Factor de reducción del módulo de elasticidad de pequeñas a grandes deformaciones en suelos gravo-limosos del distrito de San Jerónimo - Cusco

Abstract

En el análisis de asentamientos dentro del rango elástico, es necesario conocer con la mejor aproximación posible el valor del módulo de elasticidad Es, debido a que el asentamiento es inversamente proporcional al Es (teoría elástica). Las deformaciones cortantes producidas por los esfuerzos típicos ejercidos por el peso de los edificios se encuentran en el rango de 10-3%, denominadas “grandes" deformaciones. El ensayo de placa con carga estática simula de manera aceptable los asentamientos del suelo producto del rango de esfuerzos que producen las edificaciones típicas, por lo que se podrá calcular el módulo de elasticidad a grandes deformaciones (Es) a partir de este ensayo. Las deformaciones cortantes producidas en ensayos geofísicos se encuentran en el rango de 10-6%, estas son denominadas “pequeñas deformaciones". El método geofísico denominado Análisis Multicanal de Ondas Superficiales (MASW), analiza las propiedades de dispersión de los tipos de ondas sísmicas superficiales (modos fundamentales de ondas Rayleigh), las cuales se propagan horizontalmente a lo largo de la superficie. En base a la teoría de elasticidad de las ondas sísmicas, es posible determinar el módulo de corte (Gmax) y consecuentemente el módulo de elasticidad a pequeñas deformaciones, Ed. Conocido el Ed, es necesario reducirlo a un porcentaje adecuado que lo acerque al valor de Es para que se pueda compatibilizar con el cálculo final de los asentamientos aplicando la teoría elástica dentro del rango de deformaciones habituales. La presente investigación evalúa los módulos Es y Ed, obtenidos mediante la ejecución, en un mismo punto, de ensayos de placa con carga estática y sondajes MASW; determinándose que para los suelos gravo limosos del distrito de San Jerónimo - Cusco, la relación entre Es/Ed es del 14%. Este valor es considerado razonable, teniendo en cuenta el tipo de suelo, la influencia de la densidad natural y el contenido de finos.

In the analysis of settlements within the elastic range, it is necessary to know with the best possible approximation the elasticity module Es, because the settlement is inversely proportional to the Es (according with the elastic theory). The shear deformations produced by the typical stresses exerted by the weight of the buildings are in the range of 10-3%, called "large" deformations. The plate test with static load simulates in an acceptable way the settlements of the ground product of the range of stress produced by the typical buildings, therefore that the modulus of elasticity to large deformations (Es) can be calculated from this test. The shear deformations produced in geophysical tests are in the range of 10-6%, these are called "small deformations". The geophysical method called Multichannel Analysis of Surface Waves (MASW), analyzes the dispersion properties of the types of surface seismic waves (fundamental modes of Rayleigh waves), which propagate horizontally along the surface. Based on the theory of elasticity of seismic waves, it is possible to determine the shear modulus (Gmax) and consequently the modulus of elasticity to small deformations, Ed. Once the Ed is known, it is necessary to reduce it to an appropriate percentage that brings it closer to the value of Es so that it can be compatible with the final calculation of the settlements by applying the elastic theory within the range of usual deformations. The present investigation evaluates the Es and Ed modules, obtained through the execution, at the same point, of plate tests with static load and MASW test; determining that for silty gravels soils of the district of San Jerónimo - Cusco, the relationship between Es/Ed is 14%. This value is considered reasonable, taking into account the type of soil, the influence of natural density and the content of fines.