Ingeniería Licuefaccion

RESISTENCIA DE SUELOS CONTRA LA LICUACION
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Introducción
La licuación se refiere al fenómeno de la generación de grandes presiones de poro y consecuente reducción de
la resistencia de suelos granulares.
Las evidencias de licuación, a simple vista en la superficie son borbollo de arena, fisuras en suelo que se
extiende lateralmente.
Comúnmente el fenómeno ocurre en losdepósitos aluviales o fluviales de Holoceno en las profundidades no
mayores de 15m.
Licuación se define como la transformación del material granular del estado sólido al licuado, como la
consecuencia del incremento de las presiones de poro y de la reducción de presiones efectivas. El incremento
de las presiones de poro se induce por la tendencia de materiales granulares a compactarse cuando sesometen a las deformaciones de cortante cíclicas. El cambio de estado ocurre con preferencia en suelos sueltos
a medianamente compactos, pobremente drenados, como son arenas limosas o gravas confinadas o con sellos
de materiales impermeables. Durante la licuación el estrato de suelo se ablanda, suaviza, reblandece
aumentando su deformabilidad, permitiendo grandes deformaciones cíclicas. Enmateriales sueltos, el
reblandecimiento puede ser acompañado con la perdida de resistencia al esfuerzo cortante, que puede
conducir a grandes deformaciones por cortante, y llegar a la falla por el flujo plástico y/o viscoso bajo los
esfuerzos cortantes bajos, moderados a altos, existentes por debajo de una cimentación o un talud. En
materiales moderadamente densos a densos, la licuación conduce areblandecimiento transitorio y a
incremento de las deformaciones cíclicas por cortante, pero la tendencia de dilatarse durante el incremento
de esfuerzos cortantes inhibe las perdidas mayores de resistencia y generación de grandes deformaciones de
suelo. La licuación de los materiales granulares, moderadamente compactos puede ser acompañada con el
desarrollo de la condición de la movilidad cíclicay/o licuación cíclica. Los suelos sueltos se compactan durante
la licuación y reconsolidación, conduciendo al asentamiento de suelo. El borbollo de arena, puede también
formar erupciones mientras se disipa la presión de agua.

La relación de esfuerzo cíclico (CSR) y la relación de la resistencia cíclica (CRR)
Para evaluar la resistencia por licuación de suelo es necesario calcular dosvariables:
1. La demanda sísmica que se espera en las capas de suelo durante un sismo de diseño, expresada en
términos de resistencia CSR (cyclic stress ratio).
2. La resistencia de suelo para oponerse a la licuación, expresado con CRR (cyclic resistance ratio).

Evaluación de CSR
Seed e Idriss (1971) formulan la ecuación para el cálculo de la relación de esfuerzos cíclicos (CSR, cyclic stressratio):
amax= máxima aceleración de la superficie de suelo generada por un sismo de diseño,
g= aceleración de gravedad,
(σvo) = esfuerzo normal vertical total, referido a la superficie de suelo
′
(������������������ ) = esfuerzo normal vertical efectivo, referido a la superficie de suelo,

By T. L. Youd, Member, ASCE, and I. M. Idriss, Fellow, ASCE , 2001. Traducción y comentarios SlobodanZemva
Tanasijevic, 2011

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rd = coeficiente de reducción de esfuerzos, que toma en cuenta la deformabilidad del perfil de subsuelo.
Liao y Witman (1986), para la práctica de ingeniería rutinaria, en proyectos no críticos, proponen las siguientes
ecuaciones para estimar el rd:
z = profundidad por debajo de la superficie de suelo, m,Para z ≤ 9.15 m,
(1a)
Para 9.15m < z ≤ 23m
(1b)

Figura 1. Las curvas de relación de rd y profundidad, desarrolladas por Seed e Idriss (1971),
agregando los valores de los promedios de la ecuación (1).
Para las profundidades mayores de 23m, las expresiones de evaluación de (rd) no se han verificado con los
datos de campo para el uso del método simplificado. En la figura 1 se presenta n...