On the driving force for phase field fracture modelling of geomaterials considering the effect of dilatancy

Resumen

El método “phase field” ha demostrado ser un instrumento computacional con base física de gran utilidad y potencia en la mecánica de la fractura. Con él es posible modelizar fenómenos de fractura tan complejos como la ramificación, la confluencia y la iniciación de grietas en distintas geometrías, y en distintas escalas, a partir del equilibrio termodinámico de la fractura y el criterio de fractura de Griffith. Sin embargo, los métodos phase field habitualmente utilizados no son capaces de reproducir la diferencia de comportamiento a fractura en condiciones de tracción y de compresión. Para evitar que durante la compresión la energía de fractura continúe aumentando, se han desarrollado distintas técnicas de separación o descomposición de la energía de deformación, siendo las más populares las denominadas descomposición volumétricadesviadora y descomposición espectral. Sin embargo, estas descomposiciones llevan a fisuraciones que no concuerdan con las obtenidas experimentalmente. En este trabajo, se presenta una descomposición nueva de la energía de deformación basada en el criterio de rotura de Drucker-Prager, capaz de recoger el comportamiento de materiales granulares en compresión y cortadura.