CONTENIDO
EL USO DE LOS MICROTREMORES PARA LA DETERMINACIÓN DEL PERFIL
DE VELOCIDAD DE ONDAS
La ponencia describe el método de análisis espectral F-K
(frecuencia – número de onda), que es útilizado para analizar los registros de
microtremores medidos en arreglos lineales y circulares con el fin de
determinar el perfil de velocidad de onda de corte (Vs).
La velocidad de onda de corte (Vs) es una importante
propiedad dinámica del suelo y es muy utilizada para evaluar la respuesta
sísmica de un depósito de suelos.
1.ENSAYOS DE MEDICIÓN DE ONDAS DE CORTE – MÉTODO F-K:
El principio de este método radica en el hecho de que los
Microtremores consisten predominantemente de ondas Rayleigh, y que el análisis
espectral de estos puede reproducir las características dispersivas de las
ondas Rayleigh, las cuales reflejan el perfil de velocidad de onda de corte del
sitio en estudio
ü Este método
consiste en la medición de microtremores utilizando un arreglo de sensores, con
el fin de determinar una curva de dispersión desde un análisis espectral de los
movimientos observados.
ü Posteriormente se
obtiene el perfil de velocidad de onda de corte (Vs) el cual se calcula
utilizando un proceso iterativo que requiere la inversión no lineal de los
datos de la curva de dispersión.
ü Para la medición de
las ondas Rayleigh con el fin de obtener la curva de dispersión, hay
esencialmente dos métodos, los métodos activos y pasivos:
a) El método
activo mide la componente vertical de las ondas Rayleigh producida ya sea por:
-Una fuente impulsiva (representado por el golpe de un
martillo) o
-Una fuente armónica con un movimiento vertical armónico.
v Estos tipos de
fuente tienen la ventaja de generar ondas de alta frecuencia o longitud de onda
corta las cuales tienen la capacidad de explorar el suelo a profundidades
relativamente superficiales. El método es capaz de explorar la superficie del
terreno a profundidades menores de 20 metros
b) El método
pasivo mide la componente vertical de los microtremores usando un arreglo
circular de sensores distribuidos sobre la superficie del terreno, no requiere
de ninguna fuente impulsiva, sino por el contrario registra las vibraciones
generadas por el ruido del tráfico, maquinarias, el viento, ondas del océano a
la orilla del mar, etc. las cuales consisten principalmente de ondas Rayleigh
de baja frecuencia o longitud de onda grande, permitiendo caracterizar el suelo
a profundidades mayores.
1.1.EQUIPO E
INSTRUMENTOS UTILIZADOS:
Para realizar los arreglos de microtremores, en este estudio
se utilizó un equipo de medición de microtremores, GEODAS 15 –HS. El sistema
permite visualizar y registrar las vibraciones ambientales a diferentes
frecuencias de muestreo.
1.2.PROCEDIMIENTO DE LOS TRABAJOS DE CAMPO:
Para utilizar el método F-K, se requiere registrar los
microtremores en arreglos circulares y lineales. En consecuencia, en el campo:
ü Primeramente se
define la geometría de los arreglos circulares utilizando seis sensores, que son
instalados sobre la superficie del terreno con un sensor en el centro y cinco
sensores que forman un pentágono regular con un radio constante para cada
medición (Figura a).
ü Posteriormente se
definen los arreglos lineales colocando los sensores en línea con el sensor del
centro del arreglo circular (Figura b).
El radio de los arreglos circulares así como también el
espaciamiento entre sensores de los arreglos lineales está en función de la
profundidad de exploración requerida, por lo que se recomienda que éstos sean
expandidos o contraídos manteniendo una relación de dos, con el fin de cumplir
con este propósito.
1.3.FUNDAMENTOS DEL MÉTODO DE ANÁLISIS ESPECTRAL F –K:
Una vez que las
vibraciones ambientales han sido grabadas en el disco duro de la computadora,
éstas son procesadas en gabinete con los programas respectivos, los cuales se
basan en el análisis espectral F-K y éste en la estimación Frecuencia - Número
de Onda de Alta Resolución. Tal estimación se basa en el cálculo de la densidad
espectral de potencia cruzada o llamado también espectro de potencia cruzada
entre cada par de sensores a una cierta frecuencia.
El pico del espectro
F-K proporciona la información concerniente a la velocidad de fase de las ondas
propagadas, pico correspondiente a un vector número de onda desde el origen a
una frecuencia. Repitiendo este cálculo numérico y computacional sobre un rango
de frecuencias con una buena relación señal -ruido para un conjunto de arreglos
de microtremores, una curva de dispersión se genera a partir del método F -K.
1.4.PROCESO DE INVERSIÓN:
Existen varios métodos de inversión no lineal, tales como el
método de mínimos cuadrados, el algoritmo genético, etc. Por motivo de
simplicidad y estabilidad, el método tradicional no lineal de mínimos cuadrados
es utilizado en este estudio para la inversión de los datos de la curva de
dispersión obtenida con el método F -K.
Como punto de partida, un modelo inicial de velocidad del
terreno debe ser especificado para el proceso iterativo de inversión, a partir
del cual se obtiene los datos de velocidad de fase observada (fobs). El modelo
inicial es construido mediante una simple transformación. En primer lugar, la
longitud de onda λ se calcula a partir de la frecuencia y la velocidad de fase
“c”. A continuación, la profundidad se define como 1/3 de la longitud de onda y
la velocidad de onda de corte a dicha profundidad se define como b veces la
velocidad de fase medida, donde b es un coeficiente que cambia ligeramente con
la frecuencia, de 1.05 a 1.11. Una vez definido el modelo inicial, se tiene que
definir los datos de la curva de velocidad de fase teórica (fcal), que es
calculado por el método de la matriz compuesta.
El análisis de inversión, para determinar el perfil de
velocidad de la onda S, se realiza utilizando el programa WaveEq (Surface Wave
Analysis). Este programa iterativamente buscará que la curva de velocidad de
fase teórica se adapte mejor a la curva de velocidad de fase observada obtenida
del modelo inicial, utilizando el método de mínimos cuadrados, que se usa
generalmente como un indicador de la cercanía entre las dos curvas de
dispersión (observada y teórica). El proceso sigue un esquema iterativo y,
finalmente converge a una solución aceptable.
2.APLICACIÓN DEL MÉTODO F-K EN LA CIUDAD DE LIMA, DISTRITO
DE PUENTE PIEDRA
ENCAUZAMIENTO DEL RÍO RÍMAC DEBIDO A CAUSAS ANTROPOGÉNICAS
1.DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO:
2.GEOLOGÍA DEL ÁREA METROPOLITANA DE LIMA
3.INTERVENCIÓN HUMANA EN EL RIO RIMAC
4.SOLUCIONES PARCIALES:
REFLEXIONES SOBRE LA SEGURIDAD ESTRUCTURAL ANTE SISMOS DE
LAS CONSTRUCCIONES DISEÑADAS CON LA NORMA E.030 DEL RNE
1.LA FILOSOFÍA DE DISEÑO SISMORRESISTENTE
MODERNIZACIÓN DE LA NORMA DE DISEÑO SISMO - RESISTENTE E030
PLANEACIÓN DE CIUDADES
EDIFICACIONES DE CONCRETO ARMADO
APORTES A LAS NORMAS DE ESTRUCTURAS
INTERACCIÓN EDIFICIO RÍGIDO-SUELO FLEXIBLE
COMENTARIOS RELATIVOS AL TIPO DE FALLA EN LOS MUROS DE
CONCRETO ARMADO DE EDIFICIOS CHILENOS EN EL SISMO DEL 27-02-2010
1.FORMAS DE FALLA EN LOS MUROS DE CONCRETO ARMADO
Falla por Flexión
Falla por Corte
PUENTES ARCO
ATIRANTADOS CONTINUOS
CONFIGURACIÓN
GEOMÉTRICA DE LOS PUENTES ATIRANTADOS.