Cono sismico

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

DIVISION DE ESTUDIOS DE POSGRADO DE LA FACULTAD DE INGENIERIA

MAESTRIA DE MECÁNICA DE SUELOS
MECÁNICA DE SUELOS APLICADA

Dr. Gabriel Auvinet Guichard

SEMESTRE 1999-1
SEMINARIO No.1
“CONO SÍSMICO”

Avalos Cortés Julian Ramses

México D.F., a 28 de Septiembre de 1998.

INTRODUCCIÓN:

Los sismos en México han mostrado la necesidad deprofundizar en el conocimiento del comportamiento dinámico de los depósitos en el subsuelo, por esto para calcular la respuesta sísmica de los suelos se requiere la caracterización de sus estratos con base en sus propiedades dinámicas. Los parámetros dinámicos más importantes son la rigidez al esfuerzo cortante, G, y algún parámetro que mida la capacidad del suelo para disipar energía, expresadageneralmente a través de la fracción del amortiguamiento crítico, (. El módulo G se relaciona con la velocidad de onda de cortante, Vs, mediante la siguiente expresión obtenida de la teoría de la elasticidad:

G = ( Vs ²

en donde ( es la densidad de masa del suelo.

Los métodos de campo más comúnmente empleados para determinar G son el de pozoscruzados (Cross-hole) y el de pozo abajo (Down-hole). También se emplea el método de refracción sísmica, el de oscilación forzada y el más reciente el método de la sonda suspendida. Los métodos de pozo abajo, el de pozos cruzados y el de sonda suspendida son particularmente útiles para estudios de respuesta sísmica, pues con ellos es posible obtener perfiles de Velocidad de onda de cortante, Vs,contra profundidad de cada pozo. En los ensayes de campo las deformaciones impuestas al suelo son del orden de 10^-4 % o menores y se supone que el módulo que se obtiene con la ecuación es igual al modulo inicial, Go.

Otro método de campo para medir la velocidad de propagación de onda de corte, Vs, es el Cono Sísmico, que también permite efectuar pruebas de resistencia a la penetración (pruebas decono eléctrico, CPT), así como la medición de la presión de poro.

HISTORIA DEL CONO SÍSMICO:

Los primeros trabajos realizados con cono sísmico son reportados en la Universidad de British Columbia, en Canadá, (Rice,1984). El dispositivo estaba formado por dos paquetes de geófonos (radial, transversal y vertical) espaciados 1.0m, funda de fricción de 225cm², sección transversal de 15cm² y unapunta cuyo ángulo de ataque era de 60°. Un inclinómetro y un transductor para medir presión de poro formaban parte del cono sísmico. Los cambios en la presión de poro se detectaban mediante una piedra porosa dispuesta perimetralmente encima de la punta cónica. Las ondas de corte (ondas de corte horizontal, SH, exclusivamente) se generaban en la superficie del terreno golpeando los extremos de untablón de madera al que se le colocaba los neumáticos de un vehículo para medir su corrimiento.

En trabajos posteriores (Campanella y Robertson, 1984, Campanella, Gillespie y Rice, 1986) se utilizó un cono de 10cm² de sección transversal y una funda de fricción de 150cm². Se realizaron pruebas en Vancouver Canadá, Imperial Valley California y en Noruega, la profundidad máxima alcanzada enestos sondeos fue de 40.0m.

Stephenson y Barker (1989) utilizaron un cono sísmico similar al utilizado por Campanella y Robertson (1984) para estudiar las propiedades dinámicas de los suelos en la Bahía de Plenty, Nueva Zelanda. La profundidad máxima alcanzada no rebaso los 12.0m.

En México los primeros trabajos efectuados con cono sísmico fueron realizados por el Instituto de Ingeniería de laUNAM (Ovando, Sámano y Díaz, 1991). Los sensores del cono sísmico desarrollado en aquel entonces estaba constituidos por transductores de sal Rochelle. La forma de generar las ondas de cortante y la interpretación de los resultados fue similar a aquella empleada por Rice (1984) y Robertson (1986). Los impactos se generaban superficialmente y se utilizó un interruptor acoplado al dispositivo de...
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