Clase Mecánica de Suelos II - Sismica de Refraccion y Remi

7/26/2019 Clase Mecnica de Suelos II - Sismica de Refraccion y Remi

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MECANICA DESUELOS II

Jorge BravoGonzlez

Ing. Civil

Universidad de TalcaIngeniera en

Construccin


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Por u! "acer an#lisisde suelos$

Conocer composicin para determinarcaractersticas del suelo.

Determinar rellenos y reforzamientos.

Apoyo al diseo estructural y ar!uitectnico. "royectar el comportamiento del terreno en caso

de sismos.


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Nor%ativa

D# $% !ue modi&ca 'C( )** so+re Diseo #smico, o+liga laclasi&cacin ssmica en +ase a -s* en los siguientes casos/

0structuras de ms de 1 m2y superiores a 2 niveles.

Con3unto de viviendas de ms de 4. metros cuadrados.

0structuras de 1 ms pisos so+re la super&cie del terrenonatural.

0structuras !ue presenten una altura de ms de 4 metros.

Vs30: Velocidad de ondas de corte en los primeros 30 m deprofundidad.


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Conce&tos'

5ndas "/


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Conce&tos'

5ndas #/


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Conce&tos'

5ndas 6ayleig(/


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Conce&tos'

5ndas de Corte 7#,/ 5ndas de propagacin -s8 correspondiente a ondas de

cuerpo con movimiento de partculas ortogonales a ladireccin de propagacin.

-ia3an ms lento !ue las ondas de compresin -p. 9a velocidad de propagacin de las ondas de cizalle

puede ser o+tenida mediante ensayos invasivos7sonda3es8 calicatas8 do:n;(ole8 cross;(ole8 entre otros,8

8 ?A#> y 6e?i,.


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Ss%ica de (e)raccin

0ste m=todo mide el tiempo de propagacin de las ondaselsticas8 transcurrido entre un sitio donde se generan ondasssmicas y la llegada de =stas a diferentes puntos de o+servacin.

"ara esto se disponen en super&cie una serie de sensores7gefonos, en lnea recta a distancias conocidas8 formando lo !ue

se conoce como tendido ssmico o lnea de refraccin.


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Ss%ica de (e)raccin

A una distancia conocida del e@tremo del tendido8 en elpunto de disparo8 se generan ondas ssmicas con la ayuda deun martillo o por la detonacin de e@plosivos.

stas inducen vi+raciones en el terreno !ue se propagan porel su+suelo y !ue son detectadas por cada uno de lossensores en el tendido.

9os registros de cada sensor tienen informacin de larespuesta del terreno en funcin del tiempo y son conocidoscomo sismogramas.

0stas trazas son analizadas en la refraccin ssmica parao+tener el tiempo de llegada de las primeras ondas decuerpo8 tanto ondas " como tam+i=n las llegadas de lasondas #8 a cada sensor desde el punto de disparo.

9ey de #nell.


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Ss%ica de (e)raccin

0l anlisis e interpretacin de estos datos permite calcularlas velocidades longitudinales 7-p ms,.

Adems8 se determinan los refractores !ue se puedenasociar a interfaces de los materiales del su+suelo en

profundidad8 lo !ue a su vez se puede interpretarlitolgicamente.


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*unciona%iento del

M!todo 9a refraccin ms comEnmente utilizada corresponde adeterminar las primeras llegadas de las ondas de compresin7ondas ",.

0l m=todo se e3ecuta en +ase a lo !ue determina la normativainternacional A#


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*unciona%iento del

M!todo "er&l de #smica de 6efraccin 7-p,.


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Li%itaciones del M!todo

"ara !ue e@ista refraccin de las ondas8 la velocidad depropagacin de =stas de+e ser estrictamente creciente conla profundidad. 0n el caso de suelos con capas intermediasde menor velocidad8 el m=todo no las visualizar 7capaciega,.

6e!uiere disponer de zonas con su&ciente e@tensin8 ya !uela longitud del tendido en super&cie est directamenterelacionada con la profundidad de investigacin !ue sealcance.

Dic(a profundidad est condicionada por el tipo de fuenteactiva empleada 7entre otros factores como se mencionanteriormente,.

0s as8 como mediante el uso de martillo se puede alcanzaruna profundidad del orden de *;1 metros.


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Consideraciones

9a precisin del m=todo re!uiere el uso de unlevantamiento topogr&co de detalle.

#e considera !ue las ondas longitudinales se propagan avelocidades constantes en cada estrato para cada tendido

ssmico 7spread,8 !ue es la unidad +sica de interpretacin. #i la longitud del per&l supera la e@tensin de un spread8 se

de+e considerar un traslape de gefonos para no perderinformacin de los rayos.

0l contraste de velocidad entre estratos y el espesor de

=stos8 de+e ser su&cientemente alto para !ue !uedenrepresentados con claridad en las curvas camino;tiempo. "or s solo8 no cumple el D# $%8 pero es muy Etil si se usa

com+inado con otros m=todos.


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M!todo (eMI

0l ?=todo de 6efraccin ?icrotremor 76e?i, es un m=todo8relativamente nuevo8 para mediciones in situ de per&les de velocidadde ondas de corte -s usando registros de ruido am+iental.

"ermite generar un per&l del su+suelo %;D +asndose en la velocidadcon la profundidad.

"ara la ad!uisicin de datos se usa un sismgrafo convencional ygefonos verticales e!uidistantes de onda " usados en estudios derefraccin.

Microtremores: Son vibraciones del suelo producidas por fuentes naturales oarticiales conformadas tanto por ondas de cuerpo como superciales,aunque bsicamente por ondas Rayleig y !ove, que estn afectadas por laestructura geol"gica del sitio donde se mide.


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*unciona%iento (eMI

9a 6efraccin de ?icrotremores 76e?i, consiste en medir elruido am+iente con un arreglo de caractersticas ydisposicin similares al empleado en la ssmica derefraccin convencional.

0s un m=todo !ue aprovec(a el ruido am+iente 7paso deve(culos8 funcionamiento de ma!uinarias8 etc.,. De ser muy silencioso el terreno8 se puede emplear una

fuente no controlada de u+icacin conocida para enri!uecerla razn sealruido y as poder o+tener una curva de

dispersin.


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*unciona%iento (eMI

9a curva de dispersin permite o+tener un per&l unidimensional de la velocidad de ondade corte 7-s, en funcin de la profundidad de investigacin alcanzada.

0sto Eltimo depender de la longitud del tendido8 espaciamiento gefonos8 frecuencia delarreglo de gefonos empleados8 rango de frecuencias !ue se e@citen con el ruidoam+iente 7yo golpes,8 entre otros aspectos.

-elocidad de onda de corte 7ms,

"rofundidad 7m,


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A&licaciones

9os resultados permiten caracterizar geot=cnicamente lossuelos.

#e pueden determinar contrastes de rigidez8 decomplementarse con resultados de refraccin ssmica sepueden o+tener los mdulos dinmicos del suelo 7"oisson8

mdulo de Corte8 de 0lasticidad8 -olum=trico8 entre otros,. 0n minera se emplea por e3emplo para determinar espesores

de depsitos 7"ilas 65?,8 dado el contraste de velocidades conel su+suelo6oca.

#e pueden realizar mediciones en pavimento yo losas de

(ormign8 reemplazando la punta del gefono por un disco!ue se coloca solidario al terreno.

Cumple el D# $%.


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+enta,as

"or el contrario !ue la ssmica de refraccin8 este m=todo permitecaracterizar unidades de menor velocidad entre medio de capas demayor -s8 o+servando velocidades reversas.

Con el mismo arreglo lineal de gefonos8 se puede o+tener informacina lo largo de la seccin8 traslapando la informacin proporcionada porsensores.

?=todo no invasivo8 econmico8 y de fcil e3ecucin. #e puede e3ecutar de forma complementaria el ensayo de ssmica de

refraccin8 cam+iando la forma en !ue se genera el frente de ondas8 lalongitud y tasa de muestreo8 pues se emplea la misma disposicin degefonos8 mismo tipo de sensores 7componente vertical,.

0n general8 se pueden alcanzar profundidades mayores !ue lasalcanzadas por el mismo arreglo de un ensayo de refraccin ssmica8dado !ue la atenuacin de las ondas super&ciales es ms lenta !ue lasde cuerpo.

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