Magíster En Ingeniería Estructural Geotécnica
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TAREA Nº 1 SIGLA: IEG 3660 CURSO: I GENIERIA GEOTECNICA SI MICA
ALUMNOS: ALDO CAMPOS PROFESOR: ESTEBAN SAEZ
F cha de entrega: 30 de agosto de 2012 BIMESTRE 3 2012
Magíster En Ingeniería Estructural Geotécnica ENUNCIADO DE TAREA 1
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Desarrollo
a) Construcción de modelo DeepSoil bajo hipótesis de Elasticidad Lineal , usando analisis lineal espectral. Para esto se considera un modelo DeepSoil configurado en el modo por método de análisis lineal espectral
Se ingresan los valores de cada estrato de acuerdo a la tabla indicada en enunciado de la tarea. Se considera que la tabla prevalece sobre dibujo, en el estrato inferior, la altura utilizada es de 27m. Datos de estratigrafía sector sector El Almendral
Luego se considera modelar un semiespacio elástico con las propiedades de roca indicadas en el enunciado.
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En el siguiente paso se utiliza la FFT como metodo de transformada y un modulo de rigidez de corte complejo, incorporando el amortiguamiento de la forma G = G (1 + 2 i ζ).
Realizamos una análisis para las componentes L y T del registro de afloramiento de la Universidad FSM, y lo comparamos con los registros reales en el sector El Almendral El sismo de entrada (Input) corresponde al Sismo L (longitudinal) en la zona de UFSM.
A
continuación se muestran los registros de aceleración, velocidad y desplazamiento. Además se muestra el espectro de respuesta elástico para una amortiguamiento del 5% del Cc.
El resultado con la hipotesis de elasticidad lineal para la aceleracion Longitudinal, en El Almendral lo muestra la siguiente figura.
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Comparativamente, ponemos el registro longitudinal correspondiente al sector del Almendral
Amplificación espectral (Amplitud de Fourier sup/ Amplitud de Fourier basal).
Espectro de Pseudoaceleracion PSa longitudinal, calculado por método lineal espectral, para El Almendral
Comparativamente, ponemos el Espectro de Pseudoaceleracion PSa Longitudinal @5% de amortiguamiento critico (en adelante Cc) correspondiente al sector del Almendral efectivamente registrado.
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El segundo sismo de entrada (Input) corresponde al Sismo T (Transversal) en la zona de UFSM. A continuación se muestran los registros de aceleración, velocidad y desplazamiento. Además se muestra el espectro de respuesta elástico para una amortiguamiento del 5% del Cc.
El resultado con la hipotesis de elasticidad lineal para la aceleracion Transversal, en El Almendral lo muestra la siguiente figura.
Comparativamente, ponemos el registro Transversal correspondiente al sector del Almendral
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Espectro de Pseudoaceleracion PSa @5% de Cc, Transversal, calculado por método lineal espectral, para El Almendral
Comparativamente, ponemos el Espectro de Pseudoaceleracion PSa Transversal @5% de Cc correspondiente al sector del Almendral efectivamente registrado.
Análisis:
Se observa una significativa diferencia en los espectros de respuesta, tanto en la frecuencia de maxima amplitud, asi como en la amplitud total, donde el cálculo por la suposición lineal alcanza a más que duplicar el valor máximo del espectro de PSa. La columna de suelo no atenúa entre los registros usados como basal y superficial. Los valores máximos calculados se dan en 0.13s, mientras el registro del 27F/10 muestra un valor máximo en 0.82s.
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b) Construcción de modelo DeepSoil bajo teoría Lineal Equivalente, Para esto se considera un modelo DeepSoil como método lineal equivalente, usando curvas de degradación proporcionadas para este análisis. Utilizaremos los mismo estratos usados en el ejemplo anterior, partiendo de un modelo de lineal equivalente. Se dividen los estratos en altura compatible para propagar una onda de 20Hz según la velocidad de onda de corte. Tomaremos las curvas de degradación de rigidez y curva de amortiguamiento en función de la deformación. 1er estrato Relleno:
Se ingresa una curva de degradación para arenas, considerando la curva inferior de Seed y Idriss.
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2do arena fina y 4to estrato arena fina y gruesa:
Se ingresa una curva de degradación para arenas, definida para este trabajo. Se ingresa un maximo de 19 puntos igualmente e spaciados de la curva original.
3er estrato - Limo:
Se ingresa una curva de degradación para Limos, definida para este trabajo. Se ingresa un maximo de 19 puntos igualmente e spaciados de la curva original.
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La subdivision de los estratos debe considerar que el análisis sea capas de representar la propagacion de ondas de corte hasta de 20 Hz, considerando que la energia sísmica en Chile se concentra hasta los 15 Hz. Este análisis se debe hacer solamente para los analisis tiempo historia, pero se realiza en esta etapa y traspasado el modelo geometrico al capíitulo siguiente.
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Al realizar un análisis lineal equivalente, la deformación efectiva eficaz tiene que ser definido. Calculada como un porcentaje de la deformación máxima, se utiliza para obtener nueva estimaciones de módulo de corte y coeficiente de amortiguamiento. El valor recomendado es de 0,65 (65%).
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Los estratos se configuran de en el software DeepSoil como se muestra a continuacion.
El resultado con la hipotesis lineal equivalente para la aceleracion Longitudinal, en El Almendral lo muestra la siguiente figura.
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Espectro de Pseudoaceleracion PSa @5% de Cc, Longitudinal, calculado por método lineal equivalente, para El Almendral
Comparativamente, ponemos el Espectro de Pseudoaceleracion PSa Longitudinal @5% de Cc correspondiente al sector del Almendral efectivamente registrado.
El resultado con la hipotesis lineal equivalente para la aceleracion Transversal, en El Almendral lo muestra la siguiente figura.
Espectro de Pseudoaceleracion PSa @5% de Cc, Longitudinal, calculado por método lineal equivalente, para El Almendral
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Comparativamente, ponemos el Espectro de Pseudoaceleracion PSa Transversal @5% de Cc correspondiente al sector del Almendral efectivamente registrado.
Analisis:
Ambos espectros de respuesta calculados en superficie tienen su valor máximo en 0.13s, mientras el espectro medido el 27F/10 muestra los valores pico en 0.82s. La frecuencia de resonacia de la columna de suelo, tiene un peri odo de 0.82 s.
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c)
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Construccion de un modelo No lineal (drenado).
Para la construccion del modelo no lineal drenado, usaremos el modelo no lineal de y Dependiente de la presion MRDF (método de la UIUC – Universidad de Illinois, Urbana Champaign) Modelo de reduccion de rigidez y amortiguamiento. Los parámetros usados se obtuvieron partiendo como base de las curvas de degradación entregados para este trabajo. Se utiliza el metodo MRDF-UIUC, consistente con introducir un factor de reducción R, en funcion de los parametros de ajuste P1, P2 y P3. Relleno
Arena
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Limo
El resumen de los parametros utilizados lo m uestra la tabla siguiente.
Se compara los resultados solucionados en dominio de ti empo y frecuencia, para amortiguamiento dependiente de la rigidez. En este caso se utilizó modos 1 y 8. Se analizaron las diferencias entre el método de resolución lineal en el dominio del tiempo y la frecuencia.
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Comparativamente, ponemos el registro longitudinal correspondiente al sector del Almendral ,medido el 27F/10.
La curva de desplazamientos máximos para c ada estrato.
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Analisis:
El método no lineal en el dominio del tiempo, presenta una máximo de respuesta en superficie en la frecuencia 0.13s, con un Sa @5% de Cc de 0.8G. El registro del 27F/10, en sector de El Almendral tiene un máximo en 0.82s. El espectro de respuesta del registro en afloramiento rocoso de USM, muestra un valor máximo en 0.13s.
