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CURSO DE EXPLORACIÓN GEOTÉCNICA
Sesión 6: Pruebas Indirectas6.1 Sonda Suspendida
6.2 Cono SísmicoAutor: Ing. René Contreras Galván
11 de Agosto de 2011
Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica, A.C.
Curso de Exploración Geotécnica Aspectos generales
Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica, A.C.
CARACTERIZACIÓN DINÁMICA DE LOS SUELOS (DINÁMICA DE SUELOS)
Parámetros dinámicos más importantes:• Módulo de Rigidez al esfuerzo cortante (G)• Fracción del amortiguamiento crítico ( )l(capacidad del suelo para disipar energía)
LA OBTENCIÓN DE ESTOS PARÁMETROS PUEDE HACERSE
MEDIANTE PRUEBAS DE CAMPO O PRUEBAS DE
LABORATORIO
Curso de Exploración Geotécnica Aspectos generales
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Pruebas de Laboratorio:• Equipo Triaxial Cíclico• Corte simple cíclico• Péndulo de Torsión• Columna Resonante• Pulsos ultrasónicos
Pruebas de Campo:• Down Hole• Cross Hole
• Ruido ambiental• Dispersión de ondas superficiales
• Dilatómetro Sísmico• Sonda Suspendida
• Cono Sísmico
Muestras inalteradas de
excelente calidad
Uso de correlaciones:• G ~ (e, so)
• G ~ (N)• G ~ (qc)
• G ~ (e, OCR, so)
Curso de Exploración Geotécnica Aspectos generales
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TIPOS DE ONDAS SÍSMICAS
Ondas de cuerpo
Ondas superficiales
Curso de Exploración Geotécnica Aspectos generales
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G = Vs2 r
G = Módulo de rigidez al corteVs = Velocidad de la onda corte r = Densidad de masa del suelo
(g/g)
APLICACIONES:• Caracterización dinámica de
los suelos• Interacción dinámica suelo –
estructura• Modelos de respuesta sísmica
Curso de Exploración Geotécnica
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6.1 SONDA SUSPENDIDA
Curso de Exploración Geotécnica
ANTECEDENTES
• Equipo desarrollado en 1980 para medir la velocidad de ondas de corte Vs en campo (Kitsunezaki, 1980).
• La Agencia Japonesa JICA donó el primer equipo a México (CENAPRED) y el II-UNAM realizó los primeros sondeos con este equipo en varios sitios de la Ciudad de México (Jaime, Romo y Ovando,1987).
• Su uso en nuestro país se ha extendido sobre todo en proyectos de gran importancia.
• Desafortunadamente ninguna empresa geotécnica lo tiene.
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Curso de Exploración Geotécnica Descripción del equipo
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Velocidad (m/s) = Distancia / Dt
Vs (m/s) = 1 m / D t
D t = Trs – Tri
Trs = Tiempo de arribo al receptor superiorTri = Tiempo de arribo al receptor inferior
Curso de Exploración Geotécnica Generación de ondas S y P
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Ondas P (de compresión) Ondas S (de corte)
Curso de Exploración Geotécnica Antecedentes
VENTAJAS• Permite determinar un perfil continuo de velocidades de onda corte (Vs) y de
compresión (Vp).• Se eliminan los problemas de la atenuación de las ondas de corte con la
profundidad por que no se depende de una fuente colocada en la superficie o lejos de los receptores.
• Aplicable a la gran mayoría de suelos y rocas.
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DESVENTAJAS
• Requiere de una perforación previa estabilizada con lodo bentonítico o lodo producto de la perforación.
• En suelos inestables requiere la colocación de ademe que puede interferir con la interpretación de las velocidades.
• Costo de adquisición elevado.• Se requiere de un buen entrenamiento del operador para su manejo e interpretación.
Curso de Exploración Geotécnica Ejecución de la Prueba
Armado y preparación de la prueba
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Sonda lista
Curso de Exploración Geotécnica Ejecución de la Prueba
Introducción de la sonda a la perforación
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Curso de Exploración Geotécnica Ejecución de la Prueba
Ejecución de la prueba y almacenamiento de datos
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Curso de Exploración Geotécnica Resultados de sondeos
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Sonda Suspendida en Suelos del Nor Poniente de
la Ciudad de México
Curso de Exploración Geotécnica Resultados de sondeos
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Sonda Suspendida en Suelos del Nor Poniente de la Ciudad de México
Curso de Exploración Geotécnica Resultados de sondeos
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Sonda Suspendida en Suelos duros del Poniente de la Ciudad de México
Curso de Exploración Geotécnica
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6.2 CONO SÍSMICO
Curso de Exploración Geotécnica Cono sísmico
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ANTECEDENTES
• Los primeros trabajos con Cono Sísmico se hicieron en la Universidad de British Columbia Canadá en 1984 (Rice, 1984).
• En años posteriores se hicieron varios trabajos (Campanella y Robertson,1984; Gillespie y Rice, 1986; Stephenson y Barker, 1984).
• En México, los primeros trabajos con Cono Sísmico se hicieron en el Instituto de Ingeniería de la UNAM (Ovando, Sámano y Díaz, 1991; Contreras, 1997).
• Su uso en nuestro país se ha extendido enormemente.
Curso de Exploración Geotécnica Descripción del equipo y principio de operación
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Acelerómetros (1 – 10 kHz)
Geófonos (1 – 300 Hz)
Curso de Exploración Geotécnica Ejecución de la prueba
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Curso de Exploración Geotécnica Ejecución de la prueba
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Curso de Exploración Geotécnica Ejecución de la prueba
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Curso de Exploración Geotécnica Ventajas y desventajas
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VENTAJAS• Permite determinar un perfil continuo de velocidades de onda corte (Vs) y de
compresión (Vp).• Su costo de adquisición es relativamente bajo.• Sus componentes electrónicos son sencillos, por lo tanto, es posible fabricarlo.• Es un sondeo barato• Aplicable a la mayoría de suelos.
DESVENTAJAS• La profundidad de exploración está limitada a la magnitud de la fuente superficial
de ondas. • Es sensible a los campos magnéticos y a las interferencias externas como ruido,
vibraciones, movimientos, etc. • En suelos inestables, se requiere la colocación de ademes para hacer la prueba.• Requiere de un buen entrenamiento del operador para su manejo e interpretación.
Curso de Exploración Geotécnica Resultados típicos
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Sondeo de Cono sísmico en arenas sueltas, Manzanillo Colima
Sondeo de Cono sísmico en arcillas blandas, Ciudad de México
Curso de Exploración Geotécnica Bibliografía de interés
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• Kitsunezaki, C (1980). A new method for Shear-wave logging, Geophysics, Vol.45, No.10, October.
• Ovando, E. y Romo, M. (1991). Estimación de velocidad de ondas S en la arcilla de la Ciudad de México con ensayes de cono, Sismodinámica 2:107-123.
• Rice, A.H, (1984). The seismic cone penetrometer, University of British Columbia. • Campanella, R.G, and Robertson,P.K (1984). A seismic cone penetrometer to
measure engineering properties of soil. Proceedings, 54th Annual International Meeting and Exposition of the Society of Exploration Geophhysics, Atlanta, Ga. Pp:138-141.
• Contreras, R (1997). Desarrollo y aplicaciones de un dispositivo para medir la velocidad de ondas de corte en campo, Tesis de Maestría en Mecánica de Suelos. DEPFI-UNAM.
Curso de Exploración Geotécnica
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