Licuefaccion Traducido

3 ACTIVACIÓN DE LICUEFACCIÓN

La evaluación de los posibles riesgos licuefacción involucra dos preguntas (1) la licuefacción puede ser accionada por el efecto de un terremoto, (2) cuales son las consecuencias potenciales una ves activada la licuefacción? Esta sección describe los procedimientos para evaluar el accionamiento de la licuefacción, incluyendo una discusión de consideraciones geológicas, el marco de análisis, ensayos in situ, la correlaciones que accionan a la licuefacción, y un ejemplo de un análisis.

3.1 Susceptibilidad de licuación de depósitos de suelo

Un estudio de geología local del sitio es una parte esencial de la naturaleza y caracterización de los suelos que son susceptibles a la licuefacción. La extensión o grado de licuefacción depende de los sedimentos con cohesión (gravas, arenas, y limos de muy baja plasticidad) dentro del depósito y requiere un nivel suficientemente alto nivel freático para que estén saturados. Los sedimentos mas susceptibles son los rellenos, los aluviales, fluviales, los marinos y los depositados por el viento. Además, los sedimentos son los más susceptibles a la licuefacción cuando están recién depositado, cada vez viejos son más resistentes. Estos factores son representados en los criterios recomendados por Youd and Perkins (1978), como se muestra en la Tabla 1, para detectar la posible presencia de suelos susceptibles a la licuefacción. Estos tipos de criterios se utilizan comúnmente con mapas geológicos para producir mapas regionales de la licuefacción peligros para la planificación y ordenamiento territorial.

Cuadro 1 depósitos del suelo susceptibilidad a la licuefacción durante una fuerte sacudida sísmica (Youd y Perkins 1978, con permiso de ASCE).

Probabilidad de que sedimentos no cohesivos sean susceptibles a la licuefacción cuando esten saturados

Tipo de depósito Distribución de sedimentos sin cohesion en el deposito <500 Años Holoceno Pleistoceno Pre-Pleistocene

Continental

Canal del Río Variable Local Muy alto Alta Baja Muy baja

Inundación Variable Local Alta Moderado Baja Muy baja

Y en las llanuras aluviales del ventilador Extendida Moderado Baja Baja Muy baja

Terrazas marinas y llanuras Extendida --- Baja Muy baja Muy baja

Delta y delta del ventilador Extendida Alta Moderado Baja Muy baja

Lacustres y playa Variable Alta Moderado Baja Muy baja

Colluvium Variable Alta Moderado Baja Muy baja

Talud Extendida Baja Baja Muy baja Muy baja

Dunas Extendida Alta Moderado Baja Muy baja

Loess Variable Alta Alta Alta Desconocido

Glacial hasta Variable Baja Baja Muy baja Muy baja

Tuff Raro Baja Baja Muy baja Muy baja

Teplira Extendida Alta Alta ? ?

Suelos residuales Raro Baja Baja Muy baja Muy baja

Sebkha Variable Local Alta Moderado Baja Muy baja

Zona Costera

Delta Extendida Muy alto Alta Baja Muy baja

Los Estuarios Variable Local Alta Moderado Baja Muy baja

Playa de olas de alta energía Extendida Moderado Baja Muy baja Muy baja

Playa de olas de baja energpia Extendida Alta Moderado Baja Muy baja

Bajas Lacustres Variable Local Alta Moderado Baja Muy baja

Embalse Variable Local Alta Moderado Baja Muy baja

Relleno Artificial

Sin Compactar llenar Variable Muy alto - - -

Relleno Compactado Variable Baja - - -

Los sedimentos cohesivos (p. ej., las arcillas y limos de plásticos) también pueden desarrollar presiones y deformaciones durante un terremoto, cargando y sobre todo cuando los sedimentos son suaves y delicados, es importante el manejo del esfuerzo cortante (p. ej., pendiente o carga de fundación), y los niveles del temblor suficientemente fuertes. Sin embargo, porque los suelos cohesivos difieren en las características de resistencia al esfuerzo cortante contra los suelos no cohesivos, diferentes procedimientos técnicos son necesarios para evaluar como los suelos cohesivos responden a cargar sísmicas. Por esta razón, los términos de licuefacción se aplican a suelos sin cohesión (p. ej., gravas, arenas, y limos de muy baja plasticidad), mientras que el término "ablandamiento cíclico" se utiliza para describir las conductas de arcillas y limos plásticos. Criterios y procedimientos para evaluar el potencial para ablandamiento cíclico en suelos cohesivos son descritos en la sección 6.

Pruebas de licuefacción en la superficie ha sido asociada en la mayoría de los casos ocurridos a profundidades de menos de 15 m. Esto está relacionado con el hecho de que los depósitos menos profundos suelen ser los más jóvenes y por lo tanto más susceptibles a la licuefacción. A mayores profundidades pueden pasar desapercibidos ya que no se reflejan en la superficie. Licuefacción mayores profundidades, es considerable cuando, terraplenes construidos de material sueltos (p. ej., relleno hidráulico) o construidos sobre los sedimentos más jóvenes.

Registros históricos o geológicos anteriores a la licuefacción proveen la mayor evidencia directa que un suelo fuerte es susceptible a la licuefacción, porque los suelos que se licuan en un terremoto se han observado a menudo se licuaran en los terremotos siguientes. Por lo tanto, para cualquier evaluación de riesgos de licuefacción en un sitio determinado son beneficiosos los datos históricos.

Los procesos de sedimentación y la construcción histórica de rellenos son a menudo evidentes en fotografías aéreas. Por ejemplo, la figura 46 muestra una fotografía aérea de Moss Landing, California en 1952 y otro en 1987. Las fotos ofrecen una buena vista de cómo la playa, la eólica, fluvial, y los procesos de los estuarios todos juntos para producir un ambiente con deposito bastante complejo. Además, comparación detallada de estas dos fotos muestran que las zonas de la costa han sido modificados por desarrollo portuario (áreas de relleno y el dragado) o modificados por la deposición natural y los procesos de erosión. Las áreas de muy recientes depósitos naturales y rellenos de material suelto son considerados altamente vulnerables a la licuefacción y, de hecho, corresponde precisamente a las zonas de más graves deformaciones causadas por licuefacción durante el terremoto de Loma Prieta en 1989 .

La Figura 46. Fotos aéreas de Moss Landing, California, mostrando el entorno geológico; la foto de la izquierda es de 1952, y la foto de la derecha es de 1987. En comparación, las fotos pueden identificar los movimientos de la costa, los rellenos artificiales, y la reciente construcción (fotos: USGS).

3.2 Marco de Análisis para el Desarrollo Licuefacción de las Correlaciones de la Activación

Varios enfoques o marcos se han propuesto en los últimos años 45 para evaluar el potencial de activación de licuefacción. La estrategia más utilizada ha sido el basada en el esfuerzo que compara los ciclos de esfuerzos inducidos por terremotos con la resistencia cíclica del suelo. De esfuerzos base y de energía base son enfoques menos comunes y, por consiguiente, no se incluyen aquí.

Esfuerzos cíclicos inducidos por terremotos bajo nivel de tierra se atribuyen principalmente a los efectos de agitación horizontal. La Figura 47 ilustra esquemáticamente los esfuerzos y las presiones de poro que actúan sobre un elemento de suelo debajo del nivel de superficie de tierra antes y durante la vibración horizontal en un terremoto. La vibración vertical de este perfil producirá cambios transitorios adicionales en el total de esfuerzos verticales, esfuerzo horizontal total y presión de poro, pero los esfuerzos vertical y horizontal efectivos no se verían afectados. Esta es la razón por lo que los esfuerzos verticales no son considerados en el análisis de perfiles de nivel de suelo. Los esfuerzos cíclicos horizontales se normalizan por los esfuerzos de consolidación efectiva vertical (σvc) para llegar a la CSR, que luego se compara con el suelo de CRR, como se muestra en la Figura 48.

La Figura 47. Esfuerzos cíclicos en un suelo de bajo nivel del suelo durante agitación horizontal.

Figura 48. La zona de licuefacción se determina mediante la comparación de los ciclos de esfuerzos inducidos por terremotos con los ciclos de resistencia del suelo.

La licuefacción se espera a profundidades donde las tensiones inducidas son superiores a la resistencia cíclica del suelo.

El desarrollo de los procedimientos de diseño, por lo tanto, requiere métodos para estimar los esfuerzos cíclicos inducidos por terremotos (es decir, el CSR) y el in-situ CRR. El terremoto inducido CSR es estimado a menudo por el método Seed-Idriss simplificado, procedimiento descrito en la Sección 3.3.

Figura 49. El esquema del enfoque que se utiliza para desarrollar las relaciones entre los in-situ CRR de arena y los resultados de pruebas in situ.

La in-situ CRR de arenas podrían ser evaluados sobre la base de las pruebas de laboratorio de muestras de campo, pero esto requeriría el uso de técnicas de muestreo congelado si resultados significativos se quieren obtener, como se explica en la Sección 2.3 . El costo de las técnicas de muestreo congelado es prohibitivo para la gran mayoría de los proyectos.

En consecuencia, las relaciones semi-empírico se desarrollan entre los CRR in-situ de arenas y los resultados in-situ, las bases de las compilaciones de los casos históricos en los que la evidencia de la licuefacción se ha observado o no,

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