Obras de estabilización de procesos erosivos en suelos loéssicos (Cárcavas) / Infraestructure for stabilization of gully erosion in loess

En el sur de la provincia de Córdoba (región central de Argentina) se encuentran numerosos arroyos afectados por procesos erosivos de carcavamiento. En este artículo en particular se presenta en caso de estudio del arroyo "El Gato", el cual cruza la Ruta Nacional Nº 8 cerca del pueblo de Sampacho. Allí se observa un severo proceso de incisión de su cauce como consecuencia del fenómeno de erosión en cárcava al que se encuentra sometido. Este fenómeno se materializa mediante la formación de un escalón en el lecho fluvial sobre el cual se desarrolla una cascada de aproximadamente 13 m de altura; presentando una fosa de socavación debido al impacto del agua. El impacto de este proceso es altamente significativo, ya que afecta negativamente su área cercana, reduciendo áreas de uso agrícola y dañando las obras de infraestructura existentes (caminos, ferrocarriles, puentes y poliductos). Asimismo, el impacto ambiental es altamente negativo, fundamentalmente por las consecuencias asociadas a la incisión del cauce, el descenso del nivel freático y el incremento del transporte de sedimentos hacia aguas abajo. En este trabajo se presentan los estudios básicos realizados para caracterizar el fenómeno y se describe la solución adoptada para estabilizar el cauce de este arroyo. Además, se presentan las modificaciones realizadas en la etapa de obra y los detalles del seguimiento durante la operación y mantenimiento de la misma (AU)

Asentamientos y esfuerzos verticales en suelos que soportan cargas verticales de distribución arbitraria

Se propone un modelo para el cálculo de asentamientos y esfuerzos verticales en suelos sometidas a cargas verticales distribuidas en el plano horizontal en áreas de forma arbitraria. El modelo permite determinar los asentamientos elásticos o inelásticos y los esfuerzos verticales en cualquier un punto debajo del área cargada. Dos tipos de variación del módulo de elasticidad del suelo son utilizados: 1) el módulo varía linealmente con la profundidad; 2) el módulo varía con la intensidad del esfuerzo vertical. Se obtienen expresiones para los esfuerzos verticales y los asentamientos integrando las fórmulas de Boussinesq para varias distribuciones de presiones bajo la zapata (uniforme, lineal, y parabólica). Se incluyen ayudas de diseño y cuatro ejemplos que demuestran la capacidad y validez del algoritmo propuesto. (AU)

Diseño de estructuras de contención en suelos granulares bajo acciones sísmicas

Se evalúan los empujes activos dinámicos de suelos sobre estructuras de contención del tipo de gravedad, analizando la naturaleza del problema, evaluando los diferentes tipos de falla, y el comportamiento de estas estructuras bajo las hipótesis de desplazamientos despreciables y de desplazamientos predeterminados. Se examina la influencia y la relación entre los parámetros que intervienen en la formulación de Mononobe y Okabe. Se presentan expresiones simplificadas de cálculo de empuje dinámico activo y se propone una nueva formulación simplificada aplicable para los niveles de acción sísmica probable en Argentina. Finalmente, se presenta un ejemplo numérico de aplicación, formulando sugerencias aplicables al diseño sismorresistente de estribos y muros de gravedad. (AU)

Geología y petrología del Cerro Buenavista (Cerro de la Muerte) y alrededores, Costa Rica

El área de estudio se localiza en la Hoja Vueltas (1:50 000) y corresponde con las cumbres del Cerro Buenavista (Cerro de la Muerte). Afloran rocas sedimentarias no diferenciadas en la carta geológica, que corresponden con areniscas volcanigénicas someras, brechas medias a gruesas, calcarenitas fosilíferas y lutitas arenosas negras calcáreas (lodolitas terrígenas) correlacionadas con la Formación Peña Negra (lodolitas terrígenas) y la secuencia somera de areniscas dominantes con una variación de facies de la Formación Coris. Debido a las intrusiones del Grupo Comagmático Talamanca, esta secuencia se observa con alteración hidrotermal importante, pero localizada. La edad de la secuencia es miocena, posiblemente.Las rocas ígneas, se describen macro y microscópicamente como gabros augíticos. Las rocas volcánicas corresponden con basaltos alcalinos (?) pertenecientes al Grupo Aguacate, correlacionables con Grifo Alto de edad plio-pleistocena(?). Estas secuencias están intruidas por diques andesíticos afaníticos a afaníticos porfiríticos. Asimismo se observaron rocas dacíticas aflorando en el Cerro Jaboncillo, formando domos extrusivos de edad plioa-pleistocena temprana.El análisis morfológico muestra tres direcciones de alineamientos en donde el dominante tiene una dirección NW, seguido de la dirección NE y el menos dominante, es hacia el E-W. Lo anterior hace pensar que las extrusiones probablemente aprovecharon debilidades corticales para llegar a la superficie.(AU)

Análisis de tuberías enterradas en suelos loéssicos : Efecto de la saturación del suelo

El cálculo y diseño de tuberías enterradas se realiza normalmente mediante fórmulas aproximadas o métodos semiempíricos. A pesar de su amplia difusión, estas teorías no permiten explicar las fallas observadas en numerosas tuberías. Tampoco es posible tener en cuenta el efecto de la pérdida de confinamiento lateral que ocurre cuando se satura o inunda el terreno natural. Este problema es de fundamental importancia en los limos loéssicos del centro de Argentina, y se ha convertido en una de las principales causas de rotura de tuberías. En este trabajo se desarrolló un modelo bidimensional en elementos finitos para analizar el comportamiento de tuberías enterradas en suelos loéssicos. Los resultados obtenidos permitieron determinar la influencia de la rigidez de la tubería y de la saturación del suelo en las deflexiones de la misma. Se analizó el efecto de las interfases suelo-caño, la influencia del comportamiento no-elástico del suelo, la necesidad de considerar pequeñas y grandes deformaciones en el cálculo, y la contribución del ancho de la trinchera y del módulo de deformación del relleno en las deflexiones de las tuberías. Se concluye en este trabajo, que el método de elementos finitos permite modelar en forma efectiva el comportamiento de las tuberías enterradas en suelos loéssicos. Se demostró que los métodos tradicionales de cálculo tienden a predecir deflexiones y esfuerzos no conservadores, lo cual permite apreciar la importancia de utilizar métodos numéricos en el análisis de tuberías enterradas.(AU)

Microzonificación sísmica

Esta investigación está orientada especialmente a obtener resultados sobre la amenaza sísmica y el comportamiento dinámico de los suelos en el Area Metropolitana de San José, en el cual se concentra la mayor parte de la población del país y en donde se desarrollan las principales actividades socioeconómicas del país. Se utilizó la información en diferentes fuentes y otra gran cantidad de datos fueron generados, de tal forma que los resultados presentados en serie en este informe están basados en el conocimiento actual de las ramas de la ciencia y de la tecnología que actuaron en forma multidisciplinaria para el desarrollo de este proyecto. Para efectos de evaluar la respuesta de sitio en los suelos de la ciudad capital, se realizaron mediciones geofificas en 13 diferentes lugares para obtener la velocidad de la onda cortante. Los valores de velocidad de los primeros 30 metros de los depósitos de suelo han permitido clasificar a los mismos como suelos de comportamiento rígido. Se realizaron mediciones de ruido ambiente en 185 sitios, por medio de los cuales se obtuvo un mapa de isoperiodos relativos de la zona. Se instaló una red de ocho acelerógrafos digitales, durante nueve meses en el año 1998, registrándose un total de 68 eventos. Se desarrolló un mapa de espesores de materiales no consolidados en toda el área incluida en el estudio. Esta informacuón fue analizada e integrada por medio de las téncias empíricas y analíticas de evaluación de respuesta de sitio, utilizando principalmente razónes espactrales y el programa SHAKE. Conclusiones: El mapa de micorzonificación sísmica, obtenido con base en mediciones de ruido ambiente, muestra periodos predominantes relativamente más altos en la zonas del centro, este y noroeste de la ciudad. Se propone dividir San José en dos zonas: una al sur, oeste y noroeste de la ciudad, la otra en la parte central, este y noroeste de San José. Se recomienda que se utilice como espectro de referencia (roca) para el Area Metropolitana el espectro de respuesta normalizado de iual amenaza obtenido por medio del estudio de amenaza sísmica.

Use of GIS for 3D soil modeling and application to seismic hazard assessment

The great Michoacan earthquake of 1985 in Mexico City illustrates the importance of site effects in determining the distribution of earthquake damage (Celebi et al, 1987). Ground acceleration in the lakebed area of Mexico City, located about 400 km from the earthquake source, was greatly amplified, reaching a level even higher than the one produced near the epicenter. Other recent earthquakes, like the 1995 Kobe earthquake (Kaneko et al, 1996), have confirmed that site effects play a predominant role in the distribution of damage during earthquakes. Ideally, the effect of subsoil conditions on the site hazard can be determined by a detailed microzoning study. However, sismic hazard assessment studies in developing countries or in rural areas of industrialized countries often face the following difficult circumstances: a) there is a lack of sufficient information and data; b) existing information can be difficult to find because it is stored in many different locations, usually by the public or private organizations that produced it; and c) the levels of reliability and completeness of the existing data vary widely. Alternate methodologies that address these issues need to be developed in order to more accurately assess the seismic hazard and risk of non-industrialized countries. In this paper, GIS technology with 3D capabilities is used to collect, combine, and analyze available information in the production of an analytical soil model. The preparation of a soil model for the City of Quito, Ecuador, is presented as an example of the proposed methodology. The modeling of the subsurface soil was required for the estimation of damage due to future hypothetical earthquakes and carried out in the Quito, Ecuador Earthquake Risk Management Project. Due to the absence of available GIS technology at the time of the project, the 3D, analytical, soil model has been prepared as part of follow up efforts to refine and update the results of the Quito, Ecuador Earthquake Risk Management Project

Screening guide for rapid assessment of liquefaction hazard at highway bridge sites

Liquefaction-induced ground and foundation displacement has been a major cause of earthquake damage to bridges. For example, during the great Alaskan earthquake of March 27, 1964, liquefaction-induced lateral ground displacement inflicted structural distress to 266 railway and highway bridges, collapsing about 20 and damaging many others beyond repair. This destruction primarily at river crossings, disrupted the surface transportation system in southern Alaska for many months after the earthquake. Numerous other occurrences of bridge damage or collapse have occurred around the world as a consequence of liquefaction. These types of deposits and terrain are highly vulnerable to liquefactionand lateral spread. Because of the high potential for bridge damage and consequent disruption to transportation systems evaluation of liquefaction hazard is a major part of any assessment of seismic hazard to highway systems As an aid to seismic hazard assessment this report provides a "screening guide" for systematic evaluation of liquefaction hazard at bridge sites and a guide for prioritizing sites for further investigation or mitigation. This guide is intended for use by highway engineers with experience in geotechnical engineering practice, but not necessarily specialized knowledge in seismic hazard evaluation. Only sites with significant hazard need tobe evaluated with the more sophisticated and time consuming-procedures. If there is clear evidence that liquefaction or damaging ground displacement are very unlikely, the site is classed as "low liquefaction hazard and and low priority for further investigation" and the evaluation is complete, or unclear, the site is classed as having possible liquefaction hazard and the screening proceeds to the next step. If the available site information is insufficient to complete a liquefaction hazard analysis, then simplified seismic, geologic and hidrologic criteria are used to prioritize the bridge site for further investigation (AU)

Evaluation of bridge damage data from the Loma Prieta and Northridge, California earthquakes

This report presents the significant findings from a study of damage to bridges during the 1989 Loma Prieta and the 1994 Northridge, C A earthquakes. In both earthquakes, less than five percent of the bridges that were exposed to ground shaking were damaged. AS experienced in the past earthquakes, bridges with non-monolithic abutment types, discontinuous spans and single column bents performed poorly. High skew contributed to high damage levels. Data on bridge damage were compiled, reviewed and analyzed to correlate observed bridge damage to structural characteristics of bridge, ground motion levels and estimated repair cost. Damage states reported after the earthquakes were investigated and new damage state definitions for concrete bridges were proposed. bridges were grouped by their structural characteristics and correlation studies were perfomed to obtain ground motion-damage relationships and ground motion-repair cost ratio relationships. Logistic regression analysis was used to obtain empirical fragility curves. Currently available fragility curves and damage probability matrices were compared to observed damage data and the empirical relationships developed in this study (AU)

Extraction of nonlinear hysteretic properties of seismically isolated bridges from quick - release field tests

A time domian system identification method is used to identify the hysteretic properties of lead-rubber bearings installed in seismically isolated bridge systems. The longitudinal or transverse motion of the superstructure is idealized as a single degree of freedom (SDOF) system, where the total damping effect has been divided two parts.

Proceeding of the NCEER workshop on evaluation of liquefaction resistance of soils

Over the past twenty-five years, a procedure, termed the "simplified procedure" has evolved for evaluating liquefaction resistance of soils. This procedure has become the standard of practice in North American and trougthout much of the world. The purpose of the 1996 workshop, sponsored by the National Center for Earthquake Engineering Research (NCEER) was to convene a group of experts to review developments and gain consensus for furher augmentations to the procedure. To keep the workshop focused and the content tractable, the scope was limited to evaluation of liquifaction resistance. Post-liquefaction phenomena, such as soil deformation and ground failure, although equally or more important, were beyond the scope of this workshop. The participants developed consensus recommendations on the following topics: (1) use of the standard and cone penetration tests for evaluation of liquefaction resistance, (2) use of shear ware velocity measurements for evaluation of liquefaction resistance, (3) use of the Becker penetration test for gravelly soils, (4) magnitude scaling factors, (5) correction factors K and K, and (6) evaluation of seismic factors required for the evaluation procedure. Probabilistic analysis and seismic energy considerations were also reviewed. Seismic energy conceptss were judged to be insufficiently developed to make recommendations for engineering practice. Probabilistic methods have been used in some risk analyses, but are still outside the mainstream of standard practice. (AU)

Application of the becker penetration test for evaluating the liquefaction potential of gravelly soils

The Becker Penetration Test has seen increased use in North America as an in situ technique for measuring the liquefaction potencial of gravelly soils. This test involves the use of a large dynamic penetrometer and incorporates elements of both pile driving and the Standard Penetration Test. Despite its increasing use, it remains a non-standard test with may uncertainties involving driving energy and casing friction. This paper describes the development of the test, its aplication, and recommendation for its use in the assessment of liquefacion potencial. (AU)