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Fricción en mezclas granulares
Fricción en mezclas granulares
El ángulo de fricción estático en medios granulares es una forma de medir su resistencia al movimiento. En este estudio medimos este ángulo con medios granulares polidispersos formados por una fraccion fina y otra más gruesa de sedimentos naturales. De esta manera queremos explorar hasta que punto, la fraccion fina del material influye sobre la movilidad de un material granular y en consecuencia, sobre el ángulo de fricción estático.
Avalanchas Granulares: impacto en muros (I)
Avalanchas Granulares: impacto en muros (I)
Actualmente nos encontramos varios problemas relacionados con avalanchas granulares. En un primer proyecto medimos fuerzas de impacto generadas por el movimiento de una avalancha (ver video de la izquierda). En este estudio queremos entender cual es el efecto de introducir una estructura de palos rígidos que simulan los troncos de un bosque, como elementos disipadores y controladores de la energía cinética de una avalancha. Estas estructuras podrían reducir o mitigar los impactos adversos de una avalancha, puestos adecuadamente en el camino del flujo antes que esta impacte el muro de retención ubicado aguas abajo. En un segundo experimento realizado por la estudiante Sara Hassani (INSA Lyon), estudiamos el efecto de estructuras de retención sobre la distancia de escurrimiento de avalanchas de arena y gravilla en estado seco, en un canal de madera de doble pendiente.
video1.mpgAvalanchas Granulares: impacto en muros (II)
Avalanchas Granulares: impacto en muros (II)
Un segundo proyecto acaba de ser iniciado por dos alumnos quienes se encuentran diseñando un muro de retencion que recibe el impacto de una avalancha granular donde estudiamos el efecto de estructuras de retención sobre avalanchas granulares formadas por distintos tipo de sedimentos (arena fina, gruesa y gravilla de aristas redondeadas), todas ellas en estado seco. Los experimentos se realizan en un canal de madera de alta pendiente, emulando la condición de "dam-break" donde un cierto volumen de granos es liberado desde el reposo interactuando con el grupo de obstáculos ubicados en una de las pendientes del canal o en ambas a la vez. El objetivo de este estudio es comprender mejor los efectos de polidispersión sobre las fuerzas de impacto y la propia dinámica de la avalancha.
Colapsos axisimétricos de columnas granulares
Colapsos axisimétricos de columnas granulares
Los alumnos V. Casis y P. Ferrer trabajaron estudiando la dinámica de avalanchas granulares generados a partir del colapso gravitacional de columnas axisimétricas. Las columnas son de carácter polidisperso, formadas por distintos estratos de sedimenos naturales, en estado seco y denso. En estos experimentos medimos los efectos de la polidispersión sobre la distancia máxima de escurrimiento y sobre la forma de los depósitos, similar a los experimentos conducidos por el grupo de S. Dalziel (DAMPT, Cambridge).
Granular impacts on sandy beds
Granular impacts on sandy beds
Los impactos granulares son un fenómeno de interés desde el punto de vista geomorfológico y para la geotecnia, pues a través de ellos podemos extraer información acerca del origen de la tierra, conocer mejor la composición físico-química de nuestro universo y comprender mejor la dinámica de compactación de suelos granulares. En términos simples, un impacto gravitacional consiste en la caída libre de un objeto rígido sobre una masa de granos activando una red de esfuerzos que se transmiten a través de los puntos de contactos inter-granos.
Estos esfuerzos crean una fuerza resultante de resistencia que frena gradualmente el avance del intruso hasta detenerlo. Este comportamiento usualmente es de alto carácter disipativo, al menos mucho más que lo observado en experimentos clásicos de arrastre en fluidos y otras sustancias.
En el presente proyecto, hemos medido por primera vez la distribución de presiones que resulta del impacto de una esfera de acero sobre un lecho de arena fina seca y densa, contenida en un recipiente rectangular que contiene un conjunto de sensores de fuerza en el fondo de la instalación. Estos sensores registran la fuerza derivada del impacto del objeto en el tiempo. Concentrándonos en los valores máximos de cada serie, se obtiene una señal de presión que tiene una forma que puede ser ajustada por un conocido modelo de distribución de esfuerzos en suelos. Estos resultados actualmente están siendo volcados a un manuscrito para publicacion y fueron presentados en el congreso Southern Workshop in Granular Matter 2018.
Drag force on granular media
Drag force on granular media
La fuerza de arrastre es un topico que se ha estudiado desde hace larga data en fluidos, pero mucho menos en medios más complejos como los medios granulares. Durante mi tesis de doctorado nos centramos en comprender mejor el origen de esta fuerza en lechos formados por microesferas de vidrio, monodispersas, midiendo la fuerza de arrastre.
Rheology of granular drag
Rheology of granular drag
Las leyes constitutivas que caracterizan el comportamiento de medios granulares es un sujeto que ha estado en el centro de esta área desde hace bastante tiempo. En este trabajo medimos el estado de tensiones generado en una monocapa de discos birefringentes sometidos al paso de un gran disco rigido que penetra en la capa a velocidad constante. Dicha respuesta tensional se descompone en esfuerzos de cizalle y de presion, cuya relacion entre sí nos permite acceder a la viscosidad aparente del material y su relación con la taza de deformación del material, como un medio para acceder a su reología.
Surface deformation of granular piles
Surface deformation of granular piles
Cuando un objeto se aproxima a una interfaz granular, esta se deforma pero no de manera instantánea, sino que solo cuando el objeto se encuentra a una cierta distancia crítica. En este trabajo se midió la deformación de la superficie libre de un lecho granular cuando un cilindro se aproxima a velocidad constante a su posición de origen, produciendo una perturbación en el lecho en forma de crater y que posee unas relaciones de escalamiento bien precisas que pueden ser comparadas con cráteres reales producidos por impactos gravitaciones de objetos rígidos.
(2014) Surface deformation of a granular bed induced by the penetration or withdrawal of an object. F. Martinez, Y. Bertho, A. Seguin, and P. Gondret. CMD 25 Condensed Matter Conference, Paris.
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