7/25/2019 6 Luis Zerpa

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EL APORTE DEL GEOTECNISTA A LA INGENIERA SSMICA

La Ingeniera geotcnica es la rama de la Ingeniera civile ingeniera

geolgicaque se encarga del estudio de las propiedades mecnicas,

hidrulicas e ingenieriles de los materiales provenientes de la Tierra. Los

ingenieros geotcnicos investigan el sueloy las rocaspor debajo de la

supericie para determinar sus propiedades y dise!ar las cimentaciones para

estructuras tales como ediicios, puentes, centrales hidroelctricas, estabili"ar

taludes, construir t#neles y carreteras, etc.

Fuentes y trayectorias

$ntre los parmetros sismolgicos asociados a estudios de riesgo

ssmico, tenemos los que deinen y cuantiican las ondas ssmicas que inciden

en los suelos que soportan nuestras ciudades. %eben caracteri"arse los ocos

de actividad ssmica describiendo los mecanismos ocales, naturale"a de las

dislocaciones y esquemas sismo tectnicos del orden regional, adems,

conocerse las trayectorias de las ondas caracteri"ando el movimiento

ondulatorio, describiendo las estructuras del subsuelo, su topograa supericial

y prounda, y caractersticas de los materiales rocosos. &qu la evaluacin de

la trayectoria de las ondas ssmicas supone el empleo de algunas ecuaciones

de atenuacin. 'a a distancia del oco, se debe evaluar el potencial ssmico a

nivel de la roca que sirve de basamento a cada ciudad, cuantiicando la

magnitud, aceleracin m(ima y perodo de retorno de los eventos ssmicos.)inalmente se entra a estudiar las condiciones locales de los depsitos de

suelo que cubren el basamento *geometra de depsitos y propiedades

dinmicas de sus materiales+ con el in de identiicar la respuesta ssmica.

Interaccin suelo- estructura

on este itinerario se cae a un problema tpico de dinmica de suelos,

en el que se deben conocer las propiedades dinmicas de cada estrato de

suelo y del conjunto, as como la respuesta ssmica de un lugar especico y el

eecto de las vibraciones en el suelo considerado como estructura, y tambinen el conjunto suelo-estructura *aludiendo aqu a las construcciones+. iendo el

sismo un movimiento ondulatorio asociado a la liberacin de energa en un

medio elstico, puede darse el enmeno de resonancia por semejan"a entre

los perodos de vibracin *o recuencias+ del sismo, del suelo y de la estructura

*cualquier construccin o depsito de suelo tiene un perodo natural de

oscilacin que lo caracteri"a+.

Tios !e suelos

$n estos estudios se pueden considerar dos tipos de suelos para eectosprcticos/ los depsitos blandos mal consolidados en los que los esuer"os

http://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_civilhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_civilhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_geol%C3%B3gicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_geol%C3%B3gicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Suelo_(ingenier%C3%ADa)http://es.wikipedia.org/wiki/Rocahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cimentaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Estructurahttp://es.wikipedia.org/wiki/Edificiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Puentehttp://es.wikipedia.org/wiki/Central_hidroel%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_geol%C3%B3gicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_geol%C3%B3gicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Suelo_(ingenier%C3%ADa)http://es.wikipedia.org/wiki/Rocahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cimentaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Estructurahttp://es.wikipedia.org/wiki/Edificiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Puentehttp://es.wikipedia.org/wiki/Central_hidroel%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_civil

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cortantes crecen sin que necesariamente lo hagan los movimientos del suelo,

suelos que despus de la e(citacin quedan intactos, y los depsitos

granulares sueltos y saturados que desarrollan grandes deormaciones, dando

lugar a desli"amientos de tierra o a su licuacin. %ebe advertirse que las

cargas dinmicas asociadas a sismos son complejas, pues diieren en

magnitud, direccin y recuencias. La ideali"acin del sismo permite considerar

un tren de esuer"os cortantes *como tambin de ondas de compresin+ que se

despla"a desde el oco y hasta las ciudades, a travs de las dierentes

unidades de rocas, cru"a los estratos de los depsitos que las cubren, y

alcan"a en su viaje las estructuras de las construcciones que habitamos. $n

ese viaje cambian su trayectoria, magnitud y recuencia. Las oscilaciones del

terreno tambin se caracteri"an por ser cclicas y rpidas resultando por ello

sometidos los suelos a condiciones de cargas dinmicas bajo condiciones no

drenadas *si el suelo est saturado el agua no tiene tiempo de salir+.

$l comportamiento del suelo ante sismos y en condiciones saturadas es

preocupante porque, para grandes deormaciones por esuer"os de corte, se

puede producir una acumulacin gradual de la presin de poros dentro del

depsito de suelo, en detrimento *da!o material+ de los esuer"os eectivos, tal

que si el n#mero de aplicaciones de carga resulta suiciente, los esuer"os

eectivos se anulan, quedando el suelo licuado si su resistencia al corte es de

tipo riccional/ el suelo as se ha transormado en un pantano. %espus del

proceso y cuando las presiones de poros se han disipado el suelo volver a su

condicin hidrosttica suriendo densiicacin por reacomodo de su estructura

*el pantano se vuelve tierra irme y se asienta+.

Al"unas lecciones

0ara resaltar la importancia de una evaluacin de las caractersticas de

los depsitos blandos ante solicitudes dinmicas y la necesidad de ubicar

acelergraos sobre depsitos blandos y rocas del basamento, como ase

undamental para los estudios de micro"oniicacin ssmica, se muestran los

siguientes ejemplos1 en los terremotos de hile y &las2a *3443+ hubo allas de

laderas, asociadas a eectos combinados del incremento de los esuer"os

cortantes en el suelo y las ampliicaciones locales por topograa, en estratos

arcillosos. $n el terremoto de 5(ico *3467+ y en el de Loma 0rieta *3464+ en

los depsitos de suelos inos blandos, con espesores de hasta 388 y 988

metros respectivamente, las ampliicaciones de las aceleraciones hori"ontales

m(imas ueron de 9 a : veces, mientras las de las aceleraciones espectrales

m(imas ueron de 6 a 37 veces y de ; a < veces respectivamente. $stos

terremotos cambiaron completamente los conceptos sobre la respuesta de las

arcillas blandas ante cargas ssmicas. $(periencias tericas en el =alle de

&shigara >apn *3449+ muestran que en la prctica es dicil evaluar la

respuesta dinmica de depsitos aluviales o coluviales que incluyan dierentestipos de suelos y cambios topogricos simultneamente.