Los asientos por consolidación que se registran en un terreno después de un evento sísmico se deben a la disipación de las presiones intersticiales a medida que el agua es expulsada de la zona de interés.
Para estimar la dimensión de dichos asentamientos es necesario caracterizar, desde el punto de vista geotécnico, los diferentes estratos del suelo por medio de ensayos in situ y de laboratorio.
El número de verticales examinadas deberá ser mayor entre más importante sea la obra a realizar y entre más amplia sea el área en análisis. Es necesario determinar mediante registros apropiados la entidad de las fluctuaciones de los niveles de agua y en el análisis considerar la condición menos cautelar. Para cada una de las verticales se calcularán los asientos por consolidación post cíclica.
El asiento por consolidación para suelos granulares saturados licuables y para suelos cohesivos, se puede calcular con la siguiente expresión:
donde H es la altura del estrato genérico y εvr (%) representa la deformación volumétrica post-cíclica definida por:
donde:
α constante experimental comprendida entre 1 y 1.5;
e0 è el índice de vacíos inicial;
Cr=0.225 Cc índice de consolidación post-cíclica;
Cc índice de compresión.
Nota: Existen relaciones empíricas que permiten calcular, de manera aproximada, el índice de compresión. En caso de suelos granulares, están en función de la densidad relativa, en caso de suelos cohesivos, del índice de plasticidad.
En el caso de suelos cohesivos, Loadcap calcula la relación de presión intersticial como:
donde s'0 es el valor inicial de la tensión efectiva promedio en la profundidad considerada;
s'0 es la tensión vertical efectiva y k0 el coeficiente de empuje al reposo
γmax es la deformación de corte máxima alcanzada durante el sismo;
b es aproximadamente igual a 0.45 (coeficiente experimental);
γv es la deformación de umbral volumétrico, determinable con ensayos cíclicos de laboratorio, pero que se puede calcular también, como primera aproximación, con la siguiente relación.
OCR es el grado de sobreconsolidación, A y B son coeficientes experimentales que se pueden calcular por interpolación lineal según la Tabla 4.7.5.1.
IP [%] |
A |
B |
|---|---|---|
20 |
0.4 10-3 |
0.6 10-3 |
40 |
1.2 10-3 |
1.1 10-3 |
55 |
2.5 10-3 |
1.2 10-3 |
Tabla 4.7.5.1 - Valores sugeridos para los coeficientes A y B
La relación de presión intersticial, en el caso de suelos incoherentes licuables, se determina por interpolación lineal de los valores que aparecen en la Tabla 4.7.5.2 en función de la amplitud de la deformación máxima inducida por el suelo.
gmax [%] |
ru=Du/s'0 |
|---|---|
0.005 |
0.2 |
0.1 |
0.4 |
0.2 |
0.6 |
0.4 |
0.8 |
5 |
0.95 |
Tabla 4.7.5.2 - Relación de presión intersticial ru en función de γmáx
La amplitud de la deformación de máxima γmáx se calcula con la siguiente relación:
donde:
amax,s es el pico de aceleración en el plano del terreno del sismo de proyecto;
γ es la aceleración de gravedad;
sv es la tensión total vertical;
rd coeficiente reductivo de la acción sísmica que toma en cuenta la deformabilidad del subsuelo determinado por la relación rd=1-0.015z;
G módulo de corte correspondiente al nivel deformativo γmáx
El módulo de corte se puede determinar con ensayos de laboratorio o mediante la Tabla 4.7.5.3 aplicando un factor de reducción al módulo de corte G0 (módulo de corte en pequeñas deformaciones).
amax,s [g] |
G/G0 |
|---|---|
0.10 |
0.80 |
0.20 |
0.50 |
0.30 |
0.35 |
0.40 |
0.28 |
Tabla 4.7.5.3 - Factor de reducción del módulo de corte en los primeros 20 m en función de la aceleración amáx,s