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TESIS LICUACION

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  • Universidad Austral de Chile Facultad de Ciencias de la Ingeniera

    Escuela Ingeniera en Construccin

    DETERMINACIN DEL POTENCIAL DE LICUEFACCIN DE

    SUELOS NO COHESIVOS SATURADOS BAJO CARGAS

    SSMICAS USANDO EL ENSAYO DE PENETRACIN

    ESTNDAR.

    Tesis para optar al Ttulo de:

    Ingeniero Constructor

    Profesor Gua:

    Sr. Luis Collarte Concha

    DANIEL HUMBERTO SANTIBEZ RODRGUEZ

    VALDIVIA, 2006

  • 2

    ndice

    NDICE ......................................................................................................................................................2

    RESUMEN ................................................................................................................................................5

    ABSTRACT...............................................................................................................................................5

    CAPTULO I. INTRODUCCIN................................................................................................................6

    1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .................................................................................... 6

    1.2 OBJETIVOS ....................................................................................................................... 7 1.2.1 Objetivo general..........................................................................................................................7 1.2.2 Objetivos especficos...................................................................................................................7

    CAPTULO II. NOCIONES DE SISMOLOGA Y SISMICIDAD EN CHILE..............................................8

    2.1 NOCIONES DE SISMOLOGA............................................................................................... 8 2.1.1 Tectnica de placas .....................................................................................................................8

    2.1.1.1 Tipos de fallas...................................................................................................................9 2.1.1.2 Bordes de placa...............................................................................................................10

    2.1.2 Generacin de los terremotos ..................................................................................................12 2.1.2.1 Rebote elstico................................................................................................................13 2.1.2.2 Profundidades ssmicas...................................................................................................15

    2.1.3 Intensidad y magnitud de los terremotos................................................................................16 2.1.3.1 Intensidad de un terremoto .............................................................................................16 2.1.3.2 Magnitud de un terremoto...............................................................................................17 2.1.3.3 Energa de un terremoto..................................................................................................21

    2.1.4 Ondas ssmicas ..........................................................................................................................23 2.1.4.1 Ondas de cuerpo .............................................................................................................23 2.1.4.2 Ondas superficiales .........................................................................................................24 2.1.4.3 Instrumentos ssmicos.....................................................................................................25 2.1.4.4 Localizacin de un terremoto..........................................................................................26

    2.2 SISMICIDAD EN CHILE .................................................................................................... 26 2.2.1 Antecedentes histricos ............................................................................................................27

    2.2.1.1 Terremotos importantes en Chile....................................................................................27 2.2.1.2 Sismicidad histrica perodo 1570 2005......................................................................31

    2.2.2 Causas de los terremotos en Chile...........................................................................................31 2.2.2.1 Sismos de subduccin o interplaca .................................................................................31 2.2.2.2 Otros mecanismos de terremotos ....................................................................................32 2.2.2.3 Distribucin de la sismicidad..........................................................................................33

    2.2.3 Riesgo ssmico y zonificacin ssmica en Chile.......................................................................34 2.2.3.1 Riesgo ssmico ................................................................................................................34 2.2.3.2 Zonificacin ssmica .......................................................................................................36

    CAPTULO III. DINMICA DE SUELOS................................................................................................38

    3.1 FUNDAMENTOS DE VIBRACIONES ................................................................................... 38 3.1.1 Vibraciones libres .....................................................................................................................38

  • 3

    3.1.2 Vibraciones forzadas ................................................................................................................39 3.1.3 Vibraciones amortiguadas .......................................................................................................40 3.1.4 Vibraciones forzadas amortiguadas........................................................................................42

    3.2 PROPAGACIN DE ONDAS SSMICAS................................................................................ 43 3.2.1 Conceptos bsicos de propagacin de ondas ..........................................................................44

    3.2.1.1 Tipos y caractersticas de las ondas ................................................................................44 3.2.1.2 Ecuacin de onda............................................................................................................45

    3.2.2 Velocidad de las ondas ssmicas...............................................................................................46 3.2.2.1 Velocidad de las ondas de cuerpo...................................................................................46 3.2.2.2 Velocidad de las ondas superficiales ..............................................................................47 3.2.2.3 Relacin entre velocidades .............................................................................................48

    3.3 COMPORTAMIENTO DINMICO DEL SUELO ..................................................................... 49 3.3.1 Propiedades dinmicas de los suelos .......................................................................................49

    3.3.1.1 Mdulo de corte y razn de amortiguamiento ................................................................50 3.3.1.2 Factores que influyen en las propiedades dinmicas del suelo .......................................53 3.3.1.3 Medicin de propiedades en ensayos de laboratorio.......................................................54 3.3.1.4 Medicin de propiedades en ensayos de terreno.............................................................57

    3.3.2 Efectos de los sismos en el suelo...............................................................................................59 3.3.2.1 Densificacin ..................................................................................................................60 3.3.2.2 Licuefaccin ...................................................................................................................61 3.3.2.3 Fallas de taludes..............................................................................................................61 3.3.2.4 Amplificacin ssmica ....................................................................................................63

    CAPTULO IV. LICUEFACCIN ............................................................................................................65

    4.1 INTRODUCCIN .............................................................................................................. 65 4.1.1 Descripcin de la licuefaccin..................................................................................................65 4.1.2 Ejemplos de licuefaccin ..........................................................................................................68 4.1.3 Terminologa .............................................................................................................................71

    4.1.3.1 Licuefaccin de flujo ......................................................................................................71 4.1.3.2 Movilidad cclica ............................................................................................................72

    4.1.4 Evaluacin de riesgo de licuefaccin.......................................................................................72 4.2 SUSCEPTIBILIDAD DE LICUEFACCIN.............................................................................. 73

    4.2.1 Suelos susceptibles ............................................