suelos
Páginas: 5 (1109 palabras)
Publicado: 12 de marzo de 2014
Asentamiento por vibraciones y licuación del suelo.
Introducción.
Es sabido que determinados suelos que son sometidos a solicitaciones dinámicas, tales como vibraciones, impactos, sismos, etc., tienden a densificarse disminuyendo de volumen. Si estos suelos tienen baja permeabilidad, la tendencia a la densificación se traduce en un incremento de presión de la fase fluida, que puede crecerhasta el punto en que iguale a la presión total, llegando a anular a la presión efectiva o presión de contacto entre los granos. En estas circunstancias un suelo de características granulares pierde totalmente su capacidad de soporte.
En el caso de las arenas finas y limos sueltos saturados, el aumento de presión en la fase fluida que no alcanza a drenar durante el corto tiempo que dura unacarga transiente, puede llevar al suelo transitoriamente al estado de licuación con el consiguiente hundimiento de las estructuras apoyadas en él.
Este fenómeno de licuación pudo ser observado en la zona sur de Chile durante los sismos de Mayo de 1960, donde se produjeron grandes hundimientos de terraplenes a causa de sete fenómeno.
Uno de los casos más espectaculares ocurrió en Niigata, Japón,durante los sismos de 1964. Hubo edificios que giraron en 60° y quedaron prácticamente acostados en el suelo con su estructura intacta. Un estudio estadístico en esta zona reveló la separación de acuerdo a la penetración normal, entre zonas que se licuaron y otras en que no se detectaron daños de importancia.(Figura 31)
Figura 31. Indice de penetración – zona de daños (*) terremoto Niigata,Japón, 1964.
De acuerdo a datos empíricos se sabe que los suelos más susceptibles a la licuación son las arenas y limos que tienen un diámetro efectivo menor que 0,2 mm. y un coeficiente de uniformidad menor que 5, depositados bajo agua en estado suelto. Un suelo compacto o que tenga algo de cohesión no ofrece riesgo de licuación.
Asentamiento por sismo.
La magnitud del asentamiento totalproducido por la densificación del suelo de espesor H, queda determinada por:
en que
e1 : índice de huecos inicial.
e2 : índice de huecos final.
Si se quiere expresar la magnitud del asentamiento, al aumentar la densidad relativa de DR1 a DR2, la ecuación anterior toma la forma:
en que
El problema principal consiste en establecer la densidad relativa que alcanza el suelo anteuna determinada aceleración horizontal. En la Figura 32, se presentan, en forma resumida, las experiencias realizadas con arena sometida a vibración horizontal (IDIEM - A. Cafati, 1969). En ellos se estableció una relación entre la densidad relativa y la aceleración horizontal que no producía incremento en la densidad.
Figura 32. Relación densidad relativa – aceleración horizontal CAFATI –IDIEM 1969.
Un estudio más completo realizado por A. Gutiérrez (Memoria de Título, 1973) permite visualizar mejor la relación entre la aceleración horizontal y la densidad relativa, partiendo de cierto nivel de compactación al aumentar la aceleración horizontal. En la Figura 33, se presentan los valores en forma resumida. Puede observase, que a partir de cierto valor de DR, al aumentar laaceleración las curvas se van “remontando” suavemente hasta la línea principal por donde siguen su curso. La línea llena corresponde a la situación más crítica de arena fina saturada. La línea segmentada, arenas medias a finas, secas. Mientras más gruesa es la arena, menor es la densidad relativa de equilibrio correspondiente a una determinada aceleración horizontal.
A continuación se presenta unmétodo para estimar el asentamiento por vibración de una arena suelta subyacente a un terraplén. El método propuesto fue adaptado del original para fundaciones, de R. Dobry (1973).
Figura 33. Relación entre densidad relativa final y aceleración horizontal máxima
Método propuesto para el cálculo del asentamiento por...
Introducción.
Es sabido que determinados suelos que son sometidos a solicitaciones dinámicas, tales como vibraciones, impactos, sismos, etc., tienden a densificarse disminuyendo de volumen. Si estos suelos tienen baja permeabilidad, la tendencia a la densificación se traduce en un incremento de presión de la fase fluida, que puede crecerhasta el punto en que iguale a la presión total, llegando a anular a la presión efectiva o presión de contacto entre los granos. En estas circunstancias un suelo de características granulares pierde totalmente su capacidad de soporte.
En el caso de las arenas finas y limos sueltos saturados, el aumento de presión en la fase fluida que no alcanza a drenar durante el corto tiempo que dura unacarga transiente, puede llevar al suelo transitoriamente al estado de licuación con el consiguiente hundimiento de las estructuras apoyadas en él.
Este fenómeno de licuación pudo ser observado en la zona sur de Chile durante los sismos de Mayo de 1960, donde se produjeron grandes hundimientos de terraplenes a causa de sete fenómeno.
Uno de los casos más espectaculares ocurrió en Niigata, Japón,durante los sismos de 1964. Hubo edificios que giraron en 60° y quedaron prácticamente acostados en el suelo con su estructura intacta. Un estudio estadístico en esta zona reveló la separación de acuerdo a la penetración normal, entre zonas que se licuaron y otras en que no se detectaron daños de importancia.(Figura 31)
Figura 31. Indice de penetración – zona de daños (*) terremoto Niigata,Japón, 1964.
De acuerdo a datos empíricos se sabe que los suelos más susceptibles a la licuación son las arenas y limos que tienen un diámetro efectivo menor que 0,2 mm. y un coeficiente de uniformidad menor que 5, depositados bajo agua en estado suelto. Un suelo compacto o que tenga algo de cohesión no ofrece riesgo de licuación.
Asentamiento por sismo.
La magnitud del asentamiento totalproducido por la densificación del suelo de espesor H, queda determinada por:
en que
e1 : índice de huecos inicial.
e2 : índice de huecos final.
Si se quiere expresar la magnitud del asentamiento, al aumentar la densidad relativa de DR1 a DR2, la ecuación anterior toma la forma:
en que
El problema principal consiste en establecer la densidad relativa que alcanza el suelo anteuna determinada aceleración horizontal. En la Figura 32, se presentan, en forma resumida, las experiencias realizadas con arena sometida a vibración horizontal (IDIEM - A. Cafati, 1969). En ellos se estableció una relación entre la densidad relativa y la aceleración horizontal que no producía incremento en la densidad.
Figura 32. Relación densidad relativa – aceleración horizontal CAFATI –IDIEM 1969.
Un estudio más completo realizado por A. Gutiérrez (Memoria de Título, 1973) permite visualizar mejor la relación entre la aceleración horizontal y la densidad relativa, partiendo de cierto nivel de compactación al aumentar la aceleración horizontal. En la Figura 33, se presentan los valores en forma resumida. Puede observase, que a partir de cierto valor de DR, al aumentar laaceleración las curvas se van “remontando” suavemente hasta la línea principal por donde siguen su curso. La línea llena corresponde a la situación más crítica de arena fina saturada. La línea segmentada, arenas medias a finas, secas. Mientras más gruesa es la arena, menor es la densidad relativa de equilibrio correspondiente a una determinada aceleración horizontal.
A continuación se presenta unmétodo para estimar el asentamiento por vibración de una arena suelta subyacente a un terraplén. El método propuesto fue adaptado del original para fundaciones, de R. Dobry (1973).
Figura 33. Relación entre densidad relativa final y aceleración horizontal máxima
Método propuesto para el cálculo del asentamiento por...
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