Seismic analysis of underground structures: Influence of the soil type, the relative stiffness and seismic intensity

Palabras clave: Análisis sísmico, Estructuras subterráneas, Interacción entre suelo y estructura

Resumen

Las estructuras subterráneas se desempeñan como medios para llevar a cabo actividades esenciales en una sociedad moderna. Por lo tanto, su apropiado desempeño sísmico es importante para la reducción del riesgo de desastres. El presente trabajo trata sobre los efectos sísmicos sobre las estructuras subterráneas ubicadas en zonas altamente sísmicas, como la costa del Perú. Se empleó el programa de cómputo FLAC para realizar varios análisis dinámicos de estructuras subterráneas de sección rectangular, considerando condiciones de borde de tipo campo libre y el comportamiento no lineal e inelástico del suelo ante siete sismos ajustados a un mismo espectro objetivo. Dichos análisis se llevaron a cabo variando factores como el tipo de suelo (homogéneo o estratificado), la geometría y espesores de la estructura y el periodo de retorno del sismo. Se ha encontrado que  cuando la estructura está implantada en suelo homogéneo las fuerzas y desplazamientos presentas poca variación. Sin embargo, cuando la estructura está en suelo heterogéneo los resultados muestran variaciones importantes. De manera que el ajuste a un mismo espectro elástico no implica uniformizar la demanda sísmica. La geometría de la estructura y el espesor de los muros tienen considerable influencia. En suelos heterogéneos las estructuras muy flexibles pueden tener grandes deformaciones que implicarían niveles de daño importante.

Descargas

La descarga de datos todavía no está disponible.

Citas

[1] M. Abdel-Motaal, F. El-Nahhas, and A. Khiry, “Mutual seismic interaction between tunnels and the surrounding granular soil”, HBRC Journal, vol. 10, no. 3, pp. 265 - 278. 2014.
[2] Y. Hashash, J. Hook, B. Schmidt, and J. Yao, “Seismic design and analysis of underground structures”. J. Tunneling and Underground Space Technology, vol. 16, n0. 4, pp. 247 – 293, 2001.
[3] S. Kontoe, L. Zdravkovic, D. Potts and C. Menkiti, “Case study of seismic tunnel response”, Canadian Geotech. J., vol. 45, pp. 1743-1764. 2008.
[4] J. Wang, “Seismic design of tunnels – a simple state-of-the-art design approach”, Monograph 7, Parsons Brinckerhoff, One Penn Plaza, New York, 1993.
[5] J. Garcia, “Seismic Analysis of Underground Structures”, Civil Engineering Faculty, National University of Engineering, Lima, Perú, Undergraduate Thesis, 2018. (In Spanish)
[6] S. Quispe, K. Chimoto, H. Yamanaka, H. Tavera, F. Lazares, and Z. Aguilar. “Estimation of S-wave velocity profiles at Lima City, Perú using microtremor arrays”. Journal of Disaster Reasearch, vol. 9, no. 6, pp. 931 – 938, 2014.
[7] Itasca Consulting Group, “FLAC version 7.0”, Minneapolis, 2011.
[8] G. Masing, “Eigenspannugen und Verfertigungbeim Messing”. Proceedings, 2nd International Congress on Applied Mechanics. Zurich, Switzerland, 1926.
[9] H. Seed and I. Idriss, “Soil moduli and damping factors for dynamic analysis”. Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley, Report No. EERC 70-10, Dec., 1970.
[10] M. Vucetic and R. Dobry. “Effect of Soil Plasticity on Cyclic Response”. Geotech. Eng. Div. ASCE, vol. 117, no. 1, pp. 89-107, 1991.
[8] J. Lysmer and R. Kuhlemeyer, “Finite dynamic model for infinite media”, ASCE J. Eng. Mech., vol. 95, no. 4, 1969.
[12] Centro Peruano-Japonés de Investigaciones Sísmicas y Mitigación de Desastres CISMID, “Generation of synthetic accelerograms for the coast of Perú”. Technical report commissioned by SENCICO, Lima, Perú, 2013. (in Spanish)
[13] Ministry of Housing, Construction and Sanitation, “Earthquake resistant design standard E.030”, SENCICO, Lima, Peru, Norms of the National Building Regulations, 2006. (in Spanish)
[14] American Society of Civil Engineers,” Minimum design loads and associated criteria for buildings and other structures: ASCE/SEI 7-16”. American Society of Civil Engineers, Virginia, ASCE/SEI 7-16, 2017.
Publicado
2022-08-08
Cómo citar
[1]
J. Garcia Velasquez y H. Scaletti Farina, «Seismic analysis of underground structures: Influence of the soil type, the relative stiffness and seismic intensit»y, tecnia, vol. 32, n.º 2, ago. 2022.
Sección
Diseño y evaluación de ingeniería sísmica