Licuefacción y ensayos penetrométricos estáticos
El ensayo penetrométrico estático (CPT) es una técnica de investigación muy utilizada por motivos de costos y tiempos. Si bien el uso del penetrómetro eléctrico (CPTe) se comienza a difundir, muchas bases de datos geotécnicos ya existentes contienen prevalentemente los resultados de ensayos de tipo mecánico (CPTm). Los bancos de datos geotécnicos son particularmente útiles en el caso de problemas de geotecnia de grandes áreas, como la micro zonación del territorio para definir el riesgo sísmico. Desde hace ya muchos años se han desarrollado procesos simplificados de estimación del potencial de licuación sísmica con los resultados de ensayos CPTe. La aplicación de estos procedimientos a los ensayos CPTm conduce generalmente a subestimar el riesgo asociado a la licuefacción y por lo a resultados no precautorios.
El objetivo de este trabajo es precisamente establecer un procedimiento para poder utilizar también los resultados de los ensayos CPTm presentes en las bases de datos geotécnicos regionales con el fin de evaluar el potencial de licuefacción sísmica.
Diferencias entre los resultados de ensayos CPTe y CPTm
Los resultados de ensayos CPTe y CPTm difieren entre ellos por causa principalmente de:
a) diferente geometría de la punta del instrumento,
b) diferentes formas de aplicación de las fuerzas que producen la hinca del instrumento ,
c) diferente formas de adquirir las medidas de resistencia,
d) posible deviación de las astas de la vertical, corregida en los ensayos CPTe y no en los ensayos CPTm,
e) diferente volumen de terreno al que se refiere el dato adquirido.
Cálculo del Factor de Seguridad a la licuefacción
El factor de seguridad de la licuefacción (FSL) se define de la siguiente manera:
FSL =CRRM=7.5·σv/(CSR)·MSF ·Kσ
con:
CRRM=7.5·sσ: Relación de Resistencia Cíclica por magnitud M = 7.5 y tensión vertical efectiva σv=1 atm (Cyclic Resistance Ratio)
MSF: Factor de Escala de la Magnitud (Magnitude Scale Factor)
Kσ: Factor de corrección de la tensión litostática (Overburden Correction Factor)
CSR: Relación de Tensión Cíclica (Cyclic Stress Ratio) que se puede determinar mediante el procedimiento simplificado de SEED e IDRISS [1982]:
CSR = 0.65· (amax/g) · (σvo/σ’vo) · rd
donde amax es la aceleración máxima en superficie, g es la aceleración de gravedad, σvo y σ’vo las tensiones geoestáticas verticales totales y efectivas, rd coeficiente de reducción de las tensiones.
La resistencia cíclica a la licuefacción CRR
La resistencia cíclica a la licuefacción CRR se puede valorar con ensayos cíclicos de laboratorio o con correlaciones empíricas basadas en resultados de ensayos y medidas in situ (NSPT, CPTM, CPTE). El diagrama de flujo ilustra claramente cómo calcular la CRR7.5 (P. K. Robertson e K.L. Cabal – 2012)
Ecuaciones de regresiones CPTE función de CPTM
Mediante las siguientes ecuaciones de regresión se recalculan las resistencias para punta eléctrica para dos modelos de cálculo (Juang et al. 2006, Boulanger e Idriss 2014), y por lo tanto se recalculan todas las grandezas función de qc1Ncs (CRRM=7.5·sv, MSF, Kσ, ecc.):
qc1Ncs,e=0.8714·qc1Ncs,m+4.3138 (Juang et al. 2006)
qc1Ncs,e=0.0260·qc1Ncs,m1.5611+49.6590 (Boulanger e Idriss 2014)
Tomado del artículo de: MADIAI, CLAUDIA VANNUCCHI, GIOVANNI
Publicado en la rivista Italiana di geotecnica 3/2016
Algoritmos implementados en el Liquiter 2017