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Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10481/27551

Title: Periodos dominantes del movimiento sísmico y su relación con los tipos de suelo en la zona de Granada
Authors: Hidalgo García, Joaquín Daniel
Direction: Alguacil de la Blanca, Gerardo
Vidal Sánchez, Francisco
Collaborator: Universidad de Granada. Departamento de Mecánica de Estructuras e Ingeniería Hidráulica
Issue Date: 9-Jul-2013
Submitted Date: Dec-2011
Abstract: La importancia de los efectos de sitio el la caracterización de los movimientos sísmicos es de gran importancia en el mundo ingenieril (Seed and Idriss 1982), y esta importancia se ha visto reflejada mediante la incorporación en los códigos técnicos, normativas y relaciones o clasificaciones que los definan. Uno de los primeros en incorporar la clasificación de las condiciones locales fue el código UBC (1976) (Uniform Building Code). En su código de 1977 incorpora la velocidad de ondas de corte en los 30 primeros metros del sitio como un solo parámetro de caracterización. Los trabajos de Trifunac (1971, 1973) son una referencia clásica en el estudio del efecto local debido a la incidencia de ondas SH sobre valles aluviales y cañones semicilíndricos. Por otro lado, es una práctica común en el diseño usar aproximaciones simplificadas que definen el tipo suelo (“suelo” vs. “roca”) o ignorar los efecto de la profundidad. Gracias al volumen de registros obtenidos en terremotos como el de Northridge de 1994 o el de Loma prieta de 1989, se dispone de una gran cantidad de información útil y se ha tenido la oportunidad de mejorar, evaluar y desarrollar relaciones empíricas basadas en la predicción de la respuesta en el sitio. Esto ha llevado a realizar amplios estudios para el cálculo de la respuesta del sitio como por ejemplo relacionarlos con la intensidad, factores de amplificación de largos y cortos periodos basados en las mediciones de velocidades de ondas en los 30 primeros metros (Borcherdt, 1994), factores de amplificación dependientes de la intensidad y el sitio que modifican la aceleración pico (PGA) en roca para tener en cuenta dichos factores (Seed et al. 1991) y que son utilizados junto con los espectros de respuesta normalizados de aceleración para desarrollar espectros de diseño dependientes del sitio. Existen tres factores fundamentales en la propagación de ondas sísmicas que afectan al movimiento y contribuyen a su amplificación. La fuente del sismo, el medio por el cual las ondas se transmiten y por ultimo y no menos importante, el efecto local o de sitio. La transmisión de las ondas a través del terreno provoca una composición de ondas (directas y ondas reflejadas, ondas producto de la dispersión y difracción, y ondas superficiales) debida fundamentalmente a las propiedades geológicas y dinámicas del terreno, directividad e incidencia en la base rocosa y a la topografía superficial. El efecto que produce esta combinación de factores sobre el movimiento sísmico, se traduce en amplificaciones o atenuaciones del movimiento, variación del contenido en frecuencia, amplitudes máximas, duración, etc. Aunque existe el hecho de que otra serie de efectos pueden producir daños en las estructuras, como la licuefacción, fallos del terreno, deficiencias estructurales, efectos topográficos, etc., enfatiza la necesidad de conocer y caracterizar los efectos potenciales de los depósitos de suelos en la amplificación de los movimientos sísmicos. Llegar al conocimiento de la geología superficial es un objetivo difícil ya que la obtención de los datos mediante investigaciones geológicas no es posible en todos los casos y tiene un alto coste económico (realizar este tipo de investigaciones requiere de financiación). Se complementa generalmente con otro tipo de información topográfica, mediante mapas geológicos, aproximaciones numéricas o investigaciones de aproximaciones instrumentales. Como alternativa, existe un método de aproximación instrumental denominado “método de las razones espectrales H/V” o “HVSR”, análogo a la técnica receiver-function technique (función del receptor, Langston, 1979) consistente en hallar las razones espectrales suavizadas entre las componentes horizontales (Norte-Sur, Este-Oeste) y verticales, correspondientes a un emplazamiento definido. Se trata de un método sencillo y de poco coste económico. Nakamura (1989) desarrolló un método basado en está técnica con la diferencia del tipo de registro utilizado. La técnica de función del receptor utiliza registros de aceleración, velocidad o desplazamientos sobre los que se calculan las razones espectrales, sin embargo la técnica de Nakamura se aplica sobre registros de ruido. Estas técnicas presentan algunos problemas como la correcta elección del emplazamiento de referencia, adecuadas técnicas de suavizado ya que una incorrecta aplicación de éstas puede ocultar rasgos importantes de las razones, o la ventana del registro elegida, si ésta no es adecuada puede que las amplitudes estimadas se contaminen con fases que estén fuera de los parámetros buscados. Particularizando el estudio y caracterización del efecto de sitio, la provincia de Granada se encuentra en la zona de mayor peligrosidad sísmica de España con los valores más elevados de aceleración sísmica básica de toda la geografía nacional (0.23g, NCSE 2002). Esto se debe a que en regiones como las Béticas donde existe una sismicidad moderada y ocasionalmente grande, la influencia que las condiciones de la estructura geológica superficial tienen en la modificación de las características de las ondas procedentes de la sacudida sísmica es de gran importancia. Además se produce la circunstancia de que la ciudad de Granada se asienta sobre una cuenca de materiales con series potentes de materiales sedimentarios poco consolidados formando un acuífero. Esto implica que puedan darse fenómenos de amplificación local; fenómenos que se han reflejado tras los terremotos históricos que han asoldado la provincia de Granada como por ejemplo el terremoto de Albolote del 19 de abril de 1956; terremoto de Andalucía del 25 de diciembre de 1884; terremoto de Cabo de San Vicente (Lisboa) del 1 noviembre de 1775 o el terremoto de Atarfe de julio de 1431. El terremoto de Lisboa de 1755 (llamado así porque los mayores daños se produjeron en esta ciudad) aunque evidentemente no tuvo su epicentro en la provincia de Granada, sí afectó a muchos términos municipales. En el pueblo de Güevéjar hay constancia de haberse producido deslizamiento de laderas. Este pueblo se encuentra situado en la falda de una montaña donde después del terremoto y durante las horas siguientes se produjo un lento pero continuo deslizamiento del terreno que obligó a desalojarlo. Curiosamente un fenómeno análogo se reprodujo posteriormente en este mismo pueblo con el sismo de Andalucía de 1884 (Martinez S., 2001) Por lo tanto, podemos resumir que la respuesta sísmica del sitio y la amplificación del movimiento de tierra están afectadas por la combinación de efectos debido a la rigidez del suelo y a su espesor (Rodríguez-Marek, Abrahamson 1999). Y el trabajo que vamos a desarrollar intentará proponer en función de una serie de parámetros que han sido definidos para caracterizar el contenido en frecuencia de un sismo (Rathje et al. 2004), unas relaciones cuya finalidad será predecir dichos efectos en función de la tipología del suelo (Rodríguez-Marek et al. 2001). El trabajo desarrollado se divide básicamente en cuatro partes. Una primera parte consistente en la recopilación y clasificación de acelerogramas procedentes de diversas fuentes de registro y bases de datos en función de una serie de parámetros que fundamentalmente serán: epicentro del sismo, magnitud, distancia y profundidad. Con estos parámetros clasificados en nuestra propia base de datos podremos empezar a analizar el contenido en frecuencia que los definen y calcular los periodos dominantes utilizando las relaciones empíricas descritas por diversos autores (Rathje et al. 2004, Tso et al. 1991, Nakamura 1989, 2009). Esta sería la segunda parte del trabajo. A continuación la tercera parte corresponde a la clasificación del tipo de terreno que hay en las estaciones de registro en función de estos parámetros y de los métodos de clasificación de la normativa vigente (Rodríguez-Marek, Abrahamson 1999, NCSE-02, EUROCODIGO-8). Para finalizar, llegamos a la cuarta parte del trabajo donde realizamos los ajustes necesarios para obtener nuestras propias relaciones que definan el tipo de terreno adaptando las de Rathje et al. 2004. Señalar que ha sido necesaria implementar unas rutinas mediante el programa Matlab para poder realizar los análisis en frecuencia necesarios. Serán presentadas en el anexo de este trabajo.
Sponsorship: Universidad de Granada. Departamento de Mecánica de Estructuras e Ingeniería Hidráulica. Máster Universitario en Estructuras, curso 2010-2011
Keywords: Movimientos tectónicos
Armaduras (Construcción)
Normas
Granada (España)
URI: http://hdl.handle.net/10481/27551
Rights : Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 License
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