Informe De Suelos

1. INTRODUCCIÓN

Dentro de los métodos sísmicos de la geofísica aplicada se encuentran los de refracción y reflexión sísmica. En estos métodos se mide el tiempo de propagación de las ondas elásticas, transcurrido entre un sitio donde se generan ondas sísmicas y la llegada de éstas a diferentes puntos de observación. Para esto se disponen una serie de sensores en línea recta a distancias conocidas, formando lo que se conoce como tendido sísmico o línea de refracción – o reflexión - sísmica.

A una distancia conocida del extremo del tendido, en el punto de disparo, se generan ondas sísmicas, - con la ayuda de un martillo o por la detonación de explosivos -, las cuales inducen vibraciones en el terreno que son detectadas por cada uno de los sensores en el tendido.

El equipo básico consiste de los sensores; la unidad de adquisición, en donde se almacenan los movimientos del terreno detectados por cada sensor; los cables de conexión entre los sensores y la unidad de adquisición; el cable del trigger, que se encarga de marcar el momento de inicio de registro en la unidad de adquisición.

Los registros de cada sensor tienen información de los movimientos del terreno en función del tiempo y son conocidos como sismogramas. Estos son analizados en la refracción sísmica para obtener el tiempo de llegada de las primeras ondas a cada sensor desde el punto de disparo, y en la reflexión para obtener información de las ondas que son reflejadas en las diferentes interfaces de suelo, para lo cual es estudiado el sismograma completo.

Como se verá más adelante una de las aplicaciones del método de refracción sísmica en la ingeniería civil es la determinación de la profundidad al basamento. Con este fin fue aplicado este método en este trabajo de grado en la zona de tesis.

2. APLICACIONES EN LA INGENIERÍA CIVIL

La aplicación más común de la refracción sísmica en la ingeniería civil es para la determinación de la profundidad a basamento en los proyectos de construcción de represas y grandes hidroeléctricas, y para la determinación de las condiciones (meteorización, fracturación) y competencia de la roca en donde se asentarán las estructuras, así como por donde se realizarán los túneles.

También es muy útil para detección de fallas geológicas.

En el caso de contextos urbanos la refracción resulta útil para la determinación de la profundidad a basamento y el perfil de velocidades de onda P y S; y para la extrapolación lateral de perforaciones puntuales de suelos.

3. OBJETIVO

Determinar la Velocidad de Propagación de las ondas sísmicas en el suelo, para de esta manera establecer el Tipo, Espesor, Carga Admisible y Módulo de Elasticidad de dicho estrato de suelo.

4. MARCO TEÓRICO

MÉTODO DE REFRACCIÓN SÍSMICA

Produciendo un impacto mecánico (choque o explosión) se propagan en el subsuelo ondas sísmicas, con velocidades diferentes según los terrenos atravesados.

Esta velocidad de las ondas sísmicas depende esencialmente de la compacidad de las capas consideradas. La refracción sísmica saca partido de este fenómeno.

En la mayoría de los casos, para el subsuelo próximo, las capas presentan velocidades crecientes con la profundidad. Se admite que la onda de choque se propaga en línea recta en un terreno dado, no cambiando nunca la dirección, excepto cuando penetra en un terreno diferente (refracción de la onda).

Consideremos dos capas diferentes superpuestas A y B, la capa superior A tiene una velocidad V1, que es inferior a la velocidad V2, correspondiente a la capa inferior B.

La onda creada podrá alcanzar el geófono siguiendo dos caminos diferentes:

• Un camino lento, pero más corto por el terreno A.

• Un camino rápido, pero más largo por el terreno B

Si el geófono y el emisor de ondas se encuentran próximos, será la onda que va por el terreno A la que alcance antes el receptor (camino corto).

Si después, el punto de impacto se encuentra suficientemente alejado del geófono, será la onda que pasa por el terreno B la que llegará primero (camino más largo, pero mayor velocidad).

Alcances.

• Detecta variaciones tanto en profundidad como en la horizontal de la velocidad de la onda P ( y de la S).

• Permite la detección de la profundidad a basamento y de su relieve, dependiendo de variables como longitud del tendido, energía de la fuente sísmica, velocidades de los suelos.

Limitaciones.

• Sólo funciona cuando la velocidad de propagación de las ondas aumenta con la profundidad. En el caso de suelos con capas intermedias de menor velocidad el método arrojaría resultados erróneos.

• Para el caso de aplicaciones urbanas de la Ingeniería Civil, el Método de Refracción Sísmica está limitado por la disponibilidad de zonas descubiertas con suficiente extensión. La longitud del tendido en superficie está directamente relacionada con el alcance de la exploración en profundidad.

...