Evaluación de respuesta sísmica usando la teoría de vibraciones aleatorias en tres perfiles de suelo de Lima, Perú
DOI:
https://doi.org/10.21754/tecnia.v32i2.1420Palabras clave:
Site response analysis, Probabilistic seismic hazard analysis, Shear-wave velocity profiles, Random vibration theory, LimaResumen
Los análisis de respuesta sísmica se realizan utilizando un número mínimo de registros sísmicos como movimientos de entrada para lograr una estimación estadísticamente sólida. Desafortunadamente, la información disponible registrada en las redes sísmicas actuales es aún escasa sobre eventos de magnitud considerable. En este contexto, la Teoría de Vibraciones Aleatorias (RVT) surge como una herramienta alternativa para realizar análisis de respuesta del sitio sin necesidad de registros sísmicos, ya que solo requiere una adecuada evaluación probabilística de la amenaza sísmica.
En este estudio, se aplicó RVT a tres perfiles de velocidad de ondas de corte en la ciudad de Lima con distinto origen geomorfológico. Estos perfiles son característicos de depósitos gravados, arenosos y finos por lo que se tuvo en cuenta la influencia de cada tipo de suelo en su correspondiente función de transferencia. En ese sentido, los tres espectros de respuesta normalizados basados en RVT muestran buena concordancia con los espectros de diseño especificados en el código peruano, a pesar de cierta amplificación en los rangos de período corto (por debajo de 0,10 s) y largo (por encima de 0,80 s) relacionados con el ruido o la distancia. -efectos de campo. Además, los espectros de respuesta basados en RVT para La Punta y Villa el Salvador muestran una buena concordancia con los análisis basados en series temporales de un estudio anterior.
Además, los valores de aceleración espectral superan los especificados en el código peruano para un rango más allá del período de esquina. Esto podría sugerir que la caracterización del perfil del suelo basada en la velocidad de onda de corte promediada en el tiempo desde los 30 m superiores podría ser insuficiente para evaluar el comportamiento sísmico general de un depósito de suelo. Por lo tanto, podrían ser necesarios parámetros adicionales que tengan en cuenta la subestructura más profunda del suelo.
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Citas
[2] Boore, D. (1983). Stochastic simulation of high-frequency ground motion based on seismological models of the radiated spectra. Bul. Seism. Soc. Am., 1865-1894.
[3] Boore, D., & Joyner, W. (1984). A note on the use of random vibration theory to predict peak amplitudes of transient signals. Bull. Seism. Soc. Am., 2035-2039.
[4] Schneider, J., Silva, W., Chiou, S., & Stepp, J. (1991). Estimation of ground motion at close distance using the band-limited-white-noise model. Proc. Fourth Int. Conf. on Seismic Zonation, (pp. 187-194). Stanford, CA.
[5] Silva, W., Abrahamson, N., Toro, G., & Constantino, C. (1997). Description and validation of the stochastic ground motion model, Final Report. Brookhaven National Library. Associated Universities, New York.
[6] Rathje, E., & Ozbey, M. (2006). Site-Specific Validation of Random Vibration Theory-Based Seismic Site Response Analysis. J. Geotech. and Geoenviron. Eng., 911-922.
[7] Chavez, J. (2006). Leyes de Atenuación para Aceleraciones Espectrales en el Perú. Lima, Perú: Facultad de Ingeniería Civil - Universidad Nacional de Ingeniería (in Spanish).
[8] Brune, J. (1970). Tectonic Stress and the Spectra of Seismic Shear Wave from Earthquake. Journal of Geophysical Research, 4997-5009.
[9] Brune, J. (1971). Correction. Journal of Geophysics Research, 5002.
[10]Kottke, A., Rathje, E., & Wang, X. (2013). Technical Manual for Strata. Geotechnical Engineering Center. Department of Civil, Architectural, and Environmental Engineering. University of Texas.
[11] Roncal, M. (2017). Determinación del peligro sísmico en el territorio Nacional y elaboración de aplicativo web. Lima, Perú: Facultad de Ingeniería Civil - Universidad Nacional de Ingeniería (in Spanish).
[12] ASCE. (2016). Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures. ASCE/SEI 7-16, ASCE Structural Engineering Institute, Reston, VA.
[13] Campbell, K. (2003). Prediction of strong ground motion using the hybrid empirical method and its use in the development of ground-motion (attenuation) relationships in Eastern North. Bull. Seism. Soc. Am., 1012-1033.
[14]Boroschek, R., Céspedes, S., & Ruiz, R. (2019). Modelos de movimiento fuerte para duración e intensidad de Arias para registros de movimiento fuerte en Chile. XII Congreso Chileno de Sismología e Ingeniería Sísmica ACHISINA. Valdivia, Chile (in Spanish).
[15] Rathje, E., & Kottke, A. (2008). Procedures for Random Vibration Theory based seismic site response analyses.
[16]Ozbey, M., & Rathje, E. (2006). Site-specific Comparison of Random Vibration Theory-based and Traditional Seismic Site Response Analysis. Austin, Texas: The University of Texas.
[17] Cartwright, E., & Longuet-Higgins, M. (1956). The Statistical Distribution of the Maxima of a Random Function. Proc. R. Soc. Lond. A, (pp. 212-232).
[18]Boore, D. (2003). Simulation of Ground Motion Using Stochastic Method. Pure and Applied Geophysics, 635-676.
[19]Rathje, E., Kottke, A., & Ozbey, M. (2005). Using Inverse Random Vibration Theory to develop input Fourier Amplitude Spectra for use in site response. 16th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering: TC4 Earthquake Geotechnical Engineering Satellite Conference, (pp. 160-166). Osaka, Japan.
[20] Kramer, S. (1996). Geotechnical Earthquake Engineering. (pp. 254 - 274). New Jersey: Prentice Hall.
[21] Hashash, Y., Musgrove, M., Harmon, J., Ilhan, O., Xing, G., Numanoglu, O., Park, D. (2020). DEEPSOIL 7, Used Manual. Board of Trustees of University of Illinois at Urbana-Champaign.
[22]Soto, J. (2016). Evaluación de espectro de respuesta mediante el análisis de respuesta de sitio. Lima, Perú: Facultad de Ingeniería Civil - Universidad Nacional de Ingeniería (in Spanish).
[23] CISMID. (2011). Estudio de Microzonificación Sísmica y Vulnerabilidad en la ciudad de Lima. Lima, Perú (in Spanish).
[24] Calderon, D., Lazares, F., Aguilar, Z., Sekiguchi, T., & Nakai, S. (2011). Estimation of deep soil profiles in Lima Peru. Journal of Civil Engineering and Architecture, 618-627.
[25] MRA Corporativo. (2012). Servicio de Perforaciones Diamantinas y Ensayos Geotécnicos en los Distritos de Villa el Salvador, Cercado de Lima y Región del Callao. Lima (in Spanish).
[26] SENCICO. (2021). Mapa de amplificación sísmica de Lima Metropolitana con base en correlaciones de datos multidisciplinarios. Manuscript in preparation (in Spanish).
[27] Menq, F. (2003). Dynamic Properties of Sandy and Gravelly Soils. Austin, Texas: The University of Texas at Austin.
[28] Zhang, J., Andrus, R., & Juang, C. (2005). Normalized shear modulus and material damping ratio relationships. J. Geotech. Geoenviron. Eng., 453-464.
[29] Carrillo, A. (1979). Estabilidad y resistencia del conglomerado de Lima Metropolitana. Revista el Ingeniero Civil (in Spanish).
[30] Shuan, L. (2011). Investigación de la Matriz en las gravas del Perú modelo Grava de Ventanilla. Lima, Perú: Facultad de Ingeniería Civil - Universidad Nacional de Ingeniería (in Spanish).
[31] MVCS. (2016). Decreto Supremo que modifica la norma técnica E.030 "Diseño sismorresistente" del reglamento nacional de edificaciones. Lima, Perú (in Spanish).
[32] Verdugo, R., & Peters, G. (2017). Seismic soil classification and elastic response spectra. 16th World Conference on Earthquake Engineering.
[33] Ruz, F., & Liam, W. (2019). New Chilean seismic code and the use of Nakamura period for assessing damage potential. 7th International Conference on Earthquake Geotechnical, (pp. 4760-4767). Rome, Italy.
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