Presentación Sonda Suspendida-Cono Sísmico

Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica, A.C.

CURSO DE EXPLORACIÓN GEOTÉCNICA Sesión 6: Pruebas Indir Indirectas ectas 6.1 Sonda Suspendida 6.2 Cono Sísmico Autor: Ing. René Contreras Galván 11 de Agosto de 2011

Curso de Exploración Geotécnica Aspectos generales

CARACTERIZACIÓN DINÁMICA DE LOS SUELOS (DINÁMICA DE SUELOS) •

Parámetros dinámicos más importantes: Módulo de Rigidez al esfuerzo cortante (G) Fracción del amortiguamiento crítico ( (capacidad del suelo para disipar energía)

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LA OBTENCIÓN DE ESTOS PARÁMETROS PUEDE HACERSE MEDIANTE PRUEBAS DE CAMPO O PRUEBAS DE LABORATORIO

Curso de Exploración Geotécnica Aspectos generales

Pruebas de Laboratorio:

Muestras inalteradas de excelente calidad

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Equipo Triaxial Cíclico Corte simple cíclico Péndulo de Torsión Columna Resonante Pulsos ultrasónicos

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Pruebas de Campo: Down Hole Cross Hole Ruido ambiental Dispersión de ondas superficiales Dilatómetro Sísmico Sonda Suspendida Cono Sísmico

Uso de correlaciones:

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G ~ (e, o) G ~ (N) G ~ (qc) G ~ (e, OCR, •

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o)

Curso de Exploración Geotécnica Aspectos generales

TIPOS DE ONDAS SÍSMICAS

Ondas de cuerpo

Ondas superficiales

Curso de Exploración Geotécnica Aspectos generales

G = Vs2 G = Módulo de rigidez al corte Vs = Velocidad de la onda corte = Densidad de masa del suelo (  /g)

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APLICACIONES: Caracterización dinámica de los suelos Interacción dinámica suelo  –  estructura Modelos de respuesta sísmica •

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Curso de Exploración Geotécnica

6.1

SONDA SUSPENDIDA

Curso de Exploración Geotécnica

ANTECEDENTES Equipo desarrollado en 1980 para medir la velocidad de ondas de corte Vs en campo (Kitsunezaki, 1980). La Agencia Japonesa JICA donó el primer equipo a México (CENAPRED) y el II-UNAM realizó los primeros sondeos con este equipo en varios sitios de la Ciudad de México (Jaime, Romo y Ovando,1987). Su uso en nuestro país se ha extendido sobre todo en proyectos de gran importancia. Desafortunadamente ninguna empresa geotécnica lo tiene. •

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Curso de Exploración Geotécnica Descripción del equipo

Velocidad (m/s) = Distancia /  t t = Trs  –  Tri

D

Trs = Tiempo de arribo al receptor superior Tri = Tiempo de arribo al receptor inferior

Vs (m/s) = 1 m /  t

Curso de Exploración Geotécnica Generación de ondas S y P

Ondas P (de compresión)

Ondas S (de corte)

Curso de Exploración Geotécnica Antecedentes

VENTAJAS Permite determinar un perfil continuo de velocidades de onda corte (Vs) y de compresión (Vp). Se eliminan los problemas de la atenuación de las ondas de corte con la profundidad por que no se depende de una fuente colocada en la superficie o lejos de los receptores. Aplicable a la gran mayoría de suelos y rocas. •

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DESVENTAJAS Requiere de una perforación previa estabilizada con lodo bentonítico o lodo producto de la perforación. En suelos inestables requiere la colocación de ademe que puede interferir con la interpretación de las velocidades. Costo de adquisición elevado. Se requiere de un buen entrenamiento del operador para su manejo e interpretación. •

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Curso de Exploración Geotécnica Ejecución de la Prueba

Armado y preparación de la prueba

Sonda lista

Curso de Exploración Geotécnica Ejecución de la Prueba

Introducción de la sonda a la perforación

Curso de Exploración Geotécnica Ejecución de la Prueba

Ejecución de la prueba y almacenamiento de datos

Curso de Exploración Geotécnica Resultados de sondeos

Sonda Suspendida en Suelos del Nor Poniente de la Ciudad de México

Curso de Exploración Geotécnica Resultados de sondeos

Sonda Suspendida en Suelos del Nor Poniente de la Ciudad de México

Curso de Exploración Geotécnica Resultados de sondeos

Sonda Suspendida en Suelos duros del Poniente de la Ciudad de México

Curso de Exploración Geotécnica

6.2

CONO SÍSMICO

Curso de Exploración Geotécnica Cono sísmico

ANTECEDENTES Los primeros trabajos con Cono Sísmico se hicieron en la Universidad de British Columbia Canadá en 1984 (Rice, 1984). En años posteriores se hicieron varios trabajos (Campanella y Robertson,1984; Gillespie y Rice, 1986; Stephenson y Barker, 1984). En México, los primeros trabajos con Cono Sísmico se hicieron en el Instituto de Ingeniería de la UNAM (Ovando, Sámano y Díaz, 1991; Contreras, 1997). Su uso en nuestro país se ha extendido enormemente. •

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Curso de Exploración Geotécnica Descripción del equipo y principio de operación

Acelerómetros (1  –  10 kHz) Geófonos (1  –  300 Hz)

Curso de Exploración Geotécnica Ejecución de la prueba

Curso de Exploración Geotécnica Ejecución de la prueba

Curso de Exploración Geotécnica Ejecución de la prueba

Curso de Exploración Geotécnica Ventajas y desventajas

VENTAJAS Permite determinar un perfil continuo de velocidades de onda corte (Vs) y de compresión (Vp). Su costo de adquisición es relativamente bajo. Sus componentes electrónicos son sencillos, por lo tanto, es posible fabricarlo. Es un sondeo barato Aplicable a la mayoría de suelos. •

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DESVENTAJAS La profundidad de exploración está limitada a la magnitud de la fuente superficial de ondas. Es sensible a los campos magnéticos y a las interferencias externas como ruido, vibraciones, movimientos, etc. En suelos inestables, se requiere la colocación de ademes para hacer la prueba. Requiere de un buen entrenamiento del operador para su manejo e interpretación. •

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Curso de Exploración Geotécnica Resultados típicos

Sondeo de Cono sísmico en arcillas blandas, Ciudad de México

Sondeo de Cono sísmico en arenas sueltas, Manzanillo Colima

Curso de Exploración Geotécnica Bibliografía de interés

Kitsunezaki, C (1980).  A new method for Shear-wave logging, Geophysics, Vol.45,  No.10, October. •

Ovando, E. y Romo, M. (1991).  Estimación de velocidad de ondas S en la arcilla de la Ciudad de México con ensayes de cono, Sismodinámica 2:107-123. •

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Rice, A.H, (1984). The seismic cone penetrometer, University of British Columbia.

Campanella, R.G, and Robertson,P.K (1984).  A seismic cone penetrometer to measure engineering properties of soil. Proceedings, 54th Annual International Meeting and   Exposition of the Society of Exploration Geophhysics, Atlanta, Ga. Pp:138-141. •

Contreras, R (1997).  Desarrollo y aplicaciones de un dispositivo para medir la velocidad de ondas de corte en campo, Tesis de Maestría en Mecánica de Suelos. DEPFI-UNAM. •

Curso de Exploración Geotécnica

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