Medición de Ondas de Corte. Determinación Vs30.
viernes, 4 de agosto de 2017
jueves, 30 de marzo de 2017
Avances en la Propuesta de Clasificación Sismica
Avances en la Propuesta de Clasificación Sismica
El día martes 28 de marzo de 2017, se realizó la charla sobre “Avances en la Caracterización Sísmica de Sitios” del Seminario de Geotecnia, realizado por el expositor César Pastén (Universidad de Chile).
Esta presentación constituyo la nueva propuesta de clasificación sísmica de suelos a través de los estudios y la inclusión del periodo predominante de los sitios.
Para esto, se ha de considerar las mediciones en terreno del periodo según diversos mecanismos, dentro de los cuales están:
· Sismómetro triaxial Geobox SR04 de “SARA electronic instruments”.
· Tromino: Sismógrafo de f0~4.5 Hz
· Kinemetric Rangers: Sismógrafo uniaxiales de f0~1.0 Hz
· Sismómetro Lennartz LE-3D/5s
· Trillium Compact Broadband Seismometer 120s (Nanometrics)
El análisis llevado a cabo con estos equipos genera resultados de razón espectral H/V similares para un mismo sitio de estudio.
Hay que considerar la respuesta que se obtiene para los diversos tipos de terrenos, pues cada uno de ellos presenta distintos periodos dependiendo de los depósitos que los compongan.
A grandes rasgos, dentro de los resultados de esta investigación, se dio a conocer diversos ejemplos que presentan los distintos comportamientos de la curva H/V, como son un peak de periodo predominante, o suelos que presentan dos peaks que deben ser estudiados para identificar cual se ha de considerar. Para los suelos tipo gravosos o rígidos el cálculo HVSR se presenta de forma plana.
Grafico 1. Cálculo HVSR para distintos sitios, presentando peaks de periodos cortos, intermedios y largos.
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Gráfico 2. Cálculo HVSR para la primera imagen presenta dos peaks del periodo, y la segunda da a conocer una curva plana que pertenece a material rígido o roca.
Los resultados presentados por el Doctor Pastén y colaboradores están presentados en las siguientes tablas y gráficos.
Tabla 1. Clasificación de suelo según Vs30 y Periodo.
Gráfico 3. Clasificación de suelo de Vs30 y distribución de Periodos Predominantes mencionados en la tabla inferior.
Considerando estas variables, el equipo de profesionales de Ramón Verdugo (2017) genera la nueva propuesta sobre la clasificación sísmica de suelos.
Tabla 2. Nueva propuesta del Periodo Predominante para la clasificación de suelos.
Este grafico presenta la clasificación con respecto al Vs30, y los cambios que existirían al implementar el cálculo del periodo fundamental. Este último, al no estar dentro de los nuevos rangos establecidos, tendería a degradar en un tipo de suelo.
Gráfico 4. Nueva propuesta de clasificación de suelo según la distribución de periodos predominantes.
Astryd Escalona Medina.
Ingeniero Civil.
GeoSolving
astryd.escalona@gmail.com
viernes, 26 de junio de 2015
Efecto del stacking en mediciones MASW
La determinación del perfil de ondas de corte en los suelos, es una tarea no siempre facil, especialmente en terrenos arenosos y con presencia de napa, por lo que no siempre es suficiente la realización de un ensayo MASW para su determinación.
Sin embargo, es factible mejorar la calidad de las mediciones tipo MASW, mediante algunas técnicas como el Stacking o apilamiento.
El stacking se puede realizar en tiempo o en frecuencia, es decir, se puede apilar el sismograma o bien apilar las curvas de dispersión.
Así, el alumno de Ingeniería Civil de la Universidad del Biobío, José Valdez, como parte de su trabajo para obtener el título de Inheniero Civil está estudiando el efecto del stacking en suelos arenosos.
Por eso, hace algunos días se hizo una medición de ondas superficiales, en un terreno ubicado en el sector San Vicente de la comuna de Talcahuano, en que aparte de las mediciones Masw, necesarias para el estudio, se ejecutaron ensayos tipo REMI y ESAC.
Para el stacking de tiempo, se consideraron, en este sitio, seis (6) mediciones tipo MASW, para poder hacer varios apilamientos. el análisis preliminar de las curvas de dispersión entrega los siguientes resultados preliminares:
Curva expermiental obtenida con el apilamiento de dos archivos MASW:
Curva experimental obtenida con el apilamiento de tres archivos MASW:
Curva experimental obtenida con el apilamiento de cuatro archivos MASW:
Curva experimental obtenida con el apilamiento de cinco archivos MASW:
Curva experimental obtenida con el apilamiento de seis archivos MASW:
De la simple observación de los gráficos, se puede ver que la resolución aumenta al ir agregando mas archivos al análisis, esto porque se produce una limpieza en la onda principal, eliminándose el ruido ambiental.
Sin embargo, también, se puede ver que el rango de resolución para el método MASW, está sobre los 8 a 10 Hz, y que al asociar está frecuencia a la velocidad de fase obtenida, entrega una profundidad aproximada de la exploración del orden de 20 m, por lo que nuevamente se hace necesario el incluir mediciones como REMI o ESAC.
Nota: Los datos de terreno fueron tomados con el dispositivo DOREMI de SARA Electronics Instruments (www.sara.pg.it), utilizando 18 geófonos espaciados cada 3 m, con un arreglo de 51 m en total. El análisis, fue realizado con el software de Vitantonio Roma (www.masw.it).
viernes, 15 de mayo de 2015
Disposición de Geófonos en Método ESAC
El método ESAC, es una derivación del método SPAC, el cual está desarrollado en base a una matriz circular de geófonos.
La ejecución del arreglo circular de geófonos en terreno, no siempre es facil de realizar e implica tiempo de ejecución del cual no siempre se dispone. ESAC, por su parte, permite utilizar configuraciones variadas de geófonos en planta, esta situación llevó al desarrollo de una investigación en la Universidad del Biobio, como parte del proceso de titulación de la Alumna Cristina San Martín.
La investigación considera como base (patrón) la matriz circular, y luego, se desarrollan matrices de geófonos con forma de L, C y CA, derivadas de la matriz lineal utilizada previamente en los ensayos Remi y Masw. Las matrices utilizadas, se muestran en la siguiente imagen:
En el arreglo circular, se utilizaron 16 geófonos y en el resto de los arreglos, se utilizaron 18 geófonos. Se tomaron al menos tres registros de datos, cuya recolección fue realizada con el equipo DOREMI de SARAelectronics instruments. Los archivos fueron procesados con el paquete de Software Geopsy.
Por lo general, en una curva de dispersión, la zona entre los 5 y los 12 Hz, es una zona de incertidumbre en la determinación de la curva aparente., lo que se puede visualizar en el siguiente gráfico:
La zona de frecuencias bajas, queda cubierta por REMI y la zona de frecuencias sobre 10 a 12 Hz, queda cubierta por MASW.
Los resultados obtenidos en la investigación, muestran claramente que la matriz circular (Patrón SPAC) entrega resultados muy definidos en la zona de 4 a 12 Hz, lo que se pierde, en la matriz con forma de L. Las matrices C y corchete (CA), entregan resultados con mejor resolución.
Considerando el tiempo invertido en la generación de la matriz en terreno (a partir de la matriz lineal) y la variación de los resultados obtenidos con Geopsy, al compararlos con el patrón circular, se concluye que la matriz C es la que entrega los resultados más optimos,
En la exposición realizada por la alumna, quedaron planteadas una serie de inquietudes tendientes a mejorar la resolución de las configuraciones más básicas, esto es, aumentar el espaciamiento entre los geófonos, aumentar el tiempo de medición, etc.
miércoles, 8 de abril de 2015
Determinación de ondas de Vs30 en Negrete
Uno de nuestros ultimos trabajos, fue la realización de ensayos Masw, Remi y Esac, para medir las ondas superficiales y determinar el Vs30 en un sitio ubicado en la comuna de Negrete y en donde se instalará un parque de aerogeneradores eléctricos.
La construcción del parque, está a nivel de proyecto y se necesitaban algunos antecedentes básicos para continuar con el estudio, como es la clasificación sísmica del terreno.
El lugar elegido, corresponde a un punto en que se instalará una de la torres y allí se realizaron dos arreglos lineales de geófonos (MASW - REMI) como se ve en la fotografía y un arreglo bidimensional (ESAC) en forma de L, que toma parte del arreglo lineal 1 y del arreglo lineal 2.
Para los arreglos lineales se utilizaron 18 geófonos de sensibilidad vertical y 4.5 Hz, en el caso del arreglo tipo L, se utilizan 15 geófonos. El equipo utilizado es un DOREMI de Sara, con capacidad hasta de 64 canales.
Para el ensayo Remi, se utilizó una alta sensibilidad en los geófonos, ya que el ruido ambiental en el sector es muy bajo y en con la "ganancia" formateada en el equipo, las amplitud de mediciones era muy bajas.
Uno de los archivos utilizados tiene el siguiente registro gráfico:
En el caso de la medición Masw, el registro gráfico es el siguiente y se puede ver, que practicamente no existe dispersión en los resultados.
Con estos dos ensayos y la medición ESAC, se realiza el análisis combinado, es decir, en una misma curva de dispersión se inserta el tramo Masw, que en general entrega información confiable sobre los 12 Hz, el ensayo Remi, que entrega información en la zona entre los 4 y los 8 Hz y el ensayo ESAC, que permite el enlace entre los dos ensayos, con información entre los 4 Hz y los 15 hz de frecuencia.
La curva de dispersión combinada se puede ver en la siguiente gráfica, en que los puntos rojos representan la respuesta obtenida con el ensayo Masw, la zona de colores amarillos y rojos, muestra la respuesta en baja frecuencia de Remi.
Los puntos verde oliva, son la respuesta MASW y los puntos verde oscuro, permite hacer el "picking" y obtener la curva experimental, con la cual se realiza la inversión y luego, la determinación de la estratigrafía del subsuelo.
La inversión, realizada con el software Masw, entrega el siguiente perfil estratigráfico de velocidades y el análisis ponderado de las velocidades, versus el espesor de los estratos, entrega una Vs30 de 452m/s.
En el otro sentido (arreglo perpendicular), los resultados, fueron muy similares, lo que muestra un suelo homogeneo.
Los resultados del ensayo SPT, muestran un primer estrato de arena suelta y luego estratos con rigidez creciente.
martes, 3 de marzo de 2015
El impacto de las mediciones ESAC en la determinación de Vs30
Con la alumna tesista de la Universidad del Biobio, Cristina San Martín, estamos analizando el impacto del ensayo ESAC en la determinación de la curva de dispersión y luego de la Vs30, para la clasificación sísmica del suelo, de acuerdo al Ds 61.
La idea es evaluar la disposición en planta de geófonos, que entregue una mejor aproximación al enlace entre la respuesta MASW y REMI, esto es, entre los 8 Hz y los 15 Hz.
Se están utilizando distintas formas como "L", "C", "CA", tomando como base el círculo, que es como se derivó el método. En los ensayos, se están utilizando 18 geófonos de sensibilidad vertical y 4.5 Hz.
Hasta el momento, se han realizado, dos ensayos, los que están siendo procesados. Está pendiente la realización de un tercer ensayo, para empezar a ver las conclusiones.
Los datos, están siendo tomados con el equipo DOREMI de Sara electronics y el análisis está siendo realizado con el software Geospy y paralelamente con el software MASW.
viernes, 12 de diciembre de 2014
Capacitación
El sábado 29 de noviembre, estuve en Santiago de Chile, con INDICA Ingenieros, haciendo la capacitación en el uso del equipo DOREMI de la empresa italiana SARA Electronics Instruments y que permite realizar los ensayos para la determinación de la velocidad de onda de corte y luego, realizar la clasificación del suelo, de qcuerdo a lo indicado en el DS61.
En la ocasión pudimos ver las características y capacidades del equipo DOREMI, su forma de uso y lo principal, realizar algunos ejercicios en terreno para ensayos Remi, Masw y Esac.
Las pruebas se ejecutaron en un terreno ampli, en la comuna de Quinta Normal, lo que permitió extender los arreglos lineales para Masw y Remi.
Se analizó el esquema de disposición de geófonos, algunos tips, para la realizacíón más rápida de los ensayos y la detección de los errores típicos que suceden en terreno y que pueden malograr una medición.
Posteriormente, analizamos los resultados obtenidos en terreno, con distintos programas (Masw, Geopsy, EasyMasw), de manera que la empresa pueda tomar la decisión de compra del software mas adecuado a sus gustos.
También pudimos ver en funcionamiento el equipo Geobox SR04 de Sara Electronics Instruments, que permite la medición de vibraciones en tres direcciones, lo que posibilita, mediante el método de Nakamura, medir el periodo del suelo, discutir acerca del procesamiento de estas señales, los distintos softwares que existen para este fin y el criterio SESAME, que se utiliza en Europa para esta medición.
Nuevas Mediciones
Los ultimos días han sido bastante movidos. Nos ha tocado hacer mediciones en distintos lugares como Chimbarongo, Lontué, Curicó, Concepción, etc,
En todos los casos se han realizado mediciones de tipo MASW y mediciones de tipo REMI. Está claro que los suelos del valle central son mucho mejores que los suelos de la zona costera de concepción y luego, la velocidad de onda de corte es mayor.
En chimbarongo, encontramos un suelo muy rígido, lo que quedó en evidencia desde la primera medición tipo MASW, ya que el sismograma no presentó ningun tipo de dispersión, tal como se puede ver en la siguiente imagen.
Este resultado de terreno, da luces acerca de la claridad con que se podrá hacer posteriormente la determinación de la Vs30 y el perfil estratigráfico.
Ahora bien, en otros terrenos, como el mostrado en la imagen y que corresponde a un sector dentro de la ciudad de Concepción, la situación no es tan clara ya que el fenómeno de dispersión se presenta en conjunto con el ruido ambiental.
La observación de este comportamiento en terreno, permite definir la necesidad de realizar nuevas mediciones u otro tipo de ensayos que permitan un análisis menos engorroso.
La sola observación de los sismogramas, muestra cual terreno, tiene mayor velocidad de onda de corte, ya que las pendientes que se pueden trazar en las lecturas, son totalmente distintas
lunes, 6 de octubre de 2014
Capacitación
Este fin de semana, estuve en Santiago de Chile, con VS Ingeniería Limitada, haciendo la capacitación en el uso del equipo DOREMI de la empresa italiana SARA Electronics Instruments y que permite realizar los ensayos para la determinación de la velocidad de onda de corte y luego, realizar la clasificación del suelo.
En la ocasión pudimos ver las características y capacidades del equipo DOREMI, su forma de uso y lo principal, realizar algunos ejercicios en terreno para ensayos Remi, Masw y Esac.
Las pruebas se ejecutaron en un terreno amplio que permitió extender los arreglos lineales para Masw y Remi, además de un arreglo bidimensional para ESAC. Se analizó el esquema de disposición de geófonos, algunos tips, para la realizacíón más rápida de los ensayos y la detección de lops errores típicos que suceden en terreno.
Posteriormente, analizamos los resultados obtenidos en terreno, con distintos programas, de manera que la empresa pueda tomar la decisión de compra del mas adecuado.
jueves, 21 de agosto de 2014
Nuevas Mediciones
En el ultimo tiempo hemos estado desarrollando una serie de mediciones en distintas partes del sur de Chile y asesorando a algunos clientes que han comprado equipos SARA.
En cada una de las mediciones, hemos mantenido el esquema de realización de ensayos MASW, Remi y eventualmente ESAC, dependiendo de las condiciones del sitio.
Ensayo en Machalí
En la ciudad de Machalí, se construirà prontamente un loteo de 120 viviendas sociales, para familias del sector, por lo que tuvimos que realizamos las mediciones tendientes a obtener la Vs30 y luego la clasificación del suelo.
Los arreglos utilizados son lineales, con 18 geófonos espaciados cada 3.0 m
En general, estos terrenos presentan una muy buena calidad, por lo que no es necesario hacer ensayos adicionales, lo que se puede leer directamente del sismograma y su poca variabilidad y dispersión.
La lectura adecuada del sismograma recién obtenido, permite tomar decisiones sobre la necesidad de aumentar la cantidad de ensayos o aplicar otras técnicas, como ESAC, mediciones MASW de retorno o de mayor tiempo de exposición, lo que se traducirá en una mejor interpretación de los resultados de la curva de dispersión.
En el caso de este sitio, la respuesta es bastante clara. El enlace entre la lectura de frecuencias altas obtenidas del ensayo MASW y las lecturas de frecuencias bajas, obtenida en el ensayo Remi, es bastante clara.
El valor de la Vs30 obtenida es de 409 m/s y está de acuerdo a otros valores obtenidos en las cercanías y con los resultados de las exploraciones geotécnicas y la geología del sector.
martes, 3 de junio de 2014
Representación en Chile
El ultimo viaje a Perugia, fue bastante productivo, pues, además de volver con la certificación para realizar el training de los dispositivos DOREMI, para la medición de ondas de corte utilizando las ondas superciales y el dispositivo GEOBOX, para la medición del periodo fundamental, mediante el método de Nakamura, logramos obtener la representación de todos los equipos que diseña y fabrica la empresa Sara Electronics Instruments.
La gama de equipos sismológicos que SARA diseña y distribuye es bastante amplia, los equipos y están diseñados en base a las exigencias de la comunidad europea y con una fuerte interacción con los usuarios finales en Italia.
Los equipos con mayor potencial de uso en nuestro pais son los siguientes:
DOREMI: Se utiliza para la medición de ondas superficiales. Permite la utilización de geófonos de sensibilidad vertical y horizontal.
En el cable, se distribuyen, de manera equidistantes los sismografos que se conectan a cada geófono. Una vez realizada la medición, se transfieren directamente al computador para luego ser procesados.
El equipo puede ser configurado con la cantidad de geófonos que se requiera, dependiendo del tipo de medición que se desee realizar y la profundidad a la que se quiera alcanzar.
Mas antecedentes en esta pagina
Geobox SR 04: Este equipo, permite obtener los datos de vibración en tres direcciones, es decir, norte, sur y vertical, con lo cual, realizar la relación H/V establecida por Nakamura, para la determinación del periodo fundamental del suelo en el sector de análisis.
Mas antecedentes acerca de este equipo, se puede obtener en este link.
Downhole: En sensor de aforo, es un equipo diseñado para ser utilizado en las prueba Downhole. Su diseño, contempla cuatro sensores que permiten la lectura de las vibraciones de manera precisa dentro del agujero. Además, su estanqueidad le permite operar sin problemas en presencia de napa freática.
Mas información acerca de este equipo en este link.
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