas na análise estrutural, também foi formulado um modelo de Burger aproximado. A implementação computacional é desenvolvida no contexto do método dos elementos finitos para analisar o comportamento diferido de geomateriais e geo-estruturas envolvendo distribuições isotrópicas de microfraturas. Vários exemplos de aplicação são apresentados com o intuito de verificar o funcionamento do código implementado e avaliar a precisão das respostas numéricas através da comparação com as respectivas soluções analíticas. Finalmente, as capacidades preditivas da ferramenta computacional são ilustradas através da análise da resposta diferida de uma estrutura complexa.