Evaluación de la respuesta sísmica de presas de tierra en términos de la variabilidad de los espectros de diseño

Abstract

En este estudio se desarrolla una metodología para la evaluación del comportamiento sísmico de presas de tierra en términos de la variabilidad de los diferentes espectros de diseño usados como parte del estado de la práctica del diseño sísmico de presas de tierra en el Perú y a nivel internacional. La metodología implementada como parte de este estudio es desarrollada en un proceso secuencial, siguiendo un procedimiento por etapas y es aplicada al caso particular de la presa Yuracmayo. La metodología implementada consta de tres (3) etapas. En una primera etapa se considera la cuantificación de la demanda sísmica en el sitio de la presa Yuracmayo. Con este fin se desarrolla un estudio de peligro sísmico probabilístico y determinístico y se definen los espectros de diseño para el sitio de la presa. En una segunda etapa se realiza la generación de registros sísmicos compatibles a los espectros de diseño previamente definidos. Con esta finalidad, se consideran los procedimientos que trabajan con la modificación de sismos de forma individual (con mayor uso en la práctica) y también aquellos que incluyen la selección y combinación de sets de movimientos sísmicos. Como parte de la generación de registros se creó además una base de datos para sismos de subducción de Perú y Chile. En la tercera etapa se evalúa la respuesta sísmica de la presa Yuracmayo para los movimientos sísmicos de diseño generados. Para evaluar la respuesta sísmica se consideran procedimientos de diferencias finitas y modelos constitutivos del estado del arte (e.g. el modelo UBCHYST (Byrne, 2010)), implementados en el software FLAC (Itasca, 2011). Finalmente se procede evaluar la variabilidad de la respuesta sísmica de la presa en términos de los espectros de diseño y las técnicas de generación de registros sísmicos, así como el comportamiento sísmico de la presa Yuracmayo para los sismos de diseño considerados.

This study develops a methodology to evaluate the seismic performance and behavior of earth dams in terms of the variability of different design spectra commonly used as part of the state of the practice of seismic design of earth dams in Peru and internationally. The methodology implemented as part of this study is developed in a sequential process, following a procedure by stages and is applied to the particular case of the Yuracmayo earth dam. The methodology used consists of three (3) stages. The first stage considers the seismic demand quantification at the Yuracmayo dam site. For this purpose a probabilistic- deterministic seismic hazard study is carried out and the design spectra for the dam site are defined. The second stage considers the generation of design earthquakes which are compatible with the design spectra previously defined. For this purpose, procedures that work with the modification of individual recorded earthquakes (most widely used procedure in practice) and those that include the selection and combination of sets of recorded earthquakes are considered. As part of the generation of design earthquakes it is also created a database for subduction earthquakes of Peru and Chile. In the third stage it is evaluated the seismic response of the Yuracmayo earth dam for the previously generated design earthquakes. For this purpose, finite difference methods and constitutive models of the state of the art (e.g UBCHYST model (Byrne, 2010)), implemented in the software FLAC (Itasca, 2011) were considered. Finally it is assessed the variability of the seismic response of the Yuracmayo dam in terms of the different considered design spectra and also considering the different design earthquakes generation techniques, beside of that, it is also assessed the performance and behavior of Yuracmayo earth dam for the considered design earthquakes.