Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

MéTODO DE NAKAMURA

No description
by

Allan Mardones

on 12 May 2015

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of MéTODO DE NAKAMURA

Introducción
hoy en día hay varias formas de medir la sismicidad de un terreno esta medicion puede ser de manera teórica o empírica. En ambos casos se hace compleja la tarea.
¿Por que?
Estimación del espectro de Nakamura
El método de Nakamura requiere como entrada el cálculo de espectros por componentes del registro de microvibración. En general los algoritmos de cálculo de la razón espectral poseen los siguientes pasos:
Algunos conceptos necesarios para el entendimiento del tema como lo es el efecto sitio, trasformada de Fourier y Ondas sísmicas como las ondas Rayleigh.
Transformada de Fourier
la transformada de Fourier contiene todas las frecuencias del tiempo durante el cual existie una señal; es decir, en la transformada de Fourier se obtiene un sólo espectro de frecuencias para toda la función.
Existen tres tipos de técnicas en la estimación de la frecuencia fundamental para las micro trepidaciones o micro vibraciones sísmicas. Estas técnicas son: amplitudes espectrales, técnica de Kagami o espectros relativos a una estación de referencia,
técnica de Nakamura o espectros horizontales entre verticales.
METODO DE NAKAMURA
El método de Nakamura propone estimar el período fundamental y el factor de amplificación de un depósito de suelos a partir de mediciones de vibraciones verticales y horizontales en superficie, utilizando las vibraciones asociadas a ruido ambiental o micro-temblores.
“Determinación del periodo fundamental del suelo mediante metodología de Nakamura”
Los métodos teóricos requieren una descripción detallada de las capas que conforman el suelo y además las fuentes que generan los sismos, información que a veces es difícil de conseguir.
En los métodos empíricos se requiere un registro sísmico histórico del terreno a analizar, información que si no está disponible es muy difícil de poder suplir o se demora tiempo en recolectar a través de redes de monitoreo.
Micro vibraciones o ruido sísmico ambiental
corresponden a vibraciones producidas por actividades humanas, vibraciones causadas por fuentes superficiales locales como las industrias y el tráfico vehicular, ruido natural de baja frecuencia generado por mareas y vientos.
Otra forma
Efecto sitio
Corresponde a la transformación que sufren las ondas sísmicas desde la roca base, hasta la superficie y es diferente e independiente del efecto de interacción suelo-estructura, ya que se presenta esté o no una estructura en la superficie.
Onda Rayleigh
Una onda de Rayleigh se mueve a lo largo del terreno como una ola viaja a través de un lago u océano. Mientras avanza, mueve al terreno tanto de arriba a abajo como de un lado a otro en la misma dirección en la que se mueve la onda. La mayor parte de la sacudida que se siente durante un terremoto se debe a las ondas de Rayleigh.
Como hipótesis de trabajo se acepta que la componente horizontal de los temblores es amplificada por la multi reflexión de las ondas S (de corte), mientras que la componente vertical es amplificada por la multi reflexión de las ondas P (de compresión). Por otro lado, el efecto de las ondas Rayleigh aparece más marcadamente en la componente vertical y su efecto puede ser cuantificado calculando la razón entre la componente vertical en superficie y la base del substrato.
Nakamura postulo diferentes enunciados para poder lograr un método más exacto.
• Las ondas RayLeigh sólo afectan a la parte superior del nivel y en cambio no afectan a la base del nivel de suelo.

• El efecto de la onda RayLeigh es igual en superficie para el movimiento vertical y horizontal.
Estos pasos requieren la elección de bastantes parámetros tales como:
• Longitud de la ventana.
• Solape de las ventanas.
• Filtro de procesamiento.
• Filtro de suavizado.

Nakamura propuso una función de transferencia modificada corregida para ondas RayLeigh.
Donde SM es la función de transferencia modificada,
ST
es la función de transferencia clásica,
Es
es la razón definida en la ec. 2.3, y SVB y
SVS
son los espectros de amplitudes de Fourier en la base y la superficie del estrato, respectivamente. Esta ecuación se simplificó a partir de los resultados en tres ciudades Japonesas que para el rango frecuencial de 0.1 a 20 Hz establecían que en basamentos rocosos la propagación es la misma en todas las direcciones, como es posible observar en la figura.
Luego se tiene:
Por tanto, la función de transferencia modificada de Nakamura se expresa como:
Es decir, la función de transferencia se puede obtener con una única medida en la superficie. El fundamento teórico de esta técnica se ha cuestionado pero estudios experimentales muestran que, utilizando esta técnica, para suelos blandos se muestra un pico claro que está correlacionado con la frecuencia de resonancia fundamental.
La Figura, muestra el tipo de señal de microvibración, la cual posee tres componentes (E-O, N-S, y Vertical). Esta señal primeramente es filtrada con un filtro pasa-banda, cuyo objetivo es eliminar los ruidos de baja y alta frecuencia.
Luego del filtrado, la señal es separada en intervalos de tiempo o ventanas, como se observa en la Figura.
Los registros con los que se cuentan tienen una duración de 15 minutos. En la Figura, se muestra el proceso de cálculo de la FFT a través de la señal, se realizan 22 FFT sucesivas, con un largo de 40 seg. de señal cada una. Para este caso no hay solapamiento de ventanas.
En la Figura, se aprecian los espectros promediados de la FFT de cada una de las componentes de la señal.
La Figura, muestra el final del proceso, en donde se obtiene el espectro de la razón (H/V) promedio de cada una de las ventanas. En la figura se aprecian en distintos colores, los espectros (H/V) de cada ventana, la línea negra continua corresponde al espectro promedio, mientras que las líneas negras punteadas, son la desviación estándar.
DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS
CONCLUSION
El método de Nakamura, por su sencillez tanto en la parte experimental, como en el procesamiento de la información, se ha convertido en una buena alternativa para identificar los períodos predominantes del suelo. Sin embargo, se debe seguir estudiando acerca del origen y ondas que conforman los microtemblores, para complementar el método de Nakamura y poder explicar resultados dispersos y anomalías que se presentan en ciertos casos.
Desventajas en la estimación del espectro de Nakamura

Es sabido en el ámbito de procesamiento de señales que el cálculo de espectrospor medio de FFT promediado no es robusto cuando se aplica a señales no estacionarias como las de microvibraciones.
La mayor limitación del método (H/V ), es que presenta vacíos teóricos, lo que explicaría el hecho de que en ciertos casos el método funcione y en otros no.
Investigaciones teóricas y experimentales han demostrado que el método únicamente permite la determinación del período predominante.
Aún no se ha encontrado una relación numérica entre el período obtenido con microtemblores y el obtenido con movimientos sísmicos fuertes, como si ocurre en el caso de movimientos sísmicos débiles y fuertes.
No existe un estudio acabado sobre distintas técnicas para estimar los espectros de Nakamura.
Full transcript