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DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES DINÁMICAS DEL SUELO POR MED

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Juan David Velasquez

on 9 June 2014

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PROPIEDADES DINAMICAS
Las cargas dinámicas están asociadas a las propiedades dinámicas del suelo que son la velocidad de onda cortante (Vs), módulo de cortante (G), factor de amortiguamiento (D), y el coeficiente de Poisson (n), la medición de estos parámetros presenta diferentes aplicaciones.
DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES DINÁMICAS DEL SUELO POR MEDIO DE MÉTODOS GEOFÍSICOS
Juan David Velásquez Mejía 110057
PROBLEMAS DE INGENIERÍA
GENERACIÓN DE LA ONDA
MÉTODOS GEOFÍSICOS PARA DETERMINAR LAS PROPIEDADES DINÁMICAS DEL SUELO
Los métodos geofísicos son constantemente utilizados para caracterizar las propiedades dinámicas del suelo, estas son necesarias para realizar el análisis de vibraciones en fundaciones, para la ingeniería geotécnica de terremotos y para realizar análisis estructurales dinámicos.
Los métodos geofísicos hacen posible la investigación de las propiedades de los suelos, los sedimentos y los afloramientos rocosos, también son utilizados para determinar las propiedades dinámicas de los suelos, en particular los de compresión y cortante, velocidades de las ondas del suelo, así como los módulos de elasticidad y de corte del suelo. Estas propiedades son necesarias para determinar la respuesta del suelo y los sistemas suelo-estructura a cargas dinámicas.
Se entiende que estos métodos sólo proporcionan datos cruciales que definen la porción de bajos esfuerzos del módulo y las relaciones de amortiguación dependientes de la deformación. La gran utilidad de los métodos geofísicos es que miden las condiciones in situ e incluyen todos los factores ambientales en el momento de la prueba.
Los problemas de ingeniería que se rigen por los efectos de propagación de ondas provocan bajos niveles de esfuerzo en la masa. Pero si los suelos están sometidos a una carga dinámica que pueda causar un problema de estabilidad entonces si se generaran grandes esfuerzos.
La generación de la onda de impulso por la fuente puede variar de un golpe de martillo en la superficie del suelo, a una carga explosiva enterrada o a una fuente de vibración de frecuencia variada.
DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES DINÁMICAS DEL SUELO POR MEDIO DE MÉTODOS GEOFÍSICOS
El comportamiento esfuerzo-deformación de los suelos cargados cíclicamente es complejo y se vuelve necesario caracterizar este comportamiento con modelos precisos y sencillos. Se busca entonces un modelo que sea sencillo pero que no pierda precisión de forma significativa.
Es el parámetro más usado en geofísica para la caracterización del suelo. Se utiliza para calcular las demás propiedades dinámicas en el rango elástico. Su utilidad se debe a que la partícula de movimiento se desplaza perpendicular a la dirección de propagación de la onda lo cual permite medir las propiedades de corte del esqueleto del suelo y no los líquidos que no resisten esfuerzos cortantes.
VELOCIDAD DE ONDA CORTANTE (Vs)
El módulo de cortante es un parámetro calculado en base a la Vs mediante la simple relación elástica Gmax = r × Vs2. donde r es la densidad de masa del suelo. El módulo de corte se utiliza para realizar un modelado más avanzado del suelo, y la respuesta dinámica de las interacciones suelo-estructura. Este parámetro se utiliza para definir las matrices de rigidez para el análisis de elementos finitos de estructuras de tierra y suelos de fundación.
MÓDULO DE CORTANTE (G)
Se utiliza para normalizar el módulo de corte (G) vs relaciones de deformación de corte. Estas relaciones normalizadas permiten al ingeniero utilizar curvas de degradación bien establecidas y escalarlas con el valor medido in situ de Gmax. En ausencia de pruebas dinámica exhaustivas del suelo en todos los rangos de deformación por esfuerzo cortante estas curvas se utilizan.
MAXIMO MODULO DE CORTANTE (Gmax)
Se utiliza en varios procedimientos de análisis dinámico para proporcionar una atenuación de movimiento realista. Esta relación se basa en las propiedades de amortiguación del material. La utilidad de este parámetro se basa en la capacidad del sistema para absorber energía dinámica y cómo esto afectará a la duración y modos de vibración.
COEFICIENTE DE AMORTIGUAMIENTO (D)
Es un parámetro fundamental que es difícil de medir y se estima por lo general en los cálculos de ingeniería. Un rango sugerido de valores para el coeficiente de Poisson para los suelos es de 0,2 a 0,5, los valores menos comunes pueden ser tan bajos como 0,1 para los depósitos de loess. Esta relación se puede calcular [N = E / (2G-1)].
RELACIÓN DE POISSON (v)
El método de refracción sísmica es muy adecuado para las investigaciones generales de la dinámica del suelo y propósitos de ingeniería sísmica. Esta técnica proporciona la determinación de velocidades de ondas elásticas de un perfil del suelo. Las velocidades de la onda y el espesor de cada capa se determinan siempre y cuando las velocidades de las ondas aumenten con cada capa más profunda.

La prueba tiene como objetivo medir con precisión la llegada de las ondas sísmicas del cuerpo, que consiste en la compresión P y las ondas S de corte, producido por una fuente sísmica cercana a la superficie. La fuente viaja a través del suelo a una serie lineal de detectores colocados en la superficie del suelo.
REFRACCIÓN SÍSMICA
CROSS-HOLE
UP-HOLE
DOWN-HOLE
vibración de superficie en estado estacionario
Análisis Espectral de Ondas Superficiales (SASW)
Suspension PS Logging
SCPT (Sismic Cone Penetration Test)
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