Propiedades dinámicas de los suelos de alta plasticidad encontrados en el lago de Texcoco - Tepalcapa San Miguel, Simón (My University, 2017)
La caracterización de las propiedades dinámicas del suelo es esencial cuando se usan modelos matemáticos para la predicción de la respuesta sísmica de los depósitos del suelo, así como también para los estudios sísmicos de la interacción suelo-estructura. Las características particulares presentadas por los depósitos de suelo de la zona del Lago de Texcoco, en su mayoría arcillas altamente compresibles intercaladas por lentes de limo arenoso y arena limosa, han conducido recientes investigaciones orientadas a definir las propiedades dinámicas de los geo materiales encontrados en esta área. Este trabajo presenta los resultados de las pruebas columna resonante y triaxial cíclica realizados para determinar el comportamiento de los suelos blandos encontrados en la región del Lago de Texcoco, en términos de las curvas de degradación del módulo de rigidez al esfuerzo cortante y de relación de amortiguamiento. Dieciséis pruebas de columna resonante, y treinta y tres pruebas de triaxial cíclica fueron realizadas en pruebas gemelas inalteradas, ambas pruebas se efectuaron en condiciones CU (consolidadas no drenadas). Con los resultados experimentales se evaluó la capacidad de predicción de dos modelos matemáticos (Darendeli & Stokoe 2001 y Romo & Gonzales 2011). De los resultados obtenidos, podemos concluir que en suelos de alta plasticidad es necesario caracterizar tanto a la deformación de referencia γr, como al índice de plasticidad, IP, para establecer adecuadamente las curvas de degradación del módulo de rigidez y de relación de amortiguamiento, y con ello aumentar la exactitud de los modelos de predicción. Los valores adecuados de γr para los suelos de alta plasticidad encontrados en el Lago de Texcoco fueron obtenidos directamente de los datos experimentales. La propuesta fue validada a través del análisis de cuatro casos estudio, en los que se compararon las predicciones de los análisis de respuesta de sitio con las mediciones reales de cuatro estaciones sismológicas, una de ellas con un arreglo vertical de acelerómetros, considerando los registros de varios eventos sísmicos que van de moderados a grandes. Finalmente se pudo observar que las respuestas de sitio calculadas son concordantes con las respuestas medidas.
Este trabajo se ha organizado de la siguiente manera: El Capítulo 1 presenta una breve reseña del origen y desarrollo de la dinámica de suelos, un resumen de la formación (desde un punto geológico) de las condiciones geotécnicas que prevalecen en la Cuenca del Valle de México, una introducción del comportamiento dinámico de las arcillas, algunos de los principales modelos que han sido desarrollados para su predicción (comportamiento dinámico de las arcillas) y los enfoques para determinar el ambiente sísmico. En el Capítulo 2 se presentan algunas de las pruebas de campo y laboratorio que se utilizan para determinar las propiedades dinámicas de los suelos, así como sus ventajas y limitaciones. Asimismo se presentan las características de los equipos, las descripciones de las pruebas y el cálculo de los paramentos (columna resonante y triaxial cíclica) que se utilizaron para obtener los datos empleados en este trabajo. En el Capítulo 3 se presentan los resultados de las pruebas de laboratorio (índice y dinámicas) con las cuales se obtuvo la clasificación (SUCS) y el comportamiento de las propiedades dinámicas de las muestras. Asimismo se realizó una depuración de resultados para identificar aquellos que son útiles para definir el comportamiento de las propiedades dinámicas. En el Capítulo 4 se realiza el modelado de las propiedades dinámicas con curvas empíricas y modelos matemáticos, con el fin de verificar su capacidad predictiva mediante su comparación con los datos experimentales. Asimismo se presenta una propuesta de ajuste para mejorar la capacidad predictiva de los modelos matemáticos. En el Capítulo 5 se realiza la validación de la propuesta mediante cuatro casos estudio, en los cuales se utilizan los datos de tres estaciones sismológicas y un arreglo vertical para ser comparados con los obtenidos por medio del análisis de respuesta sitio Finalmente en el Capítulo 6 se presentan las conclusiones alcanzadas mediante este trabajo.
Keywords: Dinámica de suelos; Modelado de las propiedades dinámicas de los suelos; Análisis de respuesta de sitio; Efecto de sitio; Caracterización geotécnica; Características geotécnicas del subsuelo; Suelos de alta plasticidad en lago de Texcoco