informe 3.pdf

7/25/2019 Informe 3.pdf

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Tabla de contenido1. Introduccin .................................................................................................................................3

1.1 Generalidades ......................................................................................................................3

1.1.1 Amplificacin roca basalsuperficie del depsito de suelos ......................................3

1.1.2 Mtodo Lineal Equivalente ..........................................................................................3

1.2 Objetivos ..............................................................................................................................4

1.2.1 Objetivo General: .........................................................................................................4

1.2.2 Objetivos Especficos:...................................................................................................4

2. Metodologa .................................................................................................................................4

2.1 Datos del Perfil de Suelo ......................................................................................................4

2.2 Sismos y Acelerogramas.......................................................................................................5

2.3 Suelo de Clculo y Curvas de Degradacin ..........................................................................7

2.4 Datos para el Mtodo Lineal Elstico...................................................................................9

2.5 Mtodo Lineal Equivalente ............................................................................................... 11

3 Resultados y Conclusiones ........................................................................................................ 14

4 Bibliografa ................................................................................................................................ 15

5 Anexos ....................................................................................................................................... 16

5.1 Perfil Estratigrfico del Suelo en la estacin INGEOMINAS: ............................................. 16

5 2 Perfiles Modelados de la Microzonificacin Ssmica de Cali estacin INGEOMINAS 18


3/29

1.

Introduccin1.1Generalidades

1.1.1 Amplificacin roca basalsuperficie del depsito de suelos

Resulta importante establecer la amplificacin o eventual atenuacin que pueda generarse atravs del depsito de suelos. El sismo producido en la roca causa un desplazamiento dinmico delsuelo como estructura que, por lo general, es amplificada por el estrato de suelo y la respuesta ensuperficie, en trminos de aceleracin, es importante conocerla pues ser esa respuesta la que

afectar a las estructuras civiles.

Figura 1 Aceleracin en Roca y Superficie

1.1.2 Mtodo Lineal Equivalente

La hiptesis fundamental del mtodo lineal equivalente, es que la respuesta no lineal puede seri d d ti f t i d l li l l ti ti d i l i d d


4/29

1.2

Objetivos

1.2.1 Objetivo General:

Obtener una respuesta en aceleraciones, de un estrato real de suelo, mediante las

entradas en roca correspondientes a acelerogramas en estratos rocosos, en Cali, y

compararlas con las salidas, tambin de acelerogramas, en una estacin que est en un

suelo similar al real.

1.2.2

Objetivos Especficos:1.2.2.1Adquirir destreza en el manejo de EFESIOs para el anlisis dinmico del suelo,

y en el modelamiento de suelos a partir de valores reales, (un perfil de suelo).

1.2.2.2Comparar la respuesta obtenida, del anlisis lineal equivalente del suelo, con

los valores reales obtenidos de instrumentos de medicin. Deducir, si es

posible, alguna razn por la que coinciden o no.

1.2.2.3Ganar experiencia en la adquisicin de datos en la estaciones del suroccidente,

manejadas por OSSO en la universidad del Valle.

2.Metodologa

Los registros de los sismos en Cali, estn siendo medidos directamente por las

estaciones del Observatorio Sismolgico y Geofsico del SurOccidente Colombiano

OSSO, quin nos ha facilitado los registros de 3 sismos ocurridos en estaciones en

Roca y en Suelo.

2.1Datos del Perfil de Suelo

Se necesita el dato de estacin en Roca, siendo la entrada para EFESIO, pues ser el

sismo sin amplificacin dinmica mientras que los registros de la estacin en Suelo


5/29

Tabla 1 Datos para el Modelo Perfil Reducido

2.2Sismos y Acelerogramas

Los sismos obtenidos de los bsquedas de http://bdrsnc.sgc.gov.co, que guarda los

datos de acelerogrmas del equipo tipo ETNA, el cual es tiene sensores triaxiales y los

registros no estn corregidos. La correccin se hizo abriendo el archivo ASCII con

Notepad y pegando sus datos en Excel:

El archivo contiene datos de

Estacion:PARQUE ECOLOGICO, CALI Geol:ROCA Topo:PLANA

Capa Espesor Vs SUCS Degradacin Amortiguamientoi Hi[m] [m/s] [kN/m] Descripcin G/Gmx D(%)

1 8.9 230 18.44 MH Finos de Moderada Degradacin 2 2

2 5.1 300 17.65 SH Arena Limo Arcillosa 7 7

3 5.1 300 15.30 MH Finos de Alta Degradacin 7 7

4 9.6 290 18.14 GP Gravas

5 3.9 300 16.87 SM Arena Limo Arcillosa 3 3

6 2.6 230 18.04 MH Finosa de Alta Degradacin 4 4

7 4.4 290 19.61 GP Gravas

8 5 340 17.65 SM Arena Limo Arcillosa 5 5

9 4.9 260 16.48 CL Finos de Alta Degradacin 4 4

10 1.1 240 13.73 P1 Finos de Muy Baja Degradacin 10 10

11 3.4 260 16.67 SM Arena Media 13 13

12 3 320 18.14 MH Finos de Moderada Degradacin 10 10

13 13 410 18.14 Arena Limo Arcillosa 10 6

ROCA 700 21.58

Rollins et al 1998

Rollins et al 1998
http://bdrsnc.sgc.gov.co/http://bdrsnc.sgc.gov.co/http://bdrsnc.sgc.gov.co/


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NS EW VER

-19.9027064 -20.21122 -3.9615632-19.9189184 -20.1826096 -3.9601328

-19.8826792 -20.1807024 -3.955364Captura 2 Ejemplo de tabulados de aceleraciones en archivos *.anc

Se desprecia la aceleracin vertical, esto pues el modelo lineal equivalente considera

exclusivamente el suelo en la vertical, por tanto slo es posible introducir datos

horizontales. La resultante se calcula fcilmente en Excel mediante 2 + 2. La

correccin por lnea de base resulta en restar el vector a su media (promedio)

= , as se obtiene:

NS EW VER t usdato [cm/s] us [cm/s] Sa (g)

-19.9027064 -20.21122 -3.9615632 0 28.366 -0.148 -0.01513309

-19.9189184 -20.1826096 -3.9601328 0.005 28.357 -0.157 -0.0160501Captura 3 Ejemplos de resultados del clculo en excel

Dnde usdato es la resultante horizontal, y us la correccin por lnea de Base. EFESIO

recibe valores de seudoaceleracin por tanto Sa=u/g, siendo g la aceleracin

gravitacional.

0.020

0.030

0.040

Sismo Pizarro Registrado en la RAC07


7/29

2.3Suelo de Clculo y Curvas de Degradacin

El software de efectos de sitio EFE-SIO, permite el anlisis dinmico del suelo conmltiples estratos, los datos para la alimentacin se obtienen del estudio de

microzonificacin, como se aprecia en el anexo 5.2 de este informe.

Los datos para EFE-SIO son:

Captura 4 Datos para el Modelo Lineal en EFE-SIO y Lineal Equivalente

Los datos de las curvas se encuentran en el anexo 2, del informe 5.2 Respuesta ssmica para la

curva 2, por ejemplo usando AutoCAD para la obtencin de puntos as:

Se trazan lneas verticales, esto debido a que EFE-SIO admite las dos curvas con la misma abscisa.

Luego se dibujan las curvas encima de las imgenes

Capa Espesor Vs SUCS Degradacin Amortiguamientoi Hi[m] [m/s] [kN/m] Descripcin G/Gmx D(%)

1 8.9 230 18.44 MH Finos de Moderada Degradacin 2 2

2 5.1 300 17.65 SH Arena Limo Arcillosa 7 73 5.1 300 15.30 MH Finos de Alta Degradacin 7 7

4 9.6 290 18.14 GP Gravas

5 3.9 300 16.87 SM Arena Limo Arcillosa 3 3

6 2.6 230 18.04 MH Finosa de Alta Degradacin 4 4

7 4.4 290 19.61 GP Gravas

8 5 340 17.65 SM Arena Limo Arcillosa 5 5

9 4.9 260 16.48 CL Finos de Alta Degradacin 4 4

10 1.1 240 13.73 P1 Finos de Muy Baja Degradacin 10 10

11 3.4 260 16.67 SM Arena Media 13 13

12 3 320 18.14 MH Finos de Moderada Degradacin 10 10

13 13 410 18.14 Arena Limo Arcillosa 10 6ROCA 700 21.58

Rollins et al 1998

Rollins et al 1998


8/29

Seguido a lo anterior, se ubican las curvas en el origen de coordenadas de AutoCAD, y se listan las

coordenadas de las polilineas, as:

Captura 6 Obtencin de Coordenadas en AutoCAD

Se realiza el mismo proceso para la curva de amortiguamiento, estos datos se tabulan

en Excel, y por supuesto se corrigen los ejes semilogaritmicos, con potencias de

en abscisas X y 1/1.9783 en Y:

Punto X Y (%) G/Gmx1 0 1.9783 0.00010 1.000

2 1.2966 1.9408 0.00198 0.981

3 1.7218 1.7974 0.00527 0.909

4 2.2353 1.4741 0.01719 0.745

5 2.8309 0.9955 0.06775 0.503

6 3.3711 0.5615 0.23502 0.284

7 3.9929 0.1882 0.98378 0.095

8 4.4355 0.0819 2.72584 0.041

9 4 9799 0 0236 9 54773 0 012

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

G/Gmx


9/29

Captura 8 Obtencin de datos Curva 2 Amortiguamiento

Finalmente se guardan las columnas de deformacin, G/Gmx y Amortiguamiento en *.txt para

recibirlas en EFE-SIO, as:

Punto X Y (%)

D(%)1 0 1.9783 0.00010 1.063

2 1.2966 1.9408 0.00198 1.415

3 1.7218 1.7974 0.00527 2.252

4 2.2353 1.4741 0.01719 4.836

5 2.8309 0.9955 0.06775 10.334

6 3.3711 0.5615 0.23502 17.208

7 3.9929 0.1882 0.98378 23.919

8 4.4355 0.0819 2.72584 26.170

9 4.9799 0.0236 9.54773 27.4330

5

10

15

20

25

30

0.00010 0.00100 0.01000 0.10000 1.00000 10.00000

D(%)


10/29

Es necesario un valor para el amortiguamiento, EFE-SIO asigna valores predefinidos de

amortiguamiento, sin embargo el mtodo recomendando es asumir una deformacin del 60% delmximo, se corta la curva para 0.60 de degradacin as:

Captura 10 Valor de Amortiguamiento para Curva 02 Resulta 8.2%

Se repite el procedimiento para cada una de las curvas, y se aplica en el estrato correspondiente

as:

Capa Espesor Vs Amortiguamiento Valor para EFE-SIO

i Hi[m] [m/s] [kN/m] D D(%)1 8.9 230 18.44 2 8.20

2 5.1 300 17.65 7 9.48

3 5 1 300 15 30 7 9 48


11/29

Figura 3 Mtodo Lineal Elstico Sismo Pizarro

Es obvio la amplificacin en los estratos de suelo, con ayuda de EFE-SIO exportamos los valores de

la salida, nicamente a nivel de superficie que es la de inters, para su comparacin desplazamos

las curvas para que su pico mximo coincida:

0 010.020.030.040.050.06

cin

Sa

Sismo Pizarro


12/29

Figura 5 Carga de Datos de Curvas de Degradacin en EFE-SIO

nicamente luego de cargar todas las curvas, es posible correr el modelo lineal equivalente, y EFE-

SIO muestra una ventana a este estilo:


13/29

Figura 7 Espectros de Densidad de Potencia en EFE-SIO (no se muestra el total de capas por comodidad)


14/29

Figura 9 Superposicin de las Curvas Real en RAC02, Calculada por Lineal Elstico y Lineal Equivalente

-0.06

-0.05

-0.04

-0.03

-0.02-0.01

0.00

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110

Seudoaceleracin

Sa

Tiempo t(s)

Sismo Pizarro

Real

EFE-SIO

A.L.E

-0.02

-0.01

0.000.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

30 35 40 45

doaceleracin

Sa

Sismo Pizarro

Real

EFE-SIO

A L E


15/29

1 Pizarro 0.03318310 0.03964496 0.04413805 0.05972611 1.19 1.33 1.80

2 La Victoria 0.00805275 0.00330123 0.00814838 0.01376637 0.41 1.01 1.713 Calima 0.00438621 0.00388683 0.00453812 0.00822492 0.89 1.03 1.88

Tabla 2 Comparacin de Picos Mximos entre modelos y datos reales

Los valores ms altos de magnificacin se obtienen, en todos los casos se logra en el

mtodo lineal equivalente.

Los mtodos elsticos en todos los casos amplifican los valores picos de las seales no se

logra precisamente en los datos reales, puede deberse a que quizs la seal en RAC07 no

es exactamente registrada a nivel de roca. El sismo de Pizarro siendo el de seudoaceleracin ms alta, logra un parecido bastante

bueno al del mtodo lineal elstico, esto puede indicar que los modelos son ms precisos

para sismos fuertes.

Se necesita variar prametros de los modelos y de los acelerogramas para un ajuste ms

coherente de los valores anliticos.

4 Bibliografa

Lista de Estaciones en Colombia

http://seisan.sgc.gov.co/RNAC/index.php?option=com_content&view=article&id=60&Itemid=72

Acelerogramas en Colombia
http://seisan.sgc.gov.co/RNAC/index.php?option=com_content&view=article&id=60&Itemid=72http://seisan.sgc.gov.co/RNAC/index.php?option=com_content&view=article&id=60&Itemid=72http://seisan.sgc.gov.co/RNAC/index.php?option=com_content&view=article&id=60&Itemid=72http://seisan.sgc.gov.co/RNAC/index.php?option=com_content&view=article&id=60&Itemid=72


16/29

5 Anexos

5.1Perfil Estratigrfico del Suelo en la estacin INGEOMINAS:


17/29

Figura 11 Perfil Estacin INGEOMINAS


18/29

5.2Perfiles Modelados de la Microzonificacin Ssmica de Cali estacin INGEOMINAS

Figura 12 Modelo Estratificado Sobre Roca Flexible del Perfil INGEOMINAS P12


19/29

5.3Curvas de Degradacin para el Mtodo Lineal Equivalente

Figura 13 Curva de Degradacin 2 Finos de Degradacin Moderada


20/29

Figura 14 Curva 3


21/29

Figura 15 Curva 4


22/29

Figura 16 Curva 5


23/29

Figura 17 Curva 7


24/29

Figura 18 Curva 10


25/29

Figura 19 Curva 13


26/29

Figura 20 Curva para gravas Rollins et al. 1998


27/29

5.4Comparacin Grfica de los Mtodos de Anlisis y las curvas rEales

5.4.1 Sismo Pizarro

-0.06

-0.05

-0.04

-0.03

-0.02

-0.01

0.00

0.01

0.02

0.03

0.04

0.050.06

15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Seudoaceleracin

Sa

Tiempo t(s)

Sismo Pizarro

Real

EFE-SIO

-0.06

-0.05

-0.04

-0.03

-0.02

-0.01

0.000.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Seudoaceleraci

n

Sa

Tiempo t(s)

Sismo Pizarro

Real

EFE-SIO

A.L.E


28/29

5.4.2

Sismo La Victoria

-0.013

-0.008

-0.003

0.002

0.007

0.012

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Seudoaceleracin

Sa

Tiempo t(s)

Sismo Victoria

Real

EFE-SIO

-0.018

-0.013

-0.008

-0.003

0.002

0.007

0.012

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Seudoaceleracin

Sa

Tiempo t(s)

Sismo Victoria

Real

EFE-SIO

ALE


29/29

5.4.3 Sismo Calima

-0.006

-0.004

-0.002

0.000

0.002

0.004

0.006

0.008

0.010

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Seudoaceleracin

Sa

Tiempo t(s)

Sismo Calima

Real

EFE-SIO

-0.010

-0.008

-0.006

-0.004

-0.002

0.0000.002

0.004

0.006

0.008

0.010

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Seudoaceleracin

Sa

Tiempo t(s)

Sismo Calima

Real

EFE-SIO

ALE

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