Efecto de cargas sísmicas irregulares en la validez de los procedimientos de licuefacción simplificados

Resumen

Licuefacción sísmica ha sido uno de los mayores peligros para proyectos de ingeniería atribuidos a terremotos. Las metodologías comúnmente utilizadas para evaluar licuefacción siguen basándose en métodos semi-empíricos. El procedimiento simplificado para evaluar el potencial de licuefacción asume que los terremotos pueden ser representados por un número equivalente de ciclos uniformes, proporcionales a la aceleración superficial máxima de un registro. Las principales metodologías para calcular el número equivalente de ciclos están basadas en la regla de daño acumulado de Miner, desarrollada para el análisis de fatiga en metales. La aplicabilidad de este concepto en suelos ha sido ampliamente cuestionada, dado que los suelos tienen un comportamiento no lineal. El presente trabajo investiga numéricamente el concepto de ciclos de amplitud uniforme equivalentes. Se efectúan análisis de esfuerzos no lineales en elementos finitos utilizando un modelo constitutivo de plasticidad de superficie límite que permite simular realísticamente licuefacción, reproduciendo precisamente la resistencia cíclica de las arenas. Bajo un análisis hidro-mecánico acoplado, se estudia un depósito de arenas de 15 m de profundidad sujeto a solicitaciones sísmicas, a fin de establecer una referencia de los alcances de la licuefacción. En paralelo, se desarrollan análisis de respuesta drenados para obtener los registros irregulares de esfuerzo, los cuales son convertidos en registros cíclicos uniformes. Se efectúan simulaciones de ensayos de corte simple no drenado sometidos a los registros uniformes generados. Los resultados de los ensayos de corte simple se comparan con los modelos en términos de licuefacción y se concluye sobre la validez de la metodología de Seed et al. (1975), basada en el concepto de daño acumulado de Miner.