Geomecanica

ANÁLISIS DE LICUACIÓN

1.0 Introducción

a) El fenómeno de licuación de arenas ha sido estudiado por numerosos ingenieros e investigadores en todo el mundo, desde que este fenómeno fue identificado como el causante principal de los daños en el terreno y estructuras de tierra durante terremotos. Mientras en una primera etapa el estudio fue motivado por la ocurrencia catastrófica de licuacióndurante los terremotos de Nigata y Alaska en 1964, el ímpetu para continuar el estudio de licuación se ha debido a una serie de terremotos de gran magnitud que han ocurrido en todas las regiones sísmicamente activas del mundo.

Existen básicamente dos métodos disponibles para evaluar el potencial de licuación de un depósito de arena saturada sometida a movimiento sísmico:

a.1) Usando métodosbasados en una evaluación de las condiciones de esfuerzo cíclico o deformación que serán desarrollados en el campo por un terremoto de diseño propuesto, y una comparación de estos esfuerzos o deformaciones con aquellos observados para causar licuación en muestras representativas del depósito en un ensayo de laboratorio apropiado que proporcione una adecuada simulación de las condiciones delcampo, o que puedan proporcionar resultados que permitan una evaluación del comportamiento del suelo bajo dichas condiciones.

a.2) Usando métodos basados en observaciones de campo del comportamiento de depósitos de arena en terremotos pasados que impliquen el uso de alguna característica in-situ de los depósitos para determinar probables semejanzas o diferencias entre estos lugares y otrospropuestos, con respecto a su comportamiento potencial.

b) Debido al hecho que la mayoría de los depósitos naturales de arena no son uiformes y a la extrema dificultad de obtener muetras inalteradas de suelos no cohesivos para ensayos de laboratorio, se desarrollaron los métodos llamados empíricos o simplificados.

2.0 Métodos Simplificados Basados en los Resultados de Ensayos In Situ

Por lasrazones anteriormente indicadas, el uso de ensayos in situ para evaluar la resistencia a la carga cíclica o características de licuación de arenas, ha llegado a ser el método preferido para la evaluación de estas propiedades en la práctica ingenieril en los pasados 20 años. Puesto que no existe ningún método capaz de medir la resistencia a la licuación de una arena in situ, ha sido necesariodesarrollar correlaciones entre los valores de resistencia a la carga cíclica determinados de estudios de comportamiento de campo durante movimientos sísmicos y parámetros de ensayos in situ los cuales serán probablemente indicativos de estas propiedades (Seed y De Alba, 1986).

2.1 Métodos Basados en el Ensayo de Penetración Estándar (SPT)

El valor de la resistencia a la penetración estándar, ovalor N del SPT, se define como el número de golpes necesarios para que el muetreador de caña partida, de 2" de diámetro exterior y 1 3/8" de diámetro interior, penetre 12" en terreno debido al impacto de la caída libre de un martillo de 140 libras desde una altura de 30".

Debido a las dificultades para la realización de este ensayo, algunos parámetros de los suelos pueden tal vez ser medidos conmayor exactitud sobre un amplio rango de profundidades, y en condiciones ambientales más difíciles. Sin embargo, debido a que el SPT ha sido ampliamente usado en el pasado, la mayoría de los datos de comportamiento de campo están generalmente correlacionados con este índice de resistencia del suelo.

a) Método Simplificado de Seed e Idriss

Seed e Idriss (1966), propusieron que la relaciónde esfuerzo cíclico para un suelo a una profundidad determinada durante un terremoto puede ser evaluada por la expresión siguiente:

ϑd / Φ’ = 0.65 * a max / g * Φ’ / Φ * r d , donde :

ϑd = esfuerzo de corte promedio inducido por el terremoto
Φ’ = esfuerzo vertical efectivo a la profundidad considerada
Φ = esfuerzo vertical total a la profundidad considerada
a max = aceleración máxima en...