presentación de powerpoint de... · terremotos pasados. mÉtodos simplificados. los esfuerzos...

77
Dr. Ing. Jorge E. Alva Hurtado www.jorgealvahurtado.com FENÓMENO DE LICUACIÓN DE SUELOS Y OCURRENCIAS EN EL MUNDO www.red-acelerografica-peru.com UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

Upload: others

Post on 31-Jul-2020

25 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

Dr. Ing. Jorge E. Alva Hurtado

www.jorgealvahurtado.com

FENÓMENO DE LICUACIÓN DE SUELOS Y OCURRENCIAS EN EL MUNDO

www.red-acelerografica-peru.com

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

Page 2: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

VOLCANES DE ARENA EYECCIÓN DE AGUA

Page 3: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

ESQUEMA DE UN PAQUETE DE GRANOS DE ARENA SATURADA. LA DEFORMACIÓN POR CORTE ESTÁ INDICADAPOR LAS FLECHAS HORIZONTALES. ÉSTA OCASIONA EL COLAPSO DE LA PARTÍCULA SEÑALADA POR LA FLECHAINCLINADA. (YOUD, 1992)

PROCESO DE LICUACIÓN DE SUELOS

Page 4: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

DIAGRAMA DE OSCILACIÓN POR LICUACIÓN EN LA ZONA ACHURADA. ÉSTA OCASIONA EL DESACOPLE DE LASCAPAS DE SUELO. LA CAPA DESACOPLADA OSCILA DE MODO DIFERENTE AL SUELO VECINO, CAUSANDOAGRIETAMIENTOS. (YOUD, 1992)

OSCILACIÓN DEL TERRENO

Nivel freático

Estado final

Licuación

Estado inicial

Page 5: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

LINEA DE VOLCANES DE ARENA Y FISURAS EN ELTERRENO CAUSADOS POR LA LICUACIÓN DESUELOS DURANTE EL SISMO DE NIIGATA, EL 16 DEJUNIO DE 1964

Page 6: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

SISMO DE CHRISTCHURCH, NUEVA ZELANDA

Page 7: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

DESPLAZAMIENTO LATERAL

ESQUEMA DE LO QUE OCURRE CON UN DESPLAZAMIENTO O CORRIMIENTO LATERAL. (YOUD, 1992)

Nivel Freático

Sección deformada

Sección Inicial

Page 8: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

COLAPSO DEL PUENTE SHOWADURANTE EL SISMO DE NIIGATA,1964. APARENTEMENTE LALICUACIÓN DE SUELOS OCASIONÓEL MOVIMIENTO LATERAL DE LABASE DE LOS PILARES LO QUEORIGINÓ LA PÉRDIDA DE CARGA YEL COLAPSO

Page 9: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

DESPLAZAMIENTO LATERAL DEL MURO DE RETENCIÓN DEBIDO A LICUACIÓN DE SUELOS DURANTE EL SISMO DE KOBE DE 1995. DEBIDO A QUE EL MURO DE RETENCIÓN FUE MOVIDO HACIA AFUERA, LA SUPERFICIE DEL TERRENO SE HUNDIÓ

Page 10: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

COLAPSO DE UN TRAMO DEL PUENTE NISHIHOMIYA, DEBIDO AL DESPLAZAMIENTO LATERAL DE LOS MUROS DE APOYO DURANTE EL SISMO DE KOBE, 1995

Page 11: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

FISURAS ORIGINADAS PORDESPLAZAMIENTO LATERAL ACAUSA DE LA LICUACIÓN DESUELOS, SISMO DE BORAH PEAK,IDAHO, 1983

Page 12: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

DESPLAZAMIENTO LATERAL DEBIDO A LICUACIÓN DE SUELOS. OCASIONÓ EL HUNDIMIENTO DE 1.2 – 2.00 METROS DE LA SUPERFICIE DEL PAVIMENTO Y FLUJO LOCAL. SISMO DE KOBE, 1995

Page 13: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

FALLA POR FLUJO

Estado Final

Estado Inicial

DIAGRAMA DE UN DESLIZAMIENTO CAUSADO POR LICUACIÓN DE SUELOS EN UNA PENDIENTE PRONUNCIADA.LA PÉRDIDA DE RESISTENCIA OCASIONA INESTABILIDAD Y EL DESLIZAMIENTO POR LA LADERA. (YOUD, 1992)

Page 14: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

DESLIZAMIENTO POR FLUJO DE LA PRESA SAN FERNANDO. CAUSADO POR EL SISMO DE SAN FERNANDO DEL 9 DE FEBRERO DE 1971. LA PRINCIPAL FALLA POR FLUJO ESTÁ LOCALIZADA AL ESTE DE LA PRESA

Page 15: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

LA PRESA SHEFFIELD SUFRIÓ UNA FALLA POR FLUJO PROVOCADO POR EL TERREMOTO DE SANTA BÁRBARA EN 1925. UNA SECCIÓN DE 90 METROS (DE LOS 220 METROS DE LONGITUD DE LA PRESA) SE DESPLAZÓ MÁS DE 30 METROS. LA PRESA CONSISTÍA PRINCIPALMENTE DE ARENAS LIMOSAS Y LIMOS ARENOSOS COMPACTADOS SOBRE EL RELLENO

Page 16: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

DESLIZAMIENTO EN TURNAGAIN HEIGHTS EN ANCHORAGE, DEBIDO A LICUACIÓN DE SUELOS OCASIONADAPOR EL SISMO DE ALASKA DE 1964

Page 17: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

EL 27 DE MARZO DE 1964, UN GRAN TERREMOTO DE MAGNITUD M=9.2 GOLPEÓ PRINCE WILLIAM SOUND ENALASKA Y CAUSÓ SEVEROS DAÑOS EN FORMA DE DESPRENDIMIENTO DE TIERRA Y LICUACIÓN

Page 18: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

SISMO DE SAN FERNANDO DE 1971 (FOTO : CALIFORNIA DWR)

Page 19: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

Estado Inicial

Nivel Freático

Flujo de agua hacia arriba

Estado Final

PERDIDA DE CAPACIDAD PORTANTE

DIAGRAMA DE UNA ESTRUCTURA INCLINADA COMO CONSECUENCIA DE LA PÉRDIDA DE CAPACIDAD PORTANTE. LALICUACIÓN DEBILITA AL SUELO, REDUCE SU CAPACIDAD DE SOPORTE Y PERMITE QUE LAS ESTRUCTURAS SEASIENTEN E INCLINEN. (YOUD, 1992)

Page 20: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

EFECTOS DE LICUACIÓN DE SUELOS DESPUÉS DEL SISMO DE NIIGATA EN 1964

Page 21: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

VISTA DEL FONDO DEL EDIFICIO DE DEPARTAMENTOS KAWAGISHI-CHO LOCALIZADO EN NIIGATA, JAPÓN. EL EDIFICIOSUFRIÓ FALLA POR CAPACIDAD DE CARGA INDUCIDA POR LA LICUACIÓN DURANTE EL SISMO DE NIIGATA DEL 16 DEJUNIO DE 1964

Page 22: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

ASENTAMIENTO E INCLINACIÓN DE EDIFICIO OCASIONADO POR LICUACIÓN DE SUELOS. SISMO DE NIIGATA, JAPÓN. 16 DE JUNIO DE 1964

Page 23: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

SISMO DE NIIGATA, 1964. (Foto NISEE)

Page 24: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

SISMO DE KOCAELI EQ, 1999. (Foto J. Bray)

Page 25: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

MÉTODOS PARA EVALUAR EL POTENCIAL DE LICUACIÓNDE UN DEPÓSITO DE SUELO

ANÁLISIS DE RESPUESTAMétodos donde los esfuerzoscíclicos inducidos en un depósitode suelo se calculan mediante elanálisis de respuesta del terreno.

Datos de ensayos de laboratoriosobre los esfuerzos cíclicosrequeridos para desarrollarlicuación o deformaciones cíclicassignificativas en muestrasrepresentativas de suelos in-situ.

MÉTODOS BASADOS ENCOMPORTAMIENTO PASADOMétodos empíricos basado en lacomparación de lugares dondehaya ocurrido o no la licuación enterremotos pasados.

MÉTODOS SIMPLIFICADOSLos esfuerzos cortantes cíclicosinducidos en un depósito de sueloy el número de ciclos significativosy su distribución con el tiempo secalculan con métodossimplificados.

Valores de N in-situ.

τ/σ´o

log N

Page 26: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

MÉTODOS PARA EVALUAR EL POTENCIAL DE LICUACIÓN EN BASEAL COMPORTAMIENTO PASADO DURANTE TERREMOTOS

Densidad relativa

τavEsfuerzo cortante horizontal uniforme dinámico equivalente (promedio)

σ´oEsfuerzo efectivo de sobrecarga.

Resistencia a la Penetración Modificada

Licuación M

τ/σ´o

No Licuación

𝜏𝜏𝑎𝑎𝑎𝑎𝜎𝜎´0

Page 27: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

MÉTODOS SIMPLIFICADOS DE EVALUACIÓN DEL POTENCIAL DE LICUACIÓN DE SUELOS

• Método de Seed - Idriss

• Método de Tokimatsu - Yoshimi

• Método de Iwasaki - Tatsuoka

Page 28: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

EVALUACIÓN DEL POTENCIAL DE LICUACIÓN

• Métodos Simplificados, en base a ensayos SPT, CPT y Vs.

• Correcciones para tomar en consideraciones efectos de sobrecarga, nivel del terreno y magnitud sísmica Ks , Ka y Km

Page 29: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

MÉTODO SIMPLIFICADO DE SEED-IDRISS

FACTOR DE SEGURIDAD A LA LICUACIÓN

Si FL > 1 no se producirá licuación

Si FL ≤ 1 se producirá licuación

FL= ⁄𝜏𝜏𝑙𝑙 𝜎𝜎𝑜𝑜⁄𝜏𝜏𝑑𝑑 𝜎𝜎𝑜𝑜

Page 30: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

ESFUERZO CORTANTE APLICADO

τd = esfuerzo cortante promedio inducidoamax = aceleración máxima en superficieg = aceleración de la gravedad

= esfuerzo total vertical= esfuerzo efectivo vertical

rd = factor de reducción

1,0 ------ en la superficie0.9 ------ a 10 m de prof.

𝜏𝜏𝑙𝑙𝜎𝜎𝑜𝑜

= 0.65 𝑎𝑎𝑚𝑚𝑎𝑎𝑚𝑚 ∗𝑎𝑎𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑔𝑔

∗ 𝜎𝜎𝑜𝑜𝜎𝜎𝑜𝑜∗ 𝑟𝑟𝑑𝑑

Page 31: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

ESFUERZO CORTANTE RESISTENTE

0στ l Del gráfico para Ms = 7.5

y distinto contenido de finos

(N1)60 Valor de N corregido a una sobrecargade 1 kg/cm2 y 60% de eficiencia.

(N1)60 = CN (N)60

CN Factor de corrección =1𝜎𝜎𝑜𝑜

< 2, �𝜎𝜎𝑜𝑜 𝑒𝑒𝑒𝑒 𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑐𝑐𝑐𝑐2

Page 32: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

RELACIÓN ENTRE VALORES DE ESFUERZO QUE CAUSAN LICUACIÓNY VALORES DE N1 PARA SISMOS DE M= 7.5 (Ref. Seed et al., 1984)

31

20

20

20

12

20

10

17

20

2010

20

20

27

31

75

75

2648

12

11

25

12

12

12

30

3022

30

201000 30 40 50

1010 10

37

25

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

Porcentaje de finos ≥ 35 15 <5

PROPUESTOS DEL CODIGO CHINO MODIFICADO(Contenido de arcilla 5%)

Nota: DATOS MODERADOS PARA SITIOSCON > 5% FINOS SE HA OMITIDOPOR CLARIDAD DE DATOS CON < 5%

DATOS PANAMERICANOSDATOS JAPONESESDATOS CHINOS

(N1)60

SIN LICUACIONLICUACIONLICUACIONMARGINAL

Oστ

Page 33: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

ESFUERZO CÍCLICO INDUCIDO POR EL TERREMOTO

MÉTODO DE TOKIMATSU Y YOSHIMI

τd = esfuerzo cortante promedio inducido

M = magnitud del sismo𝑎𝑎𝑚𝑚𝑎𝑎𝑚𝑚 = aceleración máxima en la superficieg = aceleración de la gravedadσo = esfuerzo total verticalσο = esfuerzo efectivo verticalrd = factor de reducción = 1-0.015z, z en metros

rd0.1*(M -1)=𝜏𝜏𝑑𝑑𝜎𝜎𝑜𝑜

𝑎𝑎𝑚𝑚𝑎𝑎𝑚𝑚𝑘𝑘

𝜎𝜎𝑜𝑜𝜎𝜎𝑜𝑜

Page 34: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

RELACIÓN DE ESFUERZOS CÍCLICOS RESISTENTES

o

l

στ Del gráfico con Nc y porcentaje de

deformación cortante

Nc = N1 + ∆Nf = Valor de N corregido a una sobrecargade 1 kg/cm2 y por contenido de finos

N1 = CN N

= CN ( Factor de corrección ) <2 σo en kg/cm21σo

Page 35: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

Relación entre la resistencia a la licuación y valores de N corregidos

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

010 20 30 40 50

Valores N Corregidos NC

0

Rel

ació

n de

la

resi

sten

cia

a la

licu

ació

n( r

elac

ión

de e

sfue

rzos

de

cort

e τ l

/ σ v

)

γ : DEFORMACION

POR CORTE

γ : 10% 2%5%

Valo

res

NAd

icio

nale

s (

∆N

f ) 12

10

8

6

4

2

010 20 30 40 500

Contenido de Finos (%)

Relación entre valores N adicionales y contenido de finos

NC = N1 + ∆ Nf

Page 36: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

MÉTODO DE IWASAKI Y TATSUOKA

A) Relación de Esfuerzos Cíclicos Actuantes (RECA)

Donde :

σ v = esfuerzo total vertical a la profundidad considerada

σ v = esfuerzo efectivo vertical a la profundidad consideradard = 1 - 0.015 * z, z en metros.

B) Relación de Esfuerzos Cíclicos Resistentes (RECR)

RECA= 𝑎𝑎𝑚𝑚𝑎𝑎𝑚𝑚 ∗𝜎𝜎𝑣𝑣𝑔𝑔∗ 𝑟𝑟𝑑𝑑𝜎𝜎𝑣𝑣

RECR= 𝜏𝜏𝑙𝑙𝜎𝜎𝑣𝑣

= 0.0882 ∗ 𝑁𝑁𝜎𝜎𝑣𝑣+0.7

+ 0.225log(0.35𝐷𝐷50

), 0.02mm≤ 𝐷𝐷50 ≤0.6mm

RECR= 𝜏𝜏𝑙𝑙𝜎𝜎𝑣𝑣

= 0.0882 ∗ 𝑁𝑁𝜎𝜎𝑣𝑣+0.7

+ 0.225log(0.35𝐷𝐷50

), 0.02mm≤ 𝐷𝐷50 ≤ 2mm

Page 37: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

Número deGolpes Nm

Operación por Efecto de Energía

Operación porEfecto de Longitudde Varilla

Operación por Efectode Muestreador

N1Corrección por

Sobrecarga

N60 = Nm (Erm/60)

DiámetroConstante

N”60 = N´60

Muestreador sinRevestimiento

Mat. SueltoN”60 = 1.1 N´60

Mat. DensoN”60 = 1.25 N´60

N1 = CN N”60

L > 3 mL < 3 m

N´60 = 0.75 N60 N´60 = N60

CORRECIÓN DE VALORES DE N-SPT PARA ESTUDIOS DINÁMICOS

)/´(2´1 2cmKgC o

oN σ

σ<=

CORRECCIONES PARA LA EVALUACIÓN DEL POTENCIAL DE LICUACIÓN

Page 38: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

FACTORES DE CORRECCIÓN PARA TERREMOTOS DE DIFERENTES MAGNITUDES

Factores de CorrecciónKm

Magnitud

0.891.001.131.321.50

8 1/27 1/26 3/4

65 1/4

Page 39: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

NÚMERO DE CICLOS REPRESENTATIVOS DE TERREMOTOS DE DIFERENTES MAGNITUDES

Número de ciclos representativosen 0.65 τmax

Magnitud

261510

5 - 62 - 3

8 1/27 1/26 3/4

65 1/4

Page 40: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

CORRECCIÓN POR MAGNITUD(SEED E IDRISS, 1982)

1.0

Número de ciclos para ru= 100% y + 5% de deformación

0.8

0.6

0.4

0.2

1 6 10 15 26 100

M =

6

M =

6 3

/4

M =

7 1

/2

M =

8 1

/2

1.32

1.13

1.00

0.89

ττ1

Page 41: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

RELACIÓN ENTRE ESFUERZO EFECTIVO VERTICAL (σO) Y K σ

1.2

LAKE ARROWHEAD DAM

SHEFFIELD DAM SHELL

UPPER SAN LEANDRO DAM SHELL

UPPER SAN FERNANDO DAM SHELL

FAIRMONT DAM

PERRIS DAM SHELL, RC: 95, 100%

LOWER SAN FERNANDO DAM SHELL

THERMALITO FOREBAY DAM FOUNDATION

LOS ANGELES DAM SHELL

SARDIS DAM SHELL

NEW JERSEY BACKFILL, FPI RC= 95%

SARDIS DAM SHELL

ANTELOPE DAM IMPERVIOUS MATERIAL

THERMALITO AFTERBAY DAM FOUNDATION

FORT PECK DAM SHELLSACRAMENTO RIVER SAND, Dr = 38, 60, 78, 100%MONTERREY O SAND, Dr= 50%

REID BEDFORD SAND, Dr= 40, 60%

1.0

0.2

2.0

0.4

0.6

0.8

03.0 4.0 6.01.0 7.0 8.05.0

ESFUERZO EFECTIVO DE CONFINAMIENTO (ton/pie2) ó (kg/cm2)

Page 42: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

CORRECCIÓN POR SOBRECARGASEED Y HARDER, 1990

0 500 1000 1500

Esfuerzo Efectivo de Confinamiento (KPa)

1.0

0.6

0.8

0

0.4

0.2

NCEER (1996)

Seed & Harder (1990)

Page 43: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

RELACIÓN ENTRE α Y Kα Ref. (Seed y Harder, 1990)

0.4 0.5

Dr = 45 - 50%

1.5

1.0

0

0 0.1 0.2 0.3

0.5

α

Dr= 35%

σ’o < 3 ton/pie2

Dr= 55 - 70%

2.0

𝛼𝛼 =𝜏𝜏ℎ𝑎𝑎𝜎𝜎𝑎𝑎

𝜎𝜎′𝑜𝑜

𝜏𝜏ℎ𝑎𝑎

CORRECCIÓN POR ESFUERZO DE CORTE INICIAL

Page 44: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

CORRECCIÓN POR ESFUERZO CORTANTEBOULANGER ET AL., 1991

2.0

1.5

1.0

0.5

0.00.40.20.10 0.3

Dr= 55 - 70 %

Dr= 35 %σ ' < 3 tsfvo

Dr= 45 -50 %

α = ( τ σ’ )s vo/

Page 45: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

• Índice del Potencial de Licuación (Iwasaki y Tokimatsu, 1982)

• Espesor del Estrato Licuable (Ishihara, 1985)

CRITERIOS PARA EVALUAR LOS EFECTOS DEL DAÑO INDUCIDO POR LICUACIÓN EN EL TERRENO

Page 46: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

CRITERIO : ÍNDICE DEL POTENCIAL DE LICUACIÓN (PL)

• Cuantifica el grado de peligro que existe al ocurrir licuación.• Se define como :

Donde : z = profundidad en metrosF(z) = 1 - FL(z) , para FL(z) ∗ 1.0F(z) = 0 , para FL(z) / 1.0

Además : W(z) = 10 - 0.5z , para z ∗ 20 mW(z) = 0 , para z > 20 m

=20

0∫ dzF(z).W(z).PL

FL(z) = Factor de Resistencia a la Licuación

Page 47: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

W(z)

Z (m)

1.00 FL(z)

Z (m)

20 m

0 0 10

Z1

Z2

Z3

Z4

FACTOR DE RELACIÓN DE LICUACIÓN

FACTOR DE PROFUNDIDAD

∫PL = [1- FL(z)] . W(z) . dz + [1- FL(z)] . W(z) . dz∫Z1

Z2

Z3

Z4

RESULTADOS

PL = 0 ----> SUELOS NO LICUABLES.0 < PL ≤ 5 ----> NO HAY EFECTOS DE LICUACIÓN.5 < PL ≤ 15 ----> PUEDE EXISTIR EFECTOS SEVEROS DE

LICUACIÓN.15 < PL <100 ----> EFECTOS SEVEROS DE LICUACIÓN

PL = 100 ----> SUELOS ALTAMENTE LICUABLES

Page 48: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

CRITERIO: ESPESOR DEL ESTRATO LICUABLE, (H2)

No licua, CL,CH,MH,relleno,grava

Compara el espesor del estrato licuable con el espesor del estrato no licuable

Suelo no licuable

Suelo licuable

Suelo no licuable

Arena (N ≤10)

Suelo no licuableH1Arena

Arena (N ≤10) H2

H1

H2

No licua, arena no saturada

Licua, arena (N≤10)

H1

H2

H1

H2

Max. 200 gal

Dañ

os e

n el

terre

no

indu

cido

spo

r lic

uaci

ón

Aceleración

Max. 400-500 galAceleraciónMax. 300 gal

Aceleración

ESPE

SOR

DEL

EST

RAT

O

DE

AREN

A LI

CU

ABLE

H

2(m

)

ESPESOR DEL ESTRATO SUPERFICIAL, H1(m)

9

7

6

5

4

3

2

1

8

97654321 8

Si en la gráfica, el punto (H1, H2)

se encuentra POR ENCIMA de la curva

correspondiente a la aceleración del sismo de diseño,

entonces EXISTIRÁ DAÑO POR LICUACIÓN

Page 49: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

RESISTENCIA RESIDUAL DE SUELOS QUE SUFREN LICUACIÓN

La ocurrencia de la licuación a menudo reduce la resistencia al corte de un suelotanto como para inducir desplazamientos dañinos y potencialmente catastróficos(por ejemplo, deslizamiento de flujo) y fallas en la capacidad portante. El valorasignado a la resistencia al corte para grandes deformaciones del suelo posterioral desencadenamiento de la licuación (resistencia al corte residual) es a menudoel factor decisivo para determinar si sus consecuencias son aceptables o si esnecesario remediarlas.

Debido a la dificultad de reproducir las condiciones de campo en el laboratorio,las estimaciones de la resistencia residual generalmente se basan en retroanálisis de casos históricos de desplazamiento lateral y deslizamiento de flujos.Varios investigadores han propuesto correlaciones entre la resistencia residual yla resistencia del ensayo de penetración estándar (SPT) o el ensayo depenetración de cono (CPT).

Page 50: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

Estimación de la Resistencia Residual a partir de la resistencia SPT (Idriss, 1998)

IDRISS (1998)

Page 51: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

La estimación de la resistencia residual con el método de Idriss puede ser realizada en lossiguientes pasos:a) Identificar el espesor del suelo que se espera licueb) Dividir la región licuable en zonas de valores de SPT aproximadamente constantesc) Determinar el contenido de promedio de finos para cada de zona licuabled) Corregir la resistencia SPT por el contenido de finos

(N1)60,cs = (N1)60 + ΔN

ΔN = corrección por cantidad de finos obtenida del siguiente cuadro:

FC (%) 0 10 25 50 75ΔN 0 1 2 4 5

Variación de la corrección por contenido de finos en función del porcentaje de Finos (Seed y Harder, 1990)

(N1)60 = Número de golpes de ensayo SPT corregido por lascondiciones de exploración de campo y esfuerzo efectivo

Page 52: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

e) Determinar el valor medio (N1)60,cs para cada zonaf) Calcular la resistencia residual usando el valor medio SPT del paso anterior.

Para el modelo de Idriss:

Sr= 0.0239exp[0.16 (N1)60,cs] ≤ 0.5

Sr = Resistencia residual en atm

(N1)60,cs = Valor de (N1)60 corregido por cantidad de finos

Page 53: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

SEED Y HARDER (1990)

Estimación de la Resistencia Residual a partir de la resistencia SPT (Seed y Harder, 1990)

Page 54: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

Estimación de la Razón de Resistencia Residual a partir de la resistencia SPT (Olson y Stark, 2002)

OLSON Y STARK (2002)

Sr= σ’vo[0.03+0.0075(N1)60]

Sr = Resistencia residual en atmσ’vo = Esfuerzo vertical efectivo (atm)

Page 55: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

Estimación de la Razón de Resistencia Residual a partir de la resistencia SPT (Idriss yBoulanger, 2007)

IDRISS Y BOULANGER (2007)

Page 56: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

Para el caso donde no se espera que el efecto de la redistribución de vacíossea significativa:

𝑆𝑆𝑟𝑟𝜎𝜎′𝑎𝑎𝑜𝑜

= 𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑁𝑁1 60,𝑐𝑐𝑐𝑐

16+

𝑁𝑁1 60,𝑐𝑐𝑐𝑐 − 1621.2

3

− 3.0 . 1 + 𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑁𝑁1 60,𝑐𝑐𝑐𝑐

2.4− 6.6 ≤ tanφ ′

Para el caso donde se espera que el efecto de la redistribución de vacíos seasignificativa:

𝑆𝑆𝑟𝑟𝜎𝜎′𝑎𝑎𝑜𝑜

= 𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑁𝑁1 60,𝑐𝑐𝑐𝑐

16 +𝑁𝑁1 60,𝑐𝑐𝑐𝑐 − 16

21.2

3

− 3.0 ≤ tanφ ′

Page 57: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

Variación de la Razón de Resistencia Residual con la Resistencia SPT y el Esfuerzo EfectivoVertical Inicial (Kramer y Wang, 2015)

KRAMER Y WANG (2015)

Page 58: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

Sr = exp[-8.444+0.109�𝑁𝑁 +5.379 𝑆𝑆0.1 - 0.253σm]

�𝑁𝑁 = Valor promedio de (N1)60

𝑆𝑆 = esfuerzo vertical efectivo promedio (en atm), y

𝜎𝜎𝑚𝑚 = 1.627 + 0.000796𝑁𝑁2

+ 0.0194𝑁𝑁𝑆𝑆0.1

− 3.099𝑆𝑆0.1

+ 1.635 𝑆𝑆0.2

Page 59: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

Correlación entre la Resistencia Residual en función del confinamiento y el N1,60,cs (Weber, 2015)

WEBER (2015)

Page 60: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

MITIGACIÓN DE LA OCURRENCIA DEL FENÓMENO DE LICUACIÓN DE SUELOS

Principalmente se tienen:

• Vibrosustitución con grava• Vibrocompactación• Inclusiones rígidas • Compactación dinámica• Deep soil mixing y Jet grouting• Drenes verticales

Page 61: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

VIBROSUSTITUCIÓN CON GRAVA

Page 62: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

VIBROSUSTITUCIÓN CON GRAVA

Page 63: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

VIBROCOMPACTACIÓN

Page 64: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

INCLUSIONES RÍGIDAS

Centro del Adulto Mayor - Callao

Page 65: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

INCLUSIONES RÍGIDAS

Page 66: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

COMPACTACIÓN DINÁMICA

Page 67: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

COMPACTACIÓN DINÁMICA

Page 68: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

COMPACTACIÓN DINÁMICA

Page 69: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

DEEP SOIL MIXING Y JET GROUTING

Page 70: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

DRENES VERTICALES

Seed & Booker (1977)

Page 71: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos

REFERENCIAS

Page 72: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos
Page 73: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos
Page 74: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos
Page 75: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos
Page 76: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos
Page 77: Presentación de PowerPoint de... · terremotos pasados. MÉTODOS SIMPLIFICADOS. Los esfuerzos cortantes cíclicos inducidos en un depósito de suelo y el número de ciclos significativos