The effect of irregular seismic loading on the validity of the simplified liquefaction procedures

Abstract

La licuefacción del suelo ha sido uno de los principales peligros para los proyectos de ingeniería civil relacionados con los terremotos. El procedimiento de licuefacción simplificado que se utiliza para evaluar la susceptibilidad a la licuefacción en la práctica todavía se basa en métodos semi-empíricos. Estos se basan en la suposición de que los movimientos sísmicos irregulares se pueden representar completamente mediante un número equivalente de ciclos de amplitud de tensión uniforme, que se basan en la aceleración máxima medida en la superficie del suelo. La mayoría de las metodologías utilizadas para calcular el  número equivalente de ciclos se basan en elconcepto de daños de Miner desarrollado para el análisis de fatiga de metales. Varios investigadores han cuestionado la validez de este concepto, ya que los suelos tienen una respuesta altamente no lineal. El presente trabajo investiga numéricamente el concepto de ciclos de amplitud uniforme equivalentes. Los análisis efectivos de elementos finitos no lineales basados ​​en tensiones se realizan con un modelo de plasticidad superficial delimitadora modificado que permite simular de manera realista la licuefacción, reproduciendo con precisión la resistencia cíclica de las arenas. La  respuesta sísmica de undepósito de arena uniforme a nivel del suelo de 15 m de profundidad se simula con un acoplamiento hidromecánico completo para establecer la extensión de referencia de la zona de licuefacción. Paralelamente, los análisis se repiten asumiendo condiciones de drenaje para calcular las historias de tiempo irregulares, que luego se encuentran en un número equivalente de amplitud uniforme. Las series de amplitud constante se aplican luego en simulaciones de ensayos de corte simple de un solo elemento , con condiciones iniciales las correspondientes a los 7 m de profundidad en el depósito. Los resultados en términos de laactivación prevista de la licuefacción se contrastan con las predicciones de los análisis de referencia totalmente acoplados a la profundidad correspondiente para evaluar la validez de Seed et al. (1975) metodología, basada en el concepto de daño acumulativo de Miner .