Microtremors
Introducci�n
Para efectos de ingenier�a s�smica la informaci�n producida por los sismogramas es de mucha utilidad en estudios de amenaza s�smica, microzonificaciones y otros estudios, pues permiten definir la localizaci�n y magnitud de los eventos s�smicos. Existe tambi�n otro tipo de instrumentos denominados aceler�grafos los cuales captan los movimientos fuertes del terreno y al igual que el sism�grafo capta valores en dos direcciones horizontales ortogonales y un valor en la vertical.
Los m�todos geof�sicos son cada vez mas aplicados a las investigaciones geot�cnicas, como ellos pueden identificar propiedades de los materiales y las fronteras o limites entre materiales, o bien las variaciones en espacio y tiempo de vol�menes relativamente grandes de suelos. Otras ventajas que muchos de estos m�todos son no intrusivos conllevando a una reducci�n de costos en los sondeos. La combinaci�n de varios m�todos y la verificaci�n de sus resultados por muestreo y correlacion�ndolos con m�todos geot�cnicos son aconsejables en orden de mejorar la fiabilidad de las investigaciones geof�sicas.
M�todos usados
utilizamos dos m�todos para el estudio del sitio :
Vibraci�n ambiental
Este m�todo determina a partir de la funci�n de transferencia de los suelos la amplitud de las componentes horizontales de un sitio respecto a las verticales.
la medici�n se realizo en tres puntos para registrar las frecuencias de este suelo,lo anterior se hizo con un acelerometro fabricado por Kinimetrics.
Refracci�n s�smica
Tambi�n se realizo refracci�n s�smica archivando en el aparato dos tipos de golpes los de ida y los de regreso, este m�todo se aplico con el fin de obtener las velocidades de ondas P y ondas S.
Ambos resultados se correlacionaron para obtener un estimado del espesor de las capas de suelo presentes.
Formulas utilizadas
Interpretaci�n de los datos
Vibraci�n ambiental
En los gr�ficos de los resultados de vibraci�n ambiental podemos observar que de acuerdo al primero la mayor amplificaci�n es de 2 la cual ocurre en 2Hz, en la segunda la m�xima amplificaci�n ocurre en 5Hz y es de 1.60 y en la tercera es de 2.35 en 3.2Hz de lo cual podemos concluir que la frecuencia del suelo aproximadamente es de 3.2 Hz o sea que el periodo es de 0.30s y por lo tanto podemos decir que existe un efecto de sitio bajo pues promediando los tres promedios obtuvimos que la amplificaci�n es de 2.
Las amplificaciones entre 20 y 100 podemos decir que son producto del tr�fico vehicular y las de 0.1 a 1 son del oleaje el viento y la presi�n atmosf�rica.
Grafico 1 raz�n espectral del punto 1, en las orientaciones NS y EW
Grafico 2 raz�n espectral del punto 2, en las orientaciones NS y EW
Grafico 3 raz�n espectral del punto 3, en las orientaciones NS y EW
Refracci�n s�smica
Posteriormente graficamos los resultados para refracci�n s�smica, obteni�ndose de este modo un grafico de tiempo Vs. distancia la cual nos es �til para determinar las velocidades aproximadas de ondas P y S, de acuerdo al criterio personal se observaban tres cambios de pendiente en esta grafica que no es mas que tres velocidades y por tanto se identifican tres estratos.
Una vez identificados los cambios de pendientes procedemos a encontrar la pendiente de cada una de estas rectas, que son la velocidad de cada estrato.
En la grafica 4 y 5 podemos observar en marr�n los tres cambios de pendiente asumidos.
Grafico 4 pendientes asumidas en el diagrama domocronico de ondas P.
Grafico 5 pendientes asumidas en el diagrama domocronico de ondas S.
C�lculos
De la interpretaci�n de los datos tenemos
T=0.3s
V1S=214.5 m/s
V2S=380.9 m/s
V3S=291.0 m/s
Para t1 tenemos en la ecuaci�n 2
Y t1=0.0133125s
Para t2 tenemos en la ecuaci�n 2
En este caso la ley de snell no es aplicable, pues esta solamente funciona cuando la velocidad del estrato subyacente es mayor que la del estratosuperior.
Entonces utilizamos la ecuaci�n 1 para determinar los espesores de estrato para esto se hicieron las siguientes suposiciones:
Mientras mas r�gido es un estrato, menores ser�n sus periodos de vibraci�n.
Mientras m�s r�gido es un estrato, mayores ser�n sus velocidades de ondas S.
El alcance del m�todo es de aproximadamente 1/3 de la longitud de cobertura.
De lo anterior se toma la velocidad mayor como base, para determinar el espesor total del paquete.
Por otro lado se utilizo el metodo de haskell para encontrar espesores de capa por medio de tanteos sucesivos.
Para utilizar este metodo se introdujeron los datos de entrada siguientes:
h1=3.1m; h2=6m; h3=70m
de este modo se obtiene una primera aproximaci�n al promedio de la funci�n empirica(ver Gr�f. 8)
Grafico 8. Aproximaci�n por el metodo de haskell a la funci�n emp�rica.
Como puede apreciarse el primer modo de vibrar para este espesor coincide bastante bien pero aun falta que coincida el segundo.
Haciendo mas tanteos se llega a que en un espesor de 61m el modelo te�rico se ajusta mejor a la funci�n emp�rica.
Finalmente se muestra los resultados de velocidades y espesores de estratos obtenidos por tanteos en forma gr�fica.
Gr�fico 10 Perfil s�smico, resultados de espesores y velocidades de capas.
Conclusiones
El periodo dominante del suelo del campo de football de la UNAN Managua es de 0.3 seg.
Se tienen amplificaciones promedios de 2 en este suelo, lo cual indica un peque�o efecto de sitio.
Las velocidades de ondas S son bajas lo cual indica presencia de un paquete de material blando.