ANEJO 5. DETERMINACIÓN DE LOS ASIENTOS INDUCIDOS POR LA VIBRACIÓN SÍSMICA EN ARENAS

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A continuación se incluyen dos procedimientos, uno para arenas saturadas y otro para arenas no saturadas, que permiten calcular, en una primera aproximación, el asiento producido por la vibración sísmica.

A5.1. Arenas saturadas

Con carácter orientativo, se podrá estimar el asiento inducido por la vibración sísmica de acuerdo con el siguiente procedimiento, válido inicialmente para arenas limpias. En general, cabe esperar que para un mismo valor del índice N_1,60, los asientos en arenas con más de un 5% de finos sean menores que los obtenidos de acuerdo con dicho procedimiento.

• a) Establecimiento del perfil geotécnico del terreno, que deberá quedar caracterizado al menos por la distribución en profundidad de los valores del índice N_1,60, cuya definición se incluye en el comentario al apartado 8.3.1.
• b) Determinación de la tensión tangencial provocada por el terremoto τ_E, según el comentario al apartado 8.3.1.
• c) Determinación de la presión vertical efectiva σ´_v sobre el plano horizontal a cada profundidad z.
• d) Determinación del factor (τ_E /σ´_v), cociente entre las tensiones anteriores, correspondiente a un terremoto de magnitud M.
• e) Determinación del factor K_Mε, en función de la magnitud del terremoto, que puede obtenerse de la tabla A.5.1. A falta de un estudio específico, la magnitud del terremoto de cálculo puede estimarse de forma aproximada de acuerdo con los valores que se indican en la tabla C.3.3.
• f) Determinación de la deformación vertical unitaria ε_c,M, correspondiente a un terremoto de magnitud M, en función del índice N_1,60 y del factor (K_M,ε ·τ_E /σ´_v), a partir de la figura A.5.1.
• g) Obtención del asiento total, como suma de los correspondientes a los diferentes estratos, calculados como producto del espesor de cada estrato por su deformación vertical unitaria. Es decir: donde:
  s_tot Asiento total.
  ε_c,M Deformación vertical unitaria.
  h_j Espesor del estrato j-ésimo.

TABLA A.5.1. Valor de KM,ε, para arenas saturadas

Figura A5.1

A5.2. Arenas no saturadas

Con carácter orientativo, se podrá estimar el asiento inducido por la vibración sísmica en arenas no saturadas de acuerdo con el siguiente procedimiento:

a)

Establecimiento del perfil geotécnico del terreno, que deberá quedar caracterizado al menos por la distribución en profundidad de los valores del índice de densidad I_D o del índice N_1,60.

Se entiende por índice de densidad de una arena I_D, la relación entre los índices de poros, o pesos específicos, que se indica en la expresión siguiente:

donde:

• I_D Índice de densidad.
• e Índice de poros en el estado analizado.
• γ Peso específico de la arena en el estado analizado. Los pesos γ_máx y γ_mín pueden obtenerse conforme a lo especificado en UNE 103106 y UNE 103105, respectivamente.

b)

Determinación de la tensión tangencial provocada por el terremoto τ_E, según el comentario al apartado 8.3.1.

c)

Determinación del módulo de rigidez transversal del terreno para pequeñas deformaciones Gmáx, según el comentario al apartado 8.2.3. Alternativamente, podrá obtenerse G_máx [kPa] a partir de la correlación siguiente, o de otras que el proyectista justifique convenientemente:

donde:

• N_1,60 Índice definido en el comentario al apartado 8.3.1.
• σ´_m Presión media vertical efectiva sobre el plano horizontal a la profundidad z, expresada en [kPa]. Puede considerarse σ´_m = 0,65 σ´_v siendo σ´_v la presión vertical efectiva sobre el plano horizontal a la profundidad z.

d)

Determinación de la deformación angular unitaria γ_c, a partir de la figura A.5.2.

Figura A5.2

e)

Determinación del valor de la deformación vertical unitaria ε_c,7,5 a partir de la deformación angular unitaria γ_c y el índice de densidad I_D o el índice N_1,60, utilizando para ello la figura A.5.3, válida para un terremoto de magnitud M = 7,5.

Figura A5.3

f)

Corrección de la deformación vertical unitaria ε_c,7,5 obtenida de la figura A.5.3, de acuerdo con los siguientes criterios:

Para magnitudes de terremoto diferentes de M = 7,5 deberá multiplicarse el valor de ε_c,7,5 por el factor incluido en la tabla A.5.2. A falta de un estudio específico, la magnitud del terremoto de cálculo puede estimarse de forma aproximada de acuerdo con los valores que se indican en la tabla C.3.3.

TABLA A.5.2. Relación, ε_c,M /ε_c,7,5 para arenas no saturadas

En todos los casos, el valor obtenido deberá multiplicarse por 2, para tener en cuenta el efecto multidireccional de la vibración.

g)

Obtención del asiento inducido por la vibración sísmica, como suma de los asientos correspondientes a los diferentes estratos, calculados como producto del espesor de cada estrato por su deformación vertical unitaria, teniendo en cuenta el efecto multidireccional de la vibración. Es decir:

donde:

• s_tot Asiento total.
• ε_c,M Deformación vertical unitaria.
• h_j Espesor del estrato j-ésimo.