Aplicación de técnicas sísmicas pasivas para determinar perfiles de onda de corte en depósitos profundos de suelos blandos

Application of passive seismic techniques to determine shear wave profiles in deep deposits of soft soils

dc.contributorRuge Cárdenas, Juan Carlos
dc.creatorLeón Dussan, Juan Sebastián
dc.date2023-08-11T13:41:39Z
dc.date2023-08-11T13:41:39Z
dc.date2023-04-14
dc.date.accessioned2023-09-06T17:46:51Z
dc.date.available2023-09-06T17:46:51Z
dc.identifierhttp://hdl.handle.net/10654/45028
dc.identifierinstname:Universidad Militar Nueva Granada
dc.identifierreponame:Repositorio Institucional Universidad Militar Nueva Granada
dc.identifierrepourl:https://repository.unimilitar.edu.co
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8692780
dc.descriptionEn este proyecto se realizaron mediciones de geofísica pasiva que miden el ruido sísmico ambiental o también conocido como Microtremores, para determinar las propiedades dinámicas de los suelos y con base en esta información estimar los espesores de depósitos arcillosos en la Sabana de Bogotá, más específicamente en el municipio de Chía, Cundinamarca. Para tal fin, se realizaron en campo mediciones de geofísica pasivas con técnicas como SPAC, ESPAC y la inversión de la relación espectral H/V que no son muy utilizadas en nuestro medio, pero tienen un gran alcance de predicción y un bajo costo con respecto a la exploración directa, dadas las características de suelos profundos en la zona de estudio. Con las técnicas antes mencionadas, se realizaron procesos de interpretación, que permitieron establecer la profundidad del macizo rocoso en diferentes puntos y con ello, ilustrar un perfil estratigráfico desde el lugar conocido como el Alto de la Cruz, pasando por el municipio de Chía y finalizando en los cerros Orientales de la Sabana de Bogotá. Los diferentes perfiles de velocidad de ondas de corte estimados y la construcción de un perfil estratigráfico, ayudarán a proyectos que requieran estudios particulares de sitio, a determinar sus parámetros fundamentales, que dan información acerca de las frecuencias de vibración del perfil y permiten tomar importantes decisiones en sus diseños.
dc.descriptionRESUMEN 9 ABSTRACT 10 CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN 11 1.1. Planteamiento del problema 12 1.2. Justificación 13 1.3 Objetivos 14 1.3.1. Objetivo General 14 1.3.2. Objetivos Específicos 14 CAPÍTULO 2 ANTECEDENTES Y ESTADO DEL ARTE 15 2.1 Estudios recientes en la sabana de Bogotá 17 CAPÍTULO 3 MARCO TEÓRICO 19 3.1 Ondas sísmicas 19 3.1.1 Ondas de cuerpo P y S 20 3.1.2 Características de ondas P y S 26 3.1.3 Ondas Rayleigh 27 3.1.4 Ecuación de dispersión de ondas Rayleigh 31 3.1.5 Variación entre las ondas P, S y Rayleigh 32 3.1.6 Ondas Love 33 3.1.7 Ecuación de dispersión de ondas Love 36 3.1.8 Características de ondas dispersivas 38 3.2 Técnicas de interpretación en mediciones de microtremores 40 3.2.1 Microtremores 40 3.2.2 Método SPAC 41 3.2.3 Método ESPAC 44 3.2.4 Método de relación espectral H/V 46 CAPÍTULO 4 METODOLOGÍA 48 CAPÍTULO 5 TRABAJOS DE CAMPO 50 5.1 Mediciones H/V 50 5.1.1 Localización de las mediciones H/V 51 5.2 Líneas sísmicas 52 5.2.1 Localización de las líneas sísmicas 53 5.2.2 Registro fotográfico de líneas sísmicas 54 5.3 Verificación de contacto del macizo rocoso 55 5.3.1 Localización de sitios visitados 55 5.3.2 Registro fotográfico de los sitios visitados 56 CAPÍTULO 6 RESULTADOS 57 6.1 Líneas sísmicas 57 6.2 Relación espectral H/V 64 6.3 Comparación entre mediciones pasivas y la relación espectral H/V 68 6.4 Comparación entre exploración activa y pasiva de referencia con respecto a la exploración pasiva ejecutada en el presente proyecto 71 6.5 Perfil estratigráfico sobre la sección de análisis 74 BIBLIOGRAFÍA 78
dc.descriptionIn this project, the detection of passive geophysics was carried out that measures the environmental seismic noise or also known as Microtremors, to determine shear wave velocity profiles and thicknesses of clayey deposits in the Sabana of Bogotá, more specifically in the municipality of Chía, Cundinamarca. For this purpose, passive geophysics were detected in the field with techniques such as SPAC, ESPAC and the inversion of the H/V spectral ratio, which are not widely used in our environment, but have a great prediction scope and a low cost compared to direct exploration, given the characteristics of deep soils in the study area. With the mentioned techniques beforehand, interpretations were carried out, which allowed to establish the depth of the rock mass at different points and thus illustrating a stratigraphic profile from the place known as Alto de la Cruz, passing through the municipality of Chía and ending in the eastern hills of the Bogota savannah. The different estimated shear wave velocity profiles and the construction of a stratigraphic profile help projects that require particular site studies to determine their fundamental parameters, which provide information about the vibration frequencies of the profile and allow important decisions to be made in your designs.
dc.descriptionMaestría
dc.formatapplicaction/pdf
dc.formatapplication/pdf
dc.languagespa
dc.publisherMaestría en Ingeniería Civil
dc.publisherFacultad de Ingeniería
dc.publisherUniversidad Militar Nueva Granada
dc.relationAki, K. (1957). Space and time spectra of stationary waves, with special reference to microtremors. Bulletin of the Earthquake Research Institute, 415-456.
dc.relationAki, K. (1965). A note on the use of microseisms in determining the shallow structures of the Earth’s crust. Geophysics, 665-666.
dc.relationAki, K., & Richards, P. (1980). Quantitative Seismology: Theory and Methods. Volumes 1 and 2. San Francisco, California.
dc.relationAki, K., & Richards, P. (2002). Quantitative Seismology. University Science Books.
dc.relationArai, H., & Tokimatsu, K. (2004). S-wave velocity profiling by inversion of microtremor H/V spectrum. Bull. seism. Soc. Am., 53-63.
dc.relationAsten, M. (1978). Geological control on the three-component spectra of Rayleigh-wave microseisms. Bull., Seism. Soc. Am., 1623-1636.
dc.relationAsten, M. (1979). Comments on “Microtremor site analysis study at Beatty, Nevada” by L. J. Katz and R. J. Bellon. Bull., Seism. Soc. Am., 1623-1636.
dc.relationAsten, M. (1983). Discussion on “Seismic array noise studies at Roosevelt Hot Springs, Utah Geothermal Area”. Geophysics, 1560-1561.
dc.relationAvila, G. (2004). Estudio de la retraccion y el agrietamiento de arcillas. Universidad Politecnica de Cataluña.
dc.relationBard, P. Y. (1999). Microtremor Measurements: A Tool for Site Effect Estimation A.A. Balkema/Rotterdam/Brookfiel.
dc.relationCamelo, J. C. (2019). Informe de calidad de vida 2018. Bogotá.
dc.relationCara, F., Di Giulio, G., Milana, G., Bordoni, P., Haines, J., & Rovelli, A. (2010). On the stability and reproducibility of the horizontal-to-vertical spectral ratios on ambient noise: case study of Cavola, northern Italy. Bull. seism. Soc. Am., 1263-1275.
dc.relationDANE. (2019). Resultados censo nacional de poblacion y vivienda 2018. Bogotá.
dc.relationDouze, E., & Laster, S. (1979). Seismic array noise studies at Roosevelt Hot Springs, Utah Geothermal Area. Geophysics, 1570-1583.
dc.relationField, E., & Jacob, K. (1995). A comparison and test of various site-response estimation techniques, including three that are not reference-site dependent. Bull. seism. Soc. Am., 1127-1143.
dc.relationFOPAE. (2010). Zonificacion de la respuesta sismica de Bogota para el diseño sismico resistente de edificaciones. Bogota.
dc.relationGoogle Earth. (2018, Marzo 17). Retrieved from https://www.google.com/intl/es/earth/
dc.relationGucunski, N., & Woods, R. (1991). Instrumentation for SASW testing in Bahia, S.K. and Blaney G. W., Eds., Recent advances in intrumentation, data acquisition and testing in soil dynamic. Am. Soc. Civil Eng., 1-6.
dc.relationGuéguen, P., Cornou, C., Garambois, S., & Banton, J. (2007). On the limitation of the H/V spectral ratio using seismic noise as an exploration tool: application to the Grenoble valley (France), a small apex ratio basin. Pure appl. Geophys., 115-134.
dc.relationHaskell, N. (1953). Dispersion of surface waves in multilayered media. Bulletin of Seismological Society of America., 17-34.
dc.relationHaubrich, R. (1967). Microseisms: International Dictionary of Geophysics,. Pergamon Press Inc.
dc.relationHelmens, K. (1990). Neogene-Quaternary geology of the High Plain of Bogotá, Eastern Cordillera, Colombia. Berlín, Alemana: Gebrüder Borntraeger.
dc.relationHenstridge, J. (1979). A signal processing method for circular arrays. Geophysics, 179-184.
dc.relationHorike, M. (1996). Geophysical exploration using microtremor measurements. Proceedings of the 11th World Conference on Earthquake Engineering, 2033.
dc.relationIbs-von Seht, M., & Wohlenburg, J. (1999). Microtremor measurements used to map thickness of soft sediments. Bull., Seis. Soc. Am., 250-259.
dc.relationIngeominas. (1997). Mapa de Geologia de la Sabana de Bogota. Bogota.
dc.relationJaramillo, A., Piña, J., & Aguilar, R. (2012). Aplicación del método de cocientes espectrales para la reconfiguración detallada del mapa de Isoperiodos en la cuenca del valle de México. XXVI Reunión Nacional de Mecánica de Suelos .
dc.relationKatz, L. (1979). A reply. Bull., Seis. Soc. Am., 1637-1639.
dc.relationKonno, K., & Ohmachi, T. (1998). Ground-motion characteristics estimated from spectral ratio between horizontal and vertical components of microtremor. Bull. seism. Soc. Am., 228-241.
dc.relationKramer, S. (2007). Geotechnical Earthquake Engineering. Pearson Education.
dc.relationLachet, C., & Bard, P. (1994). Numerical and theoretical investigations on the possibilities and limitations of Nakamura’s technique. J. Phys. Earth, 377-397.
dc.relationLermo, J., & Chávez-García, F. (1993). Site effect evaluation using spectral ratios with only one station. Bull. seism. Soc. Am., 1574-1594.
dc.relationLing, S., & Okada, H. (1993). An extended use of the spatial autocorrelation method for the estimation of geological structure using microtremors. Japon: Conf. SEGJ. 44-48.
dc.relationLiu, H. (2000). Comparison of phase velocities from array measurements of Rayleigh waves associated with microtremor and results calculated from borehole shear-wave velocity profiles. Bull., Seis. Soc. Am., 666-678.
dc.relationLove, A. (1927). The Mathematical Theory ofElasticity. University Press, Cambridge: 4th.
dc.relationLunedei, E., & Albarello, D. (2015). Horizontal-to-vertical spectral ratios from a full-wavefield model of ambient vibrations generated by a distribution of spatially correlated surface sources. Geophys. J. Int., 1140-1153.
dc.relationMcMechan, G., & Yedlin, M. (1981). Analysis of dispersive waves by wave field transformation. Geophysics, 869-874.
dc.relationMoya, J. (2020). Empleo de tecnicas pasivas para obtención de perfiles de velocidad de onda de corte en depositos profundos.
dc.relationMucciarelli, M. (1998). Reliability and applicability of Nakamura’s technique using microtremors: an experimental approach. J. Earthq. Eng., 625-638.
dc.relationNakamura, Y. (1989). A method for dynamic characteristics estimation of subsurface using microtremor on ground surface. QR of RTRI, 25-33.
dc.relationNakamura, Y. (1989). A method for dynamic characteristics estimation of subsurface using microtremors on the ground surface. Quarterly reports of the Railway Technical Research Institute, Tokyo., 25-33.
dc.relationNakamura, Y. (2000). Clear identification of fundamental idea of Nakamura’s technique and its applications. Proceedings of the 12th World Conference on Earthquake Engineering.
dc.relationNazarian, S. (1984). In situ determination of elastic moduli of soil deposits and pavement systems by spectral-analysis-of-surface-waves method. Univ. of texas, Austin.
dc.relationNazarian, S., Stokoe, K., & Hudson, W. (1983). Use of spectral analysis of surface waves method for determination of moduli and thicknesses of pavement systems. Transport. Res. Record., 38-45.
dc.relationNogoshi, M., & Igarashi, T. (1971). On the amplitude characteristics of microtremor (part 2). J. Seismol. Soc. Japan, 26-40.
dc.relationNSR. (2010, Enero). Bogotá, Colombia.
dc.relationOkada, H. (2003). THE MICROTREMOR SURVEY METHOD. SOCIETY OF EXPLORATION GEOPHYSICISTS.
dc.relationPiña-Flores, J., Perton, M., García-Jerez, A., Carmona, E., Luzon, F., Molina-Villegas, J., & Sanchez-Sesma, F. (2017). The inversion of spectral ratio H/V in a layered system using the diffuse field assumption (DFA). Geophys. J. Int., 577-588.
dc.relationPulido, N., García, H., Montejo, J., & Senna, S. (2020). Long period ground motion simulations at the Bogota basin, Colombia, based on a 3D velocity model of the basin from dense microtremors arrays measurements, gravity and geological data. The 17th World Conference on Earthquake Engineering, 17WCEE.
dc.relationRayleigh, L. (1885). On waves propagated along the plane surface of an elastic solid. Proceedings of the London Mathematical society, 4-11.
dc.relationSabatini, e. a. (2002, Abril). GEOTECHNICAL ENGINEERING CIRCULAR NO. 5. Evaluation of Soil and Rock Properties.
dc.relationSanchez-Sesma, F. (2011). A theory for microtremor H/V spectral ratio: application for a layered medium. Geophys. J. Int., 221-225.
dc.relationSanchez-Sesma, F., Rodríguez, M., Iturraran-Viveros, U., Rodríguez-Castellanos, A., Suarez, M., Santoyo, M., . . . Luzón, F. (2010). Site effects assessment using seismic noise. Proceedings of the 9th International Workshop on Seismic Microzoning and Risk Reduction.
dc.relationSrigutomo, W., Handayani, G., Pribadi, A., & Nugraha, A. (2018). Investigation of 1D shear wave velocity profile using the spatial autocorrelation (SPAC) method: Case study at West Park ITB Campus, Bandung, Indonesia. Indonesia: ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences.
dc.relationStokoe, K., Wright, G., James, A., & Jose, M. (1994). Characterization of geotechnical sites by SASW method, in Woods, R.D., Ed. Geophysical characterization of sites: Oxford Publ.
dc.relationThomson, W. (1950). Transmission of elastic waves through a stratified solid medium. Journal of Applied Physics, 89-93.
dc.relationTokimatsu, K. (1995). Geotechnical site characterization using surface waves. Proceedings First International Conference on Earthquake Geotechnical Engineering, 1333-1368.
dc.relationToksoz , M., & Lacoss, R. (1968). Microsesims: Mode Structure and Sources.
dc.relationTorres, V., Vandenbergue, J., & Hooghiemstra, H. (2005). An Environmental reconstruccion of the sediment infill of the Bogota basin (Colombia) during the last 3 million years abiotic and biotic proxies. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology.
dc.relationUdías, A., & Buforn, E. (2018). Principles of seismology. Madrid: Cambridge University Press.
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rightshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International
dc.rightsAcceso abierto
dc.subjectARCILLA
dc.subjectGEOFISICA
dc.subjectMicrotremors
dc.subjectWaves
dc.subjectStratigraphy
dc.subjectClays
dc.subjectGeophysics
dc.subjectMicrotremores
dc.subjectOndas
dc.subjectEstratigrafía
dc.subjectArcillas
dc.subjectGeofísica
dc.titleAplicación de técnicas sísmicas pasivas para determinar perfiles de onda de corte en depósitos profundos de suelos blandos
dc.titleApplication of passive seismic techniques to determine shear wave profiles in deep deposits of soft soils
dc.typeTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesis
dc.typehttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
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dc.coverageCalle 100


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