Evaluación del desplazamiento lateral inducido por licuación para sismos de subducción de gran magnitud
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Date
2023
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Abstract
Dentro de las fallas inducidas por la licuación sísmica de suelos, los daños más significativos son los generados por el desplazamiento lateral del suelo (Youd, 2018). Algunos casos observados en el mundo han sido: Niigata, Japón en 1964 con 8 m de corrimiento lateral a lo largo del río Shinano (Hamada et al., 1987), Maule, Chile en el 2010 con 2.9 m de desplazamiento acumulado medido como la suma de los anchos de grietas en una distancia de 85 m cerca del muelle Lo Rojas (De la Maza et al., 2017), y Edgecumbe, Nueva Zelanda en 1987 con 1.5 m de corrimiento lateral en la orilla interna izquierda (aguas abajo) del río Whakatame hacia el canal del mismo, cerca del puente Landing (Bastin et al., 2020). Este fenómeno puede generar deformaciones significativas y daños en estructuras existentes como carreteras, puentes, muros de contención, tuberías subterráneas, etc. (Javdanian, 2019). Diversos modelos empíricos y numéricos han sido propuestos para la predicción del desplazamiento lateral. No obstante, en la mayoría de los casos, estos modelos fueron desarrollados para sismos de magnitudes menores a 7.5 Mw con mecanismo focal cortical. Recientemente, De la Maza et al., (2017) sugirieron calibrar esas ecuaciones y modelos para sismos de gran magnitud con la finalidad de obtener una mejor predicción en el caso de sismos de subducción en dónde la distancia R entre el sitio en cuestión y la proyección de la fuente sísmica se vuelve demasiado pequeña para aplicarla en los modelos existentes. Una mejor comprensión del fenómeno evitaría dar recomendaciones costosas de medidas de prevención del desplazamiento lateral inducido por licuación (Youd, 2018). La investigación propuesta tuvo como objetivo principal desarrollar un nuevo modelo que estime la predicción del desplazamiento lateral para condición de campo libre (sin estructuras en o sobre el suelo) usando características sísmicas, geometría y propiedades del suelo no incluidas en modelos anteriores de manera que las predicciones estén en un rango aproximado de 0.5 a 1.5 veces el valor real. Se realizó una investigación dividida en 4 etapas: (1) selección de una metodología numérica; (2) análisis numérico
paramétrico para generación de nueva base de datos; (3) análisis estadístico de la nueva base de datos y (4) generación y validación de una nueva relación multivariable. Como resultado final de esta investigación se determinaron los factores de mayor influencia en la predicción del desplazamiento lateral inducido por licuación para el caso de sismos de subducción de gran magnitud (mayor a Mw 7.5) que en este caso fueron la velocidad absoluta acumulada (CAV), el espectro de pseudoaceleración para el período de 1 s (Sa(T=1s)), el espesor de capa licuable (Hliq), la densidad relativa de la capa licuable (Dr) y la inclinación del terreno (i). El modelo propuesto en función a los factores de mayor significancia logra una razonable precisión en el cálculo de desplazamiento lateral inducido por licuación para sismos de gran magnitud en comparación con modelos tradicionales.
Description
Tesis (Doctor en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2023
Keywords
Desplazamiento lateral, Sismos de subducción, Análisis paramétrico, Machine learning