Efectos de sitio para Ingenieros Geotécnicos, estudio del valle Parkway

Abstract

La ingeniería geotécnica aborda la interfase entre las obras de ingeniería civil y el suelo. Por ello, en lo que concierne al impacto de los sismos en las construcciones está en la interfase entre sismología y dinámica estructural. Los profesionales involucrados deben trabajar en forma conjunta para poder establecer una estimación del movimiento sísmico máximo esperado durante la vida útil del proyecto ingenieril. Esa estimación debe tomar en cuenta los efectos de sitio (la amplificación del movimiento sísmico esperada dadas las condiciones geológicas superficiales en el sitio de interés). La estimación de los efectos de sitio puede mejorar si se incluye la información obtenida durante la exploración geotécnica usada para el diseño de las fundaciones. Por otra parte, ese diseño sería más racional si durante su elaboración se toman en cuenta las restricciones e incertidumbres que limitaron la estimación de efectos de sitio. Ese intercambio entre sismología e ingeniería requiere mejorar la comunicación entre ambas disciplinas y difundir entre los colegas del campo opuesto la forma de abordar los problemas en cada una de las dos áreas. Este trabajo pretende contribuir a esa comunicación. Se presenta una revisión del estado de la práctica en el estudio de efectos de sitio en sismología. Se abordan las técnicas usuales para estimar la amplificación debida a depósitos de suelos blandos a partir de registros de sismos o de ruido sísmico. Se presentan también resultados de la simulación numérica de efectos de sitio. Como ejemplo, se discuten los efectos de sitio en el pequeño valle aluvial de Parkway. El objetivo es presentar los problemas e incertidumbres asociados a los efectos de sitio, desde el punto de vista de su impacto en la ingeniería geotécnica y la confiabilidad de nuestras estructuras. Se espera fomentar el diálogo entre ambas disciplinas. Palabras clave: efectos de sitio, sismología, ingeniería geotécnica An important object of study in geotechnical engineering is the interface between structures and soil. It is through this interface that earthquakes affect man-made structures. Thus, geotechnical engineering lies at the interface between seismology and structural dynamics. Ideally, experts from both fields should work together to estimate the maximum seismic demand that may affect a structure during its lifetime. This assessment must take into consideration site effects (the amplification of seismic waves due to the surface geology conditions at the site of interest). The estimation of site effects would be improved if the data used to design the foundation of the structure were considered. On the other side, geotechnical design would be enhanced if the uncertainties and limitations that affect site effect estimation were considered. The necessary feedback between seismology and engineering requires fostering the communication between disciplines and a better understanding of the way in which similar problems are attacked by our colleagues of the complementary discipline. This work aims to contribute to that exchange. The state of the practice of site effect estimation in seismology is presented. We address commonly used techniques used to assess site effects due to soft soil deposits from seismic records or ambient noise. In addition, 3-D simulations of site effects are discussed. The application of these methods is described using the small sedimentary basin of Parkway (New Zealand) as our example. Our main objective is to discuss the limitations and uncertainties associated to site effect estimation and their impact on the reliability of the structures we build. We hope to stimulate increased exchanges between seismology and geotechnical engineering.