microzonificación sísmica del va

M. R. VILLARRAGA H.

MICROZONIFICACIN SSMICA - G.S.MEDELLIN

MAYO 2006

MICROZONIFICACIN SSMICA DE MEDELLN Y EL AREA METROPOLITANA

Manuel R. Villarraga H.

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

1. ANTECEDENTES

2. AMENAZA SSMICA

3. MICROZONIFICACIN AREA URBANA DE

MEDELLN

4. MICROZONIFICACION AREA METROPOLITANA

5. ESTUDIOS RECIENTES

ZONA 12

STOCK DE ALTAVISTA

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

MICROZONIFICACIN SSMICA

OBJETIVO GENERAL:

ESTABLECER PARMETROS PARA EL DISEO SISMO-RESISTENTE DE OBRAS DE INFRAESTRUCTURA FSICA

PBLICAS O PRIVADAS, PARTICULARES PARA CADA REGIN CONSIDERANDO SU LOCALIZACIN CON RESPECTO A LAS SISMOFUENTES Y LAS CONDICIONES LOCALES DE SUS

FORMACIONES GEOTCNICAS, CON EL OBJETO DE REDUCIR EL RIESGO SSMICO DE LAS CIUDADES Y ESTABLECER POLTICAS PARA EL USO DEL SUELO

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

ANTECEDENTES: LOCALIZACIN

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006


-5 N

0 N

5 N

10 N

-80 W -75 W -70 W

Uribante

Mic

rop

lac

a

Murind

Andina

Norte

Andina Central

Andina Sur

Su

bd

uc

ci

n 2

Su

bd

uc

ci

n 1

Piedemonte

Serrana Las Quinchas

Romeral Central

Romeral

Norte

Romeral Sur

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

N


M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

MAPA DE ISOSISTAS CIUDAD DE MEDELLN

Sismo

noviembre de

1979

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

ANTECEDENTES: EFECTOS DE LOS SISMOS EFECTOS LOCALES

R.A.M Medelln. (Murindo 1999)

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

ANTECEDENTES: R.A.M.

21 DE ABRIL DE 2005

Estacin Cdigo Lat. (oN) Lon. (oW) Alt. (m) Amx EO

(cm/s)

Amx

VER

T

(cm/s)

Amx NS

(cm/s) Equipo

Jardn Botnico BOT 6.271 75.565 1460 -3.08 1.16 3.4 ETNA

Planta

Villahermo

sa

EVH 6.262 75.552 1730 2.15 0.97 2.26 ETNA

Padre Manyanet MAN 6 222 75 613 1 605 4.43 3.0 6.36 ETNA

Planta la

montaa

EMO 6 284 75 541 2170 2.8 1.88 2.57 ETNA

Seminario Mayor SEM 6 350 75 500 1 499 -3.1 1.46 -3.67 ETNA

Universidad de

Medelln

UDM 6 235 75 616 1 595 -12.06 -4.66 7.53 ETNA

Tanque Aures EAU 6.296 75.602 2026 -1.96 1.12 -3.06 ETNA

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

ESTUDIOS DE NEOTECTNICA

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

AMENAZA SISMICA

0.00001

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50

aceleracin

frec.

anua

l de e

xcedenci

a

SIST. ROMERAL CAUCA MURIND

PALESTINA Y OT VIEJO CALDAS SUBDUCCIN LOCAL

BACKGROUND ESPRITU SANTO SUMA

SISMO DE

DISEO

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

AMENAZA SSMICA

0.08g - 0.09g

0.10g - 0.12g

0.13g - 0.15g

0.16g - 0.18g

0.19g - 0.20g

TECTNICA

NEOTECTNICA

VARIACIN Amax

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

AMENAZA SSMICA

ESPECTRO DE AMENAZA UNIFORME

MUNICIPIO DE BELLO

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00PERIODO (s)

AC

EL

ER

AC

ION

(g

) 10

475

ESPECTRO DE AMENAZA UNIFORME

MUNICIPIO DE ITAGUI

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00

PERIODO (s)

AC

EL

ER

AC

ION

(g

)

10

475

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

Nuevos coeficientes

de diseo

MICROZONIFICACIN

GEOTCNICA Y

SSMICA DE MEDELLN

DEFINICIN

DE ZONAS

HOMOGNEAS

CALIBRACIN DEL MODELO

DE ANLISIS DE EFECTOS

LOCALES

ANLISIS DE RESPUESTA

SSMICA EN LOS SITIOS

DE ESTACIONES

ACELEROGRFICAS

SELECCIN DE SITIOS

PARA LA INSTALACIN

DE ACELERGRAFOS

ESTUDIOS

GEOLGICOS

Y GEOMORFOLGICOS

INVESTIGACIONES

GEOTCNICAS

Ensayos down - hole

PRUEBAS

GEOFSICAS

- Ensayos estticos

- Ensayos dinmicos

(Pruebas de carga cclica)

ENSAYOS DE

LABORATORIO

EXPLORACIN

GEOTCNICA

RECOPILACIN

Y ANLISIS DE LA

INFORMACIN

EXISTENTE

METODOLOGA DE MICROZONIFICACIN SSMICA PARA

MEDELLN

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

3.ESTUDIOS GEOLGICOS Y GEOMORFOLGICOS

SUELOS RESIDUALESDE ROCAS IGNEAS

SUELOS RESIDUALES DEROCAS METAMORFICAS

DEPOSITOS DE RIO

DEPOSITOS DE LADERA

GRAN DIVERSIDAD GEOLOGICA Y

TOPOGRFICA EN UN AREA DE 100 km

RESPUESTAS DEL SUELO MUY DIFERENTES

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

GEOTECNIA ENSAYOS DE LABORATORIO

Laboratorio Universidad EAFIT

Triaxial Cclico, columna resonante

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

P-2 Universidad de Medelln

P-3 Sena de Colombia|

CALIBRACION DE LOS MODELOS MEDIANTE DATOS DE LA

INSTRUMENTACION.

RRS Terico

ECC 1-2 g

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

0.1 1 10

Perodo (s)

RR

S

Media Terica

Media Terica + Desviacin

Media Terica - Desviacin

RRS Real

ECC 1-2 g

0

1

2

3

4

5

6

7

0.1 1 10

Perodo

Am

plitu

d Media Real + Desviacin

Media Real - Desviacin

Media Real

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

Perfiles Estratigrficos

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

PERFILES A PROFUNDIDAD

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

SUPERPOSICION DE MODELOS

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

MODELO TRIDIMENSIONAL DE LITOLOGA

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

CONSULTA EN LA MALLA (50*50)

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

ANLISIS ESTADSTICO DE LAS PROPIEDADES DE LOS

DIFERENTES TIPOS DE SUELO

CARTA DE PLASTICIDAD

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

LL (%)

IP(%

)

0

20

40

60

80

100

120

140

0 20 40 60 80 100 120 140

0

20

40

60

80

100

120

140

0 20 40 60 80 100 120 140

HUMEDAD NATURAL (%)

L.P

. Y

L.L

. (%

)

LL LP W (%)

0.50

0.75

1.00

1.25

1.50

1.75

2.00

0 20 40 60 80 100 120 140

HUMEDAD NATURAL (%)

DE

NS

. S

EC

A (

t/m

3)

sat=70 sat=80

sat=90 sat=100

0.50

0.75

1.00

1.25

1.50

1.75

2.00

0 20 40 60 80 100 120 1400

1

2

3

4

5

6

0 20 40 60 80 100

Nspt

CO

MP

R.

SIM

PL

E (

kg

/cm

2)

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

Histograma de Frecuencia de IC

0

10

20

30

40

50

60

0.5 0.75 1 y mayor...IC

Fre

cu

en

cia Frecuencia

Histograma de Frecuencia de W

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

35 50 y mayor...

W

Fre

cu

en

cia Frecuencia

Histograma de Frecuencia de %FINOS

0

10

20

30

40

50

60

70

5 12 50 y mayor...

%FINOS

Fre

cu

en

cia Frecuencia

Histograma de Frecuencia de IP

0

10

20

30

40

50

60

70

80

7 20 40 y mayor...

IP

Fre

cu

en

cia Frecuencia

Histograma de Frecuencia de DENSIDAD

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1.2 1.4 1.6 1.8 y mayor...

DENSIDAD

Fre

cu

encia

Frecuencia

Histograma de Frecuencia de SPT

0

5

10

15

20

25

30

35

40

5 9 25 45 y mayor...

SPT

Fre

cu

encia

Frecuencia

ANLISIS ESTADSTICO DE SECUENCIAS

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

Qal Depsitos Aluviales

Qat Depsitos Aluvio Torrenciales

Qc Depsitos Coluviales

Qfr Flujos de Escombros y/o lodos recientes

Qff Flujos de Escombros y/o lodos frescos

Qfm Flujos de Escombros y/o lodos maduros

Qfs Suelo residual de Flujos

KdA - SdA Stock de Altavista

KgD - SgD Gabro de San Diego

KpaM-SKpa Anfibolitas Margen Izquierda

KcE - ScE Stock de las Estancias

KuM - Sum Dunitas de Medelln

KaM - SaM Anfibolitas Margen Derecha

KPnI - SKPn Neis de la Iguan

ZONA PERFIL TIPO DE VARIACIN OBSERVACIONES

1 No. SUELO ESPESORES

(m)

1 Qal 0-5 Cubre un rea muy pequea, no es

Qfm 0-15 representativo

SkPa 0-10

KPaM 10-15

2 Qat 1

Qfm 20

SKPn 20

SKPa 10

KPaM -

3 Qat 5-40

SKPa-SKPn 0-20

KPnI

4 Qc 0-10 Cubre un rea muy pequea, no es

Qal 0-40 representativo

SKPn 5-20

KPn

5 Qc 0-10

Qfm 5-30

SKPa-SKPn 0-20

KPaM

6 Qc-Qff 0-10

SKPa-SKPn 0-30

KPa-KPn

7 Qfm 30-80 Estacin Pedregal (SPE)

KPa-KPn

8 Qfm 10

Qal-Qat 10

SKPa-SKPn 10

KPa-KPn -

9 SKPa 10-20

SKPn 10-25

KPnI

10

Qfm

15

Estacin Aures (EAU). Con mayor

contenido de finos que el flujo encontrada

en la estacin SPE

KPaM -

11 SKpa 30 Estacin Alejandra (ALE)

KPaM -

NO

R-O

CC

IDE

NT

AL

Definicin perfiles

tpicos por zonas

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

P-3 Sena de Colombia|

ZONA HOMOGNEA DEP. ALUVIALES GRUESOS

DISEO

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.20 2.40 2.60 2.80 3.00 3.20

T (s)

Sa

('g

)

SCE

UEA - ZH

PROPUESTO

S2 (SCE-UEA)

ZONA HOMOGNEA GABRO

DISEO

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.20 2.40 2.60 2.80 3.00 3.20 3.40

T (s)

Sa

('g

)

SEM ZH 12

PROPUESTO

S3 (SEM)

LIC

S2 (LIC)

SEM

A17

ALE

A20

A27

Espectros de Diseo

Suelo Aluvial Grueso Suelo de Gabro

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

ZONIFICACIN DE LA CIUDAD DE MEDELLIN

Z.H. de granodiorita

Z.H. de suelo residual de

anfibolita

Z.H. de suelo residual de dunita parte baja

Z.H. margen derecha

Q. Santa Elena

Z.H. de depsito aluviales gruesos

Z.H. de flujos del sector occidental

Z.H. de neis

Z.H. de depsito aluviales finos

Z.H. parte baja de El Poblado

Z.H. parte alta de El Poblado

Z.H. noroccidental

Z.H. de suelo residual de dunita parte alta

Z.H. de transicin anfibolita gabro

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

ZONIFICACIN MEDELLN

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

GEOLOGA Y GEOMORFOLOGA

La geologa busca

definir las diferentes

formaciones

geolgicas

superficiales

presentes en la zona.

Ge-a-ge ol-am .shp

Qan - De p sitos ant rpicos

Qal - De psito s a lu viales

Qt - Terraza s aluvia les

Qat - De p sit os a luviot orre nciale s

Qfe - De p sitos d e flujos de esco mb ro s

Qft - De ps it os d e f lujos d e tierra

Qft/ e - Depsito s de flu jo s d e tie rra o e scom bros

Kcd - C u arzodio rita s (Ba tolito Ant io qu eo - St ock d e Ovejas)

Kce - S tock de La s Est ancia s

Kda - Sto ck d e A lt avista

Kgd - Sto ck d e S an Die go

Kdm - Dun it as d e M ed elln

Kgr - G abro s de Rom eral

Kmp - M eta ga bro d el Pica cho

Kur - Pe r id otita s

Kpn i - Neis d e L a I gua n

Ksqg - Mie mb ro se dime nta rio Qu eb ra dag rand e

Kvqg - Mie mb ro vo lcnico Que brad ag ra nde

Miar - Gra nitoid es d e R o me ra l

Pam - An fibo lit as d e M ed elln

Pag - An fibo lita gra nat fe ra de Calda s

Pes - E squ is tos

Pniam - O rto ne is de l Alto de Min as

Pnim - Orton eis d e L a Miel

Pnm - Neise s y M ig ma titas

Ge-l-f all-a m. shp

Fa lla

Line am ie nto

N

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006


N

N

GEOLOGIA ZONA NORTE

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006


GEOLOGIA ZONA SUR

N

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

GEOTECNIA

Localizacin

perforaciones

bases de datos

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

GEOTECNIA PERFORACIONES EJECUTADAS

# Municipio Lugar Profundidad Coordenadas Unidad

(m) Este Norte Geologica

P-1 Envigado OOPP 47.80 832,911 1,173,913 Depsito aluvial (zona urbana)

P-2 Sabaneta Casa de la Cultura 36.00 830,028 1,172,114 Depsitos de vertiente

P-3 Sabaneta Cancha Restrepo Naranjo 44.30 830,205 1,172,592 Depsito aluvial del Rio Medelln

P-4 Envigado La Ayur 37.95 835,106 1,173,935 Depsito de vertiente

P-5 Bello Cotrafa 40.50 836,211 1,192,175 Depsito torrencial zona centro

P-6 Itag Hogar de los Recuerdos 40.00 829,005 1,173,705 Depsito aluvial (terraza)

P-7 Bello Hospital Marco Fidel Suarez 40.50 837,152 1,193,327 Flujo de lodos y escombros

P-8 Caldas Colegio Ciro Menda 20.75 825,017 1,165,164 Depsitos de esquistos moscovticos

P-9 Girardota La Tasajera 15.75 850,451 1,201,100 Suelo residual del batolito antioqueo

P-10 Caldas La Chuscala 40.00 826,796 1,164,555 Formacin Quebrada Grande

P-11 Girardota Hospital San Rafael 40.40 849,196 1,197,130 Depsito de flujo de escombros del centro

P-12 Bello Politcnico 40.00 835,456 1,190,616 Depsito torrencial margen izquierda del Rio

P-13 Bello Colegio Fontidueo 40.00 838,366 1,192,415 Depsito de vertiente de Machado

P-14 Medelln Vereda Boquern 20.00 Deslizamiento La Laguna

Total 503.95

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

GEOTECNIA PROPIEDADES DINMICAS RESULTADOS

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

0.00 200.00 400.00 600.00 800.00

1000.0

0

Vs (m/s)

Pro

f (m

)

S.R. Neis

S.R. Neis

Anfibolico

S. R.

Cuarzodiorita

S.R.

Esquistos

S.R. Anfibolita

S.R. Gabro

S.R. Dunita

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

EVALUACIN DE LA RESPUESTA

Es una metodologa que NO

condiciona los resultados.

Incluye Anlisis Estadstico.

El proceso es seudo-automatizado.

Comportamiento No Lineal del

Suelo.

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

Columnas de Suelo

Bello 2000 columnas

Itag 800 columnas

Variabilidad de la propiedades de los materiales.

30 Casos.

Funcin Beta.

SHAKE91. Mtodo Lineal Equivalente.

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

Metodologa

RRS. Cociente de Espectros

de Respuesta.

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

Incertidumbre

RRS. Cociente de

Espectros de Respuesta.

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

Espectro en Superficie

Para cada Columna de Suelo!!!

5 Parmetros lo definen.

Histograma para cada parmetro.

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

Espectros Tpicos

Ajuste por mnimos

cuadrados.

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

Histogramas

Combinaciones Espectros Tpicos.

Valores Representativos del cada

Histograma.

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

EVALUACIN DE LA RESPUESTA

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

ZONIFICACIN

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

ZONIFICACIN BELLO

Z.H. parte alta de

El Poblado

Z.H. flujos parte baja de

El Poblado

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

ZONIFICACIN ITAGUI

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

ZONIFICACIN CALDAS

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

ZONIFICACIN LA ESTRELLA

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

ZONIFICACIN SABANETA

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

ZONIFICACIN ENVIGADO

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

ZONIFICACIN COPACABANA

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

ZONIFICACIN GIRARDOTA

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

ZONIFICACIN BARBOSA

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

ZONIFICACIN ESTABILIDAD DE TALUDES

SISMO SALVADOR, 2001

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

ZONIFICACIN ESTABILIDAD DE TALUDES

Indicadores de estabilidad

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

AJUSTES A LA MICROZONIFICACIN

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

Caracterizacin del perfil de suelo

Clasificacin del perfil de meteorizacin con el esquema de GCO (1988) complementado por Cano et al. (2001)

PWg 0-30 (V)

Proceso de formacin

Proceso de formacin

Subzona en el perfil (variacin de % de fragmentos de roca)

Intensidad de meteorizacin

SMBOLO DE LA ZONA

DESCRIPCINDE LA ZONA

RS

PW 0-30

PW 30-50

PW 50-90

PW 90-100

NW

SUELO RESIDUAL

ROCA NO METEORIZADA

DE 0% a 30%DE ROCA

DE 30% a 50%DE ROCA

DE 50% a 90%DE ROCA

DE 90% a 100%DE ROCA R

OC

A P

AR

CIA

LM

EN

TE

ME

TE

OR

IZA

DA

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

Perfiles analizados, down hole (DHT)

0,0 mSICST

GWg 0-30 (III- IV)

2,3 m

PWg 50-90 (II-III)

11,8 m

1,5 m

7,5 m

2,85 m

PWg 0-30 (IV)

14,5 m

Transicin

Vs (m/s)100 200 300 400 5000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

Relacin de Poisson

0,0 m

GFg 0-30 (VI)

2,5 m

9,1 m

8,5 m

GWg 0-30 (V-VI)

PWg 50-90 (II-III)

12,9 m

12,1 m

PWg 0-30 (IV-V)

SICSTVs (m/s)

100 200 300 400 5000

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

Relacin de Poisson

Transicin

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006


Deformacin por cortante (%)

Suelos in situ de anfibolita

Suelos in situ de gabro

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

G/

GM

AX

1E+11E-01E-11E-21E-31E-4

Banda hiperblica gabro

Banda hiperblica anfibolita

INFLUENCIA MATERIALES

PARENTALES

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006


Resultados en el gabro del Stock de

Sandiego

Granito 80 kPa

Granito 160 kPa

Granito 400 kPa

Volcnica 80 kPa

Volcnica 160 kPa

Volcnica 400 kPa

Mejor ajuste


1E-4 1E-3 1E-2 1E-1 1E-0 1E+1

G/

GM

AX

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Pappin et al (2004)

Saprolitos Hong Kong

P3 M10 PWg 0-30 (V) 180 kPa

P3 M15 PWg 0-30 (IV) 150 kPa

P3 M10 PWg 0-30 (V) 100 kPa

Saproloitos de gabro

Esta investigacin

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006


Gabro de San Diego


1E-4 1E-3 1E-2 1E-1 1E-0 1E+1

G/

GM

AX

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.2

GSM (1999) -ua=100 kPa

Otlvaro et al (2004) -ua=200 kPa


P3 M10 -ua=100 kPa

1.0

Ajuste - G/GMx

Mejor ajuste

Ajuste + G/GMx


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MAYO 2006


Es posible definir en las curvas de degradacin del mdulo de rigidez normalizado una deformacin de cedencia, gy, que corresponde a la zona donde se incrementa sbitamente la prdida de rigidez.

0.61E-4 1E-3 1E-2 1E-1 1E-0 1E+1

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

P3 M10 PWg 0-30 (V) 180 kPa

P3 M15 PWg 0-30 (IV) 150 kPa

P3 M10 PWg 0-30 (V) 100 kPa

Trayectoria idealizada

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

e

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

'/(gh*z) Deformacin por cortante

G/

GM

x

'y=258 kPa

'y=232 kPa

'y=210 kPa

M10 PWg 0-30 (IV)

M14 PWg 0-30 (III)

M16 PWg 0-30 (III)Deformacin de cedencia

gy=1.107E-2%gy=5.147E-3%

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MAYO 2006


Fraccin de amortiguamiento Gabro de

San Diego


1E-4 1E-3 1E-2 1E-1 1E-0 1E+1

(

%)

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

P3 M15 PW 0-30 (IV) c=150 kPa

P3 M17 PW 0-30 (III) c=180 kPa

P3 M10 PW 0-30 (V) c=100 kPa

GSM (1999) PW 0-30 (V)c=100 kPa

GSM (1999) PW 0-30 (IV) c=200 kPa

Otlvaro et al (2004) PW 0-30 (V) 30kPa

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MAYO 2006


0.00.0 1.0 2.0 3.0 4.0

Periodo (s)

Ace

lera

ci

n e

spec

tral

, Sa

(g')

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Espectro de respuesta

Espectro suavizado

Espectro NSR-98 S3

Espectro NSR-98 D

Espectro MZSM ZH-12

0.00.0 1.0 2.0 3.0 4.0

Periodo (s)

Ace

lera

ci

n e

spec

tral

, Sa

(g')

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

Nodo 2 2D sismo S1South

0.00.0 1.0 2.0 3.0 4.0

Periodo (s)

Ace

lera

ci

n e

spec

tral

, Sa

(g')

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

Nodo 2 2D sismo S3PalmS


0.00.0 1.0 2.0 3.0 4.0

Ace

lera

ci

n e

spec

tral

, Sa

(g')

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

Nodo 1 2D sismo S5LomaP









Periodo (s)

1.4

1.6

1.8

2.0

2.2

Envolvente 1D ZH-12A

Envolvente 1D ZH-12B





Modificacin de los

espectros de diseo

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MAYO 2006

STOCK DE ALTAVISTA - GEOLOGA

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MAYO 2006

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

MINERALOGA

Sitio de exploracin Ladrillera Alcarraza Finca La Serrana

Facies Autoltica Flsica

Identificacin de la muestra UNM - 9128 STA - 2

Propiedades Fsicas

Estructura Masiva

Granulometra Inequigranular Equigranular

Tamao relativo Fanertico

Color Blanco grisceo Blanco moteado de negro

Minerales principales

Plagioclasa 63% Feldespato Potsico 43%

Anfbol (Hornblenda) 25% Cuarzo 26%

Cuarzo 2% Plagioclasa 25%

Feldespato Potsico 2% Biotita 3%

Clasificacin Diorita* Granito

SECCIN DELGADA GRANITO

MUESTRAS DE MANO

Granito

Diorita

* Tomado de Preciado y Vsquez (1987)

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MAYO 2006

PERFIL DE METEORIZACIN SERRANA

Descripcin Clasificacin

0 m

4 m

15 m

I C

II A

Vs (m/s)

I B

N SPT

Color: rojizo. Textura: limo arcilloso

Humedad: alta. Plasticidad: media

Minerales: Cuarzo y xidos de hierro

Color: Vetas amarillas, rojas y blancas

Textura: arena limosa

Humedad: Baja

Plasticidad: Baja

Minerales: xidos de hierro y manganeso

Fragmentos de roca: 10% 10-20 cm

Presencia de discontinuidades cubiertas

por ptinas de xido de hierro y

manganeso

Roca fracturada meteorizada.

Presencia de estructuras heredadas

levemente rugosas cubiertas por ptinas

de xido de hierro y manganeso

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

0 20 40 60 80 100

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

0 50 100 150 200 250 300

Clasificacin: Deere y Paton (1971) 11 m de Saprolito

Vs=90 a 125 m/s, N= 10 a 20

H=11 mVs=197 m/s y N=24

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

PERFIL DE METEORIZACIN ALCARRAZA


3 m

Roca fracturada meteorizada.

Presencia de estructuras heredadas

llenas con arena fina

II A

8 m

18 m

Color: Beige con motas blancas

Textura: limo arcilloso

Humedad: media

Plasticidad: media

Minerales: hornblenda y micas

I C

Color: amarillo claro

Textura: limo arcilloso

Humedad: media. Plasticidad: media

I B

Sondeo

Espesor (m)

Suelo residual

Saprolito (IC)

Serrana 15 11

Alcarraza 18 10

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

PERFIL DE METEORIZACIN COLEGIO PADRE MANYANET


0 m

MAN

45 m

N SPT Vs (m/s)

II A

I B

I C

Limo arcilloso de color caf rojizo, de

consistencia compacta, baja plasticidad y

aspecto general homogneo.

Saprolito. Arena limosa de color gris. Conserva

tanto la textura como las estructuras de la roca

parental. De consistencia densa compacta.

19 m

7 m

15 m

Limo de color caf. Micceo y de consistencia

blanda. Poco plstico. Aspecto general

abigarrado. Eventualmente se detecta una

fraccin pequea de arena fina.

Limo de color amarillo verdoso. Tiene

consistencia compacta y baja plasticidad.

I B -I C

Granodiorita muy fracturada y meteorizada a lo

largo de sus fracturas. RQD =22%

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

38

40

42

44

46

0 20 40 60 80 100 0 100 200 300 400 500 600

Suelo residual: 45 m. I C: Vs=220 m/s a 500 m/s

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

PERFIL DE METEORIZACIN UNIVERSIDAD DE MEDELLN


0 m UDM

Saprolito. Limo arenoso de color

predominantemente gris verdoso, de consistencia

muy compacta. Eventualmente se detectan

algunos fragmentos de roca meteorizada.

I C

Limo arcilloso de color variable entre verde, gris y

amarillo. Presenta baja plasticidad, consistencia

compacta. Eventualmente se detecta una

pequea fraccin de arena fina.

Granodiorita intensamente fracturada y

meteorizada especialemente a lo largo de las

superficies de fractura. RQD=0%

28 m

I B

N SPT Vs (m/s)

II A

10 m

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

0 20 40 60 80 100 0 100 200 300 400 500 600 700

Suelo residual: 28 m

I C: Vs=200 m/s a 630 m/s

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

PROPIEDADES DINMICAS Ajuste de curvas G/Gmax y (Romo, 1987)

Serrana Alcarraza Ajustes con modelo de Romo para Serrana Mdulo de rigidez normalizado

0,00

0,25

0,50

0,75

1,00

0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10g (%)

G/G

ma

x

IB : 3 m (30 kPa) IC : 6 m (60 kPa)IC : 9 m (90 kPa) IC : 13 m (120 kPa)Zona Homognea 3 (MZSM)

Ajustes con modelo de Romo para Alcarraza

Mdulo de rigidez normalizado

0,00

0,25

0,50

0,75

1,00

0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10g (%)

G/G

ma

x

IB : 6 m (60 kPa) IC : 13 m (120 kPa)

Zona Homognea 3 (MZSM)

Ajuste con modelo de Romo para Serrana

Amortiguamiento

0

4

8

12

16

20

24

0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10g (%)

IB : 3 m (30 kPa) IC : 6 m (60 kPa)IC : 9 m (90 kPa) IC : 13 m (120 kPa)Zona Homognea 3 (MZSM)

Ajuste con modelo de Romo para Alcarraza

Amortiguamiento

0

4

8

12

16

20

24

0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10

g

IB: 6 m (60 kPa) IC: 13 m (120 kPa)

Zona Homognea 3 (MZSM)

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

PROPIEDADES DINMICAS Curvas G/Gmax de rocas granticas

g (%)

0,0001

0,0002

0,0003

0,0006

0,001

0,002

0,003

0,006

0,01

0,02

0,03

0,06

0,1

0,2

0,3

0,6

1

0,00

0,25

0,50

0,75

1,00

0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10g

G/G

ma

x

S. R. de Granodiorita (GSM, 1999)S. R. de Granito de Hong Kong (Pappin, et al. 2004)S. R. de Granito de SerranaS. R. de Diorita de Alcarraza

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

Relaciones de amplificacin

0

1

2

3

4

5

6

0 1 2 3 4 5

Frecuencia (Hz)

Rela

ci

n d

e a

mplif

icaci

n

Serrana (media+desv.) Alcarraza (media+desv.)

1,61,2

5,6

5,2

0

1

2

3

4

5

0,01 0,1 1 10

Valores promedio de RRS de Alcarraza y Serrana

0

1

2

3

4

5

0,01 0,1 1 10T (s)

Re

laci

n d

e r

esp

ue

sta

esp

ectr

al,

RR

S

Serrana (media)Alcarraza (media)Amenaza Uniforme 0,20 g (MZSM), SerranaAmenaza Uniforme 0,20 g (MZSM), Alcarraza

0,58 0,80

3,65

2,85

Relacin de amplificacin

RRS

Aceleracin mxima

Sin degradar Degradado

Serrana 0,36 0,58

Alcarraza 0,44 0,80

PerfilTn (s)

fT

1

Northridge, 1994,

Serrana, en superficie

min= 4,2

max=19,1

min= 4,8

max=19,4

min= 3,7

max=13,5

min= 4,5

max=16,0

Serrana

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

Mxima aceleracin (g)

Pro

fundid

ad (

m)

Serrana (media)

Alcarraza (media)

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

ESPECTROS DE RESPUESTA

Espectros

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

0 1 2 3 4

T (s)

Sa (

g)

Zona homognea 3 MicrozonificacinSerrana: (RRS+Desv) x Amenaza UniformeAlcarraza: (RRS+Desv) x Amenaza uniformeAlcarraza suavizadoSerrana suavizadoSerrana: (RRSxFactor) x Amenaza uniformeAlcarraza: (RRSxFactor) x Amenaza uniforme

0,75

0,5

0,16

0,24

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

CONCLUSIONES:

Desde 1996 se han venido realizando estudios para la

microzonificacin ssmica de las reas urbanas de los

municipios de Medelln y el AREA Metropolitana.

Estos estudios han permitido hacer un avance en los

conocimientos de la respuesta del subsuelo durante sismo,

para lo cual fue necesario mejorar el conocimiento de la

amenaza ssmica, la geologa y las propiedades de los

suelos que conforman los terrenos del Valle de la Aburr.

.Con base en estos resultados se han propuesto normas

para el diseo y construccin de obras sismoresistentes que

deben ser aplicadas.

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

CONCLUSIONES:

La micro zonificacin ssmica de Medelln ha podido ser

calibrada y ajustada con base en los registros obtenidos

con las R.A.M. ( Red Acelerogrfica de Medelln) que

cuenta con 22 acelergrafos para Medelln y dos en el

AREA.

Las microzonificaciones no son estticas, y a ellas se debe

incorporar el conocimiento obtenido en estudios recientes.

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

CONCLUSIONES:

Estudios recientes muestran que los suelos residuales

presentan una deformacin crtica a partir de la cual el

suelo pierde su estructura, modificando su respuesta

durante sismo.

Dependiendo de las condiciones geomorfolgicas y

ambientales los perfiles de meteorizacin varan dentro de

una zona homognea en cuanto a su origen geolgico.

Este factor afecta la respuesta del suelo durante sismo.

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

RECOMENDACIONES:

Con el objeto de mejorar el conocimiento global de la

distribucin en planta y perfil de las propiedades

dinmicas de los suelos que conforman el Valle de Aburr,

se deben aplicar las normas existentes sobre la

Microzonificacin Ssmica.

Se debe analizar el efecto en el comportamiento dinmico

del suelo de factores tales como:

Condiciones geolgicas y ambientales

Origen del suelo

Grado de meteorizacin

Tipo de estructura

Efecto de la succin

M. R. VILLARRAGA H.


MAYO 2006

MUCHAS GRACIAS

Email: [email protected]

microzonificación sísmica del va

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