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MODELO DINAMICO DEL

SUB·SUELO

DE

CONCEPCION*

Mauricio POBLETE··

Ricardo DOBRY··

RESUMEN

Se

_entrego

un

modelo dinamico

simple

del

centro de 10

ciudod

de

Concepcion,

para el

calculo

del espectro

de

omplificocion

cones­

pondiente

a temblores

de

_pequeno

intensidod.

Con tal

objeto

se

utilizo informacion

de

_{GeologIa, Geoflsico,}

Mecanico y Dinamico de

_Sue/os;

en

_particular,

se reolizo un

sondaje

hosto 134 m de

profundidad.

Se midieron

los ve/ocidades

de

ondas de corte de

los

estratos de sue/o:

1}

directamente en terreno mediante

_explo­

siones, 2}

en

laboratorio

con el

metodo

de

_pulsos,

_y

3}

se estima­ ron a

_partir

de

_{la re/acion de VOciOS y de la}

_presion

confinante

efectiva.

EI acuerdo entre los tres

_{procedimientos}

es bueno. Ello

confirmo

la validez _para la zona, de las

corre/aciones

de

Hardin­

Richart

_(arenas)

_y de

Lawrence-Hardin-Black

(orcillos

normal­

mente

_{consolidadas).}

Se

_entrega,

ademas,

informacion

sobre la _napa

freatico

en

Concepcion,

uti! _para

_propositos

de

_{microrregionalizacion}

sis­ mica.

INTRODUCCION

Este

_trabajo

forma _{parte del Plan} Conce_{pc ion de Me}canica _{de Sue los} e

_Inge

nie­ ria

_Antisismica,

_que se realiza en _{IDIEM y cuyo fin} e s e srudiar

_{el.comporta­}

miento sismico de los suelos de la

ciudad2,1.

tEste _crabajo e s un e s rra e re de la

memorial

para opraral titulo de Ingeoiero Civil de Mauricio Pe bfete, reali:uda en IDIEM bajo la dfreccien del Ingeniero Civil Ricardo Dobry.

30°

P�ninsul

T�tas

0

,

z � oHualqui

0

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CONCEPCION

to-4J

(J

)

0

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400

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112 REVISTA DEL IDIEM vol. 7. n" 3. diciembre 1968

0 10 20 30 40

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(J 'q' Q.

Quirihu�

o

ANTARTICA CHILENA

MODELO DINAMICO DEL SUB-SUELO DE CONCEPCION 113

Exlsre

_ampHa

evidencla de _que un mismo terremoto

_produce

_{efectos muy} diferentes en las e s truc turas,

dependiendo

del suelo de fundacicn, En

general,

los daiios menores se han observado en construcciones sobre roca sana, y los

mayores sobre suelos pantanosos y reUenos

artificiales4-12•

La diferencia den­ trO de una ciudad

_{puede llegar}

a ser tan

_grande

como en el caso de Puerto

Montt,

Chile,

en los sismos' de _{mayo de}

1960,

donde en los c e rro s hubo intensi­ dad VIII

(MM·)

y en la zona del _puerto intensidad

XII.

Este

_{comportamiento}

s e

_explica

_{por dos}

_tipos

diferentes de feuomenos :

a)

la amp Iif icacien selectiva del

_movimiento,

debida a la menor

_rigidez

del

suelo y a Ia reflexion

multiple

de las ondas en las fronteras de e stra tos; y

b)

los e_{fecros que sobre los suelos}

_bIandos,

sensibles _y suelros,

producen

los

sismos,

sobre _{todo cuando la napa fre aric}a se encuentra cerca de su _super­

ficie

(asentamientos, deslizamientos,

Iicuac ion total 0

_parcial).

La definicion de un modelo d inam ico

_simple

del subsuelo del centro de

Concepcion

que permita el estudio del

_primer

_{grupo de fencme}nos

_constituye

el

objetivo

principal

de e ste

_trabajo.

Existen varias teorias de am

_pl

if icacion, que

permiten

cuantificar el movimiento en la

_superf

ic ie del suelo si se conoce el

monto en la roca: Kanai-Duke

_!",

Arias-P.

_Laurent14,

Ros enbluerh!". En el caso

mas

_simple,

se idealiza un mode 10 como eI de la

_Fig.

2 con n _{capas hor iz}onta­ les semi-infinitas de suelo sobre la roca. _{Se supone que los} materiales de cada

capa son homo geneo s e is_crropos, y que s e comportan como sol idos viscoelas­

ticos.

Si la roca e s excitada por vibraciones sismicas hor izontales

, el movimien­

to en la

_superficie

_{d epe nde}ra del _{caracrer de tales vibraciones y de las prop ie­} dades de las n _{capas intermedias.} En

_particular,

como el movimiento es trans­

mitido _por el suelo en forma de ondas de _cone, se ran sus

_propiedades

al corte las que

Imporcaran.

Cada esuato i

_queda

to talmente definido por las

_siguientes

constantes:

Hi

=

espesor del estra to i

Pi

= densidad

(humed

a)

del suelo i

Vsi

= velocidad de las ondas de _{corte en} el estr ato i

Ci

consta nte _que

_depende

del

_{amortiguamiento.}

Este efecto de filtro del suelo cambia se_gun el

_periodo

de las ondas inc i­

dentes.

_As!,

se define como e_spectro de am

_{pl ific}

acitin a una curva

_amplifica­

cion-periodo

como Ia de

_Fig.

3. Este espectro de am

_pl

ificacicn

_depende

solo de las caracteristicas mencionadas de los estra tos de suelo y de la roca

_basal,

_y

por 10 tanto es

_fijo

_para un

_lugar

dado.

114 REVISTA DEL !DIEM vol. 7,.nO3. dleiem bre 1968

Si se conoce el aceIe rogram a del

temblor en un afloramiento rocoso

(punto

B,

en

_{Fig. 4),}

_y se desea cono­

cer el

_acelerograma

en la

_superficie

del suelo

_{(punro A),}

se

_procede

como

sigue:

-se obtiene el _espectro de Fourier

del ac elero grama en B.

- _se

multiplica

este e_spectro de Fourier por el espectro de a_{mp l i­}

ficacicn del

_{lugar (Fig.}

3). Se ob­

tiene asi el e_spectro de Fourier del

acelerograma

en A.

s e calcula el

_acelerograma

en

_A,

inv irt iendo el e_spectro de Fourier

corre

_spond

ienre,

Este

_{procedimiento}

es

_complicado

y c o stoso, re

quir

iendo el uso de un

computador

electronico _{y programas} e_{spec iale}s, Se ha encon rrado que el

espectro de

ampl

if icac

_ion,

_previas

al­

gunas correccione

_S16,

se

_puede

usar

directamente para c alc ular e_{l espectto}

de re_spuesta de una e struc tura en A. Para calcular e_{l espeetro de} res­

puesta en el punto

_A,

se hac e usa de la relaeion:

SUPERFICIE

Fig. 2. Modelo dincimico "pico de un suelo.

PERIODO _T, en _segundos

Fig. 3. Forma deun _{espec'ro de amplificaci6n.}

B

A

n _napas

ROCA

Fig. 4. _Esquema de un _perfil de suelos con afloramiento rocoso.

E

A (T)

= _E

B(T) X M (T)

E A

(T)

E

B (T) M

(TJ

ordenada del e_specero de re_spue sra en el punto A para el

_periodo

T ordenada del e_spectro de re_spuesta en el punto _{B para} el periodo T

ordenada _{del espectro de amp}l if icac_{ion para} el

_periodo

T.

Debe hacerse notar _que, no siendo

ningun

suelo un solido visc oeIasrico,

las c onsran tes usadas en eI cal culo son solo

_{aproximaciones}

del comporramien­

to real. En

_particular,

tanto V

si como Ci

dependen

del nivel de deformaciones de corte asociadas con los esfuerzos d inam icos, En e ste

trabajo,

los valores

de V

si que se _entregan son val idos s610 para temblores

_pequeiios,

_{ya que} los merodos usados para s u determinacion han inducido deformaciones de corte _pe­

queiias

(== 10-6

em/em)

en eI suelo, Para rerremotos

MODELO DINAMICO DEL SUB-SUELO DE CONCEPCION

seran menores; de ben usarse coeficientes de corre ccIon'",

En el cen tro de

_Concepcion

exisre una s_{ituac ien parec ida} a la ilustrada en 1.

_Fig.

_4,

_cuya

_principal

diferencia con las

_hipore

sis teorica s es la existencia de cerros cercanos.

ANTECEDENTES GEOLOGICOS

L. ciudad de

_Concepcion

se encuentra ubicada al oeste de [a Cordillera de la

Costa,

en una Banura formada _par sedimentos del rio Bio Bio acarreados desde 1. Cordillera de los

_Andes,

_Fig.

5. El limite occidental de la llanura esta for­ lII.do _{por la}

_peninsula

_{de Tumbes y los} cerros Tetas. Las bahias de San Vicen­ te _y

_Concepcion

la limitan _par el noroeste _{y por} el norte, y el rio _{Bio Bio por} el sur; siendo estos los

_lugares

hacia donde se orienta el dre

_naj

e de la zona.

Galli"'"

ha diferenciado cuatro unidades _geo

_log

ica s fundamentales:

1. Rocas

metamorficas,

que

constituyen

el basamento cristal ino del

area;

de edad _precambr ica. _{Se pre}senran en

_algunos

afloramientos reducidos.

2. Rocas

_intrusivas,

_{que forman parte de} una _gran masa _{p luronic}a _(batol ito) de edad

_paleozoica.

Prese nran d istribuc ion continua solamente en los alre­

dedores de la ciudad de

_{Concepcion, particularmente}

en los Ialdeos oc ciden­

tales de la Cordillera de la Costa (Cerro Caracol y Lo Pe

quen)

y en aflora­

mientos aislados como los cerros La

_Polvora,

_{Che pe}, Chacabuco y Lo Ga­

lindo. El batoIito

_paleozoico

_{del area presenta} como roca mas d is tribuida al

granito;

en e stado fresco esta roca es _{dura y} te naz, pero normalmente esta

cubierta por un manto _muy

_meteorizado,

el que

_pued

e alcanzar hasta unos 50 m de espesor en _partes donde no ha habido

_lugar

a una erosion _muy acti­ va. La me teorizacien del

_granito

ha dado

_origen

a un material poco cohesivo

y muy sensible a la accion erosiva de las aguas

_lluvias,

_que se conoce con

el nombre de maicillo.

3. Rocas

_{sedimentarias,}

de edad cr et acica a

_cuaternaria,

_{que yacen sobre las}

unidades anteriores, La mas reciente de ellas

(Iormac

ion

Huachipato)

es la

ms.

_importante

desde _{el pun}to de vista de este

trabajo!

par cuanto se trata de sedimentos distribuidos en la Ilanura, los que se denominan corrientemente

"sedimentos Bio

Bio";

en los horizontes

_superiores

de e sta formacien se

ban fundado la _{mayor parte} de las estruc ruras construidas 'en Ia zona. Estos sedimentos consisten fundamentalmente en arenas bas alricas, en

general

limosas,

con e stratfficacidn alternada de limo

_y/o

arcilla. La

_procedencia

principal

de los

_fragmentos

es la Cordillera de los

_Andes,

_y en mucbo menor medida las unidades atravesadas por el rio Bio Bio en el Valle Central y la

116 REVISTA DEL !DIEM vol. 7, nO 3, diciembre 1968

unos 107 m en el centro de la ciudad de

_Concepcion.

4.

_Depositos

_{supe rfic ia le}s,

_Incluyen

arenas _{de dunas y limo} asociado a ella s,

barre,

turba _y otros materiales

_pobremente

drenados,

arena de

_playa,

mate­ rial coluvial y

fragmentos

de roca, materiales

derrumbados,

arena And al ien

depositada

por e1 rio de e se nombre _y relIeno artific ia l,

FALLAS GEOLOGICAS

Se gun

GalIi18

la zona de

_Concepcion

_y

_Talcahuano,

estructuralmente

_ligada

a Ia

Cordillera de Ia

_Costa,

habria sufrido

_profundas

modificaciones _y estaria surca­

da por numerosas fallas

_verticales,

_Fig.

_5,

entre las cuales cabe mencionar la

falla

_Concepcion,

ubicada al oeste del

_bloque

tecronico de la Cordillera de la

Costa,

y la falla San Vicente.

La falla

_Concepcion

esra situada a unos 10 km al e ste de la ciudad de

Concepcion;

entre e sta _{falla y la de San Vicente} se si nia la fosa del area de

Concepc

ion y

Talcahuano,

surcada por otras seis falias _{menores, inferidas por} Galli. La ciud ad de

_Concepcion

esra edificada sobre una

_depre

s_{ion cuyas fallas}

limitantes sedan Lo Pe quen, Caracol y La Po lvora (centro de la

ciudad);

otra s

fallas

_subparalelas

en la zona urbana son las falias

_Chepe

_y Cha cabuco, Fue­

ra de e ste _sector, Galli ha inferido tamb ien la existencia de la falla

_Hualpen­

cillo y otras, aparentemente de m enor

_imporranc

ia estructural.

La falla San Vicente s e _presenta desde caleta Gloria hasta la Base Naval de

_Talcahuano,

a 10

_largo

_{de la escarpa} sur _y oriental de Ia

_peninsula

de Tum­

bes;

ella pone en contacto rocas me ramerfica s _y sedimentarias. La

_magnitud

del

_{desplazamiento}

no se ha

_determinado,

se cr e e sin

_embargo

_que la falla es

muy

antigua

y de actividad intermirenre. Las otras fa l las no han

podido

ser

comprobadas

por observaciones d ireceas, debido a que se e ncuentr an se

pul

ta­

das por gruesos

depositos

de sedimentos de la formacion Huachi_{pato, pero} su

presencia

se ha

_pod

ido inferir. Una pro speccion

_gravime

trica re al iz ada en la ciudad de

_Concepcion

en

196620

_parec e confirmar las fallas _que se e ncue ntr an

en e s e sector.

Recienreme nre se han

_comprobado

movimientos de la corteza en la zona,

produc

idos _{por los}

_grandes

sismos de los ultimos afios, A raiz del terremoto de

1939,

el Inst ituto

_Geografico

Milirar

(IGM)

rep it io la nivelac ion del tramo de ca­

mino entre Ch rllan _y T'alc ahua no, que hab ia sido hecha en

1935,

encontrando

MODELO DINAMICO DEL SUB-SUELO DE CONCEPCION 117

BAHIA DE CONCEPCION

1km

SIMBOLOGIA

PRECAM9RICO

CUATERNARIO

�

�

�

c::J

CJ

�

pzg ROCA GRANITICA ppzp ROCA METAMORFICA

PALEOZOICO

CRETACICO

Ko, Te, TOt, TOo ROCAS SEDIMENTARIAS Oh SEDIMIENTOS 910 - ₉₁₀

Qm PANTANOS 0 AREAS P09REMENTE DRENADAS

118 REVISTA DEL IDIEM vol, 7, nQ 3, d leie mbre 1968 2,0 1,0 IF> 0 a: 0-w z ₀ -1,0 12 8 IF> 0 a: ₄ 0-W z 0-Z W U 0 - 4 -8 -12 � '" _Z

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(1935)

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Fig. 6, Diferencias de altura entre las nivelaciones de 1935·1939 y 1958·1960 en la ruta de Chillan a Tolcohuano (Instituto

Geografico

Militar),

la Base Naval de Ta lcahuano

, del orden de

1,60

m,

Nuevas nivelaciones en los aiios 1958 _y 1960 (antes _y de spue s de los re

-rremoto s de

1960)

mosrraron diferencias de s enrido contrario a las

_produc

idas por el sismo de

1939,

y del orden de pocos c entimetros; la maxima diferencia

parc ial s e mid io tambien c e r ca de la fa l la

_{Concepc ion,}

_Fig.

6.

Estos hechos _{perm ite}n e stab lec e r _que la fosa del area de

_Concepcion

_y

Talcahuano h abria actuado durante e s o s _pe riodos como una unidad tectonica

, y que las m a_yores discontinuidades en la

_magnitud

de los movimientos s e

_produ­

j

e ron, en uno 0 en ambos periodos, en la falla

Concepcion

y tal vez San Vicen­

te. La

_magnitud

del movimiento reIarivo en e sta ultima fa l la

, en

1939,

s e des­

MODELO DINAMICO DEL SUB-SUELO DE CONCEPCION 119

pilar

en el

_Dique

nl'

_2,

se encuentra al e ste de esa fa lla,

Fig.

5.

A fin de estudiar la

_posibilidad

_{de que} el asentamiento en 1935-1939 se

bay.

debido a una _compactacIen de

sedimentos,

se _{prepararon las} Tablas I _y

_II,

que muestran el

_tipo

de suelo de fundacicn de _{los p il}are s del IGM usados en

las nivelaciones. En ese

_periodo,

_{la mayor diferencia de} cota

_parcial

fue acu­

sada en un rramo

_comprendido

entre el

_pilar

7 _y

6,

fundados en roca _y sedimen­

tos

_{respectivamente,}

_sugiriendo

la

_posibilidad

de una c

_ompactaci

on de esros

ultimos. Sin

_embargo,

en el

_periodo

1958-1960

ello no e s en absoluto evidenre,

puesto que las diferencias de cota

_parciales

son

_indepe

ndientes del

_tipo

de sue

_lo;

ademas el hundimiento del area de

_Concepcion

_y Talcabuano en

1935-1939,

aparece como bastante

_uniforme,

10 que e s unbecbo raro en c_ompactacion

de sedimentos herero_gene os, Se

concluye

entonces, que si bubo

alguna

compac­

tac_{ien de los sedimentos que cubren} el basamento rocoso del

area,

ella deb io serrelativamente pe

_quefia,

TABLA I

DIFERENCIAS DE ALTURA ENTRE 1935 Y 1939

EN LA RUTA DE TALCAHUANO A AGUA DE LA GLORIA

(Insritu to Geoarafico Militu)

pilarde Km DUerencia

Referencia (aproll.) (em)· Suelo de Iundac ien del pilar··

0 0 0 Djque nO 2. Relleno sobre fondo del mar

1 2.4 -57.72 Puerta Los Leones. Relfeno artificial

2 7.0 -59.42 Sedimentos Bio Bio

3 ir.r -61.43 Sedimentos Bio Bio

4 14.7 -63.53 Sedimentos Bio Bio

5 18.9 -61.54 Sedimentos Bio Bio(Plaza Concepcion) 6 23.0 -62.85 Coluvia y arena Andalirn

7 27.1 +97.92 Roca

8 31.1 +98.85 Suelo residual (roca) 9 35.3 +102.857 Suelo residual (roca)

0__hundimiento

+levantamiento

00 _{No fue posible ubicar} en el rerreno los _pitares en referencia porque ban des_apare cIdo,

120

REVISl'A DEL IDIEM vet, 7, nQ 3, dfelembre 1968

TABLA II

DIFERENCIA DE ALTURA ENTRE 1958 Y 1960

EN LA RUTA DE TALCAHUANO A AGUA DE LA GLORIA

(Instltuto GeograficoMilitar)

Pilar de km Diferencia

Referenda (aprOll.) (em)· Su elo de fun da cion deI_piIar

DNH- 4 0 +6,17 Probable relleno artificial I-G- 183 1.42 +7,68 Sedimentos Blo Bfo, profundos

182 2,64 +7,34 Relleno artificialy coluvio, de poco espesor

181 3,44 +5.50 Rel lene artificial y coluvio de poco espesc r_(proximo a cerro) 177 6.86 +9.49 Sedimenro s Blo Bfo, profundos

173 9,84 +10,21 Suelo residual(roca)

171 11.66 +10,35 Sedimentos Bfo _{are, profundos}

170-A - _+lO,75 Sedimentos Blo Blo, _profundos

170 12,44 +10.47 Sedimentos Bio BIO, profundos 167 15.06 +10,27 Sedimentos Bfo Bfo, de poco

espesor (proximo a cerro) 164 17.88 +9.58 Sedimentos Blo are, profundos

163 18.70 +9.50 Sedimentos Blo Blo. profundos 162 20.12 +7.85 Sedimentos Blo Blo. profundos 161 20.90 +7.51 Sedimentos Blo Blo, profundos

160 21.72 +5.97 Relleno artificialy coIuv io, de

poco espesor (proximo a cerro) 158 24.10 +3.96 Sedim enresAn dalien _y colu vio 146 35.36 -10.13 Sue 10 residuaI

143 37,56 -2.53 Suelo residual 142 38.58 -1.97 Suelo residual

• _{+ levan tamiento}

- _bundimiento

EL

SUBSUELO DEL CENTRO

DE

CONCEPCION

Los

_{sondajes recopilados}

_por IDIEM

(realizados

par IDIEM y orros

₎

_permiten

e stab lece r _que el subsuelo de la ciudad de

_Concepcion

e sra constituido par los sedimentos fluviales del rio Bio Bio de scriros en

_parrafos

_precedentes.

Predo­

minan en eIlos los suelos arenosos -con intercalaciones limo-arcillosas de

cierta

_importancia-

consriruidos fundamentalmente _por arenas

_medias,

en _gene­

ral uniformes y con _porce

_nraje

s variables de finos limosos. Su

_compaddad

varia de suelta a

muy

densa,

aumentando en

_general

con la

_profundidad.

_{Can respecto} a _{las capas I imo-arc i l lo}sa s, su distribucion e s

variable,

dependiendo

del

lugar;

en el centro mismo de la ciudad se las encuentra

_bajo

los 20 m de

_profundidad

(excepciones

son

_algunos

Ientes mas

_{superficiales);}

en

cambio,

en las zonas ribereiias _y c ercanas a los cerros

, se hacen mas porente s y s

uperf

iciales, Tales

i-MODELO DIN AMICO DEL SUS"SUELO DE CONCEPCION 121

cas variables.

En las cercanias de varios cerros los sedimentos Bio Bio _engranan con

depositos

de materiales derrumbados _y coluvios

_desplazados

de las laderas. En c_{iertas partes de la}

_superficie,

asi como en

_algunos

niveles del

_subsuelo,

len­

tes _y

_lenguas

acuiiadas de estos materiales se

_distribuyen

hasta unos 200 m

de sde el

_pie

del cerro. Las

_lenguas

_y Ienres _{estan constituidas por} mareriales

finos 0 mezclas de arena con limo _y arcilla.

Los suelos

_superfic

iales de la ciudad suelen consistir ademas en barros,

turbas _y otros materiales

_{pobremente drenados, tipicos}

de zonas

_bajas,

loca­

lizados en cursos de inundac ion

_abandonados,

rinconadas entre cerros _y de pre­ siones entre dunas 0 reUeno artificial. A e ste _respecto, son notorias las areas

circundantes a la

_laguna

Las Tres

_Pascualas,

el

_pajonal

_{Che pe y} otras_; ademas de

_estas,

existian

_antiguamente

otras

_{areas, hoy}

_rellenadas,

como el actual

barrio Pedro del Rio y EstacIon FF.

_CC.,

Barrio

Universitario,

Avda.

_Collao,

etc. Dichos rellenos artificiales estan formados _por un

_conjunto

_heterogeneo

de

materiales tan diversos como

_maicillo,

escombros,

_basuras,

etc. En

_cualquier

caso, e sisee en roda Ia ciudad una _capa

_superfic

ial de reUeno

_y/o

arena sueIta

(con

Ind ice de penerracion estjindar menor de 20

_golpes/pie)

_cuyo e_spesor varia eo

_general

entre 3 y 7 m.

NIVEL FREATICO

EN LA

CIUDAD

DE

CONCEPCION

En el

_conjunto

de observaciones que se refieren al

_{comportamiento}

sismico de

los

_suelos,

_parece res alcar un factor de relativa

_importancia,

como es el de la

posicion

de la napa freatica respecto a la

_superficie.

Me_{dved ev'' indica que} en

.

un suelo con _napa

superficial

e_{l valor de las} acelerac iones

_pod

ria Ile gae hasta

duplicarse

en reIac Ion con un suelo similar _que Ia tuviera a mas de 10 m de

profundidad.

Segun

los datos

_disponibles

al comenzar est e

_trabajo,

la napa se encontra­ ria a

_{profundidades}

variables entre _{0 y 11} m mas 0 _meoos,

_dependiendo

funda­

mentalmente de Ia

_topografia;

un intento de asociar la

_profundidad

de Ia napa

con sectores determinados de la ciudad demosrre la necesidad de un estudio

mas

_completo,

el cual se hizo se_{gun las}

_siguientes

_etapas:

reduceion de todas las

_{profundidades}

de napa exisrentes en los archivos de

IDIEM a cotas

_absolutas,

_para eliminar el efecto de la

_topografia;

medic ion simultauea de _napas en 11 _{puntos de} la

_ciudad,

a fin de conocer la forma de _{la napa y el sentido del}

_flujo

en un momento

_dado;

REVISTA DEL IOIEM vet, 1. nO 3. diciembre 1968 122

50

A

J

'\

N�p�

freatic�

/ .,

/

,/

\

Precipit�cion

\

V

\

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..,

-,

\\

-\

\

'

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.... \

V

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\_u

� vi .0.20 _� -" E 300 '" o !; .. E "..:: ₂₅₀

'E

c .. e .. .0.15

_�

" c .. "0 .. .. .0.10 � .. iii

�200

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��

0.05

_�

.;: .. > 100 o -0.05 o -0.10 w z w III 0:: W <C( LL ::t ... ::J ...,

o a.. �

C) w u

<C( III 0

MESES > o z u a

Fig. 7. Influencia de 10 _{precipitacion} mensual en 10 variacion de 10

napa freoticaen el centra de Concepcion (1967).

anos 1964 a

1967;

medic ion de la f luctuacion _{de la napa} en un _{punto del} centro de la ciudad

(SPC),

a 10

_largo

del afio

_1967;

estudio de las

_{precipitaciones}

caidas durante el mismo afio

1967;

y

consideraciones ac erc a de la influencia del rio Anda l ien, como dren natural. La reduccion de

profundidades

de napa a c otas absoluras fue

_posible

_gra­

cias a la existencia del

_{plano eopografic}

o de la _OEA, el que

ti�ne

su sistema de cotas referido al nivel del mar a trav e s de nivelac iones hechas por el Ins­

rituro

_Geognifico

Militar.

El estudio de nivelaciones del rio se r ealizo con datos de mediciones

diarias,

hechas por ENDESA frente a la

_ciudad,

durante los aDOS 1964 al 67. Los niveles medios mensuales se muestran en la

_Fig.

9. Puede observarse un

nivel minimo en los meses de fe brero-marzo, y maximo en los meses de

julio­

u-MODELO DIN AMICO DEL SUB'SUELO DE CONCEPCION

E

Fig. 8. Hivel media men

luol del ria Bia Bia(1967)

lobre elnlvel del mar. o·

-:

6 E

Ii

>

Z

123

7

�

...

---I

/'

-0..,"

�

L_

./

LL

-5

MESES

_ffi

u

o

Fig.

10. Hivel freatica m e­

diD mensual en SPC _(1967), labre el nivel del mar.

Fig. 9. Hiyeles medias

mensuales del ria Bio Bfo

(1964 a 1967), sabre el ni­

yel del mor.

E

�

....

I

r-,

V

-0.60"

f+-.�.

"'C

Ii

E 12

o .�

-·It Ii

....

-11

j

z

MESES

_ffi

coUJ LI.

> u

i Q

0.. LII 1/1

....

124 REVISTA DEL lDlEM vol. 7, nO 3, d icfembre 1968

•

10.8

o

C tARO

LO P[QUEN

�

o CERRO

CAAACOL

o 200 4(10 6CEI 100m

""""" .. U P"""1

• Napasoriginal m.dla .n NOV. 1967

• ..

FEB. 1962

..

Dit.r.ntu t.chas

Fig. 11. Esquemo de cotosobsolutos de la napa freatica en _Concepcion. Hivel mlnimo (febrero).

vias de invierno _y aI deshielo de

_primavera

en la Cordillera de los Andes. Las

diferencias que se observan entre las curvas se asocian cIaramente a las c a­

racrerfs ricas climatica s de los afios

_respectivos.

La cora de la napa en el centro de la ciudad es

_siempre

_{mas alta que el}

nivel del rio Bio Bio, por 10 que el

drenaje

es hacia eI en toda

epoca

del afio,

Ello

_significa

_que la _napa es _{alimentada exclusivamente por las aguas}

_lluvias,

incluyendo

el

_drenaje

de los cerros cercanos

_(Lo

_{Pe quen}

, Carac ol

),

como 10

MODELO DINAMICO DEL SUB-SUELO DE CONCEPCION IH

La

_Fig.

10 muestra 1a variac ion del nive l medio mensual en SPC durante e1 aiio

1967;

ella mue stra cIerta

_{correspondencia}

con Ia curva de la

_Fig.

8. Pese

a _{que 1a napa} no e s afectada por el deshielo, Ia correlac ion re sulra ace

_prabl

e,

El rio

Andalien,

como sistema de

_drenaje

de _{la parte} e ste de la

_ciudad,

ejerce

una aceion

_comparable

a la del rio Bio

Bio,

_por cuanto su nivel maximo no

_sobrepasa

1a cora

_7,0

m sobre el nivel del mar en crecidas fuertes del in­

vierno,

y su nive l minimo es tamb ien del orden de '; m, Debido a que nace y s e

desarrolla en Ia cordillera de 1a

_Costa,

_presenta dos diferencias secundarias de comporramiento _respecto a1 rio Bio Bio: I} no es _{afectado por el de}shielo, y

2)

en invierno es _{muy sensible} a las l luv ias

_intensas,

de sbord andos e con cierta

frecuencia,

pero

bajando

en _pocos dias a niveles

_comparables

a los del rio Bio

Bio. Por 10 tanto, a _{falta de mas datos y para los} efectos de e ste estudio, se

ha considerado razonab1e relac ionar los niveles del rio Bio Bio con las _napas

de toda Ia

_ciudad,

incluso los barrios

_adya

cenres al Anda l ien.

Si se observa 1a

_Fig.

_9,

_puede

_apreciars e _que el nivel medio del Bio Bio en febrero-marzo

_corresponde

a1 minimo _y es

_{independiente}

del afio considerado. Se

_dispone

de 24 mediciones de napa en diferentes

_epoc

as _y

_lugares

de

Concepcion,

las cuales se han reducido a e ste nivel minimo de

febrero,

supo­ niendo arbitrariamente que

bay

proporciona1idad

entre las fluctuaciones del rio Bio Bio y la napa en toda 1a ciudad.

_Elias,

asi

_corregidas,

se han localizado

eo la

_{Fig. 11,}

_que muestra un _{esquema de} cotas _{absolutas de la napa fr}eatica

en

_Concepcion

en su nivel de

febrero,

que se

_puede

_suponer como minimo en un

ano normal, Se ve que el nivel mas alto de la napa se encue nrra en el centro de

la ciudad

(entre

calles Ca

_upol

ican _{y Tuc ape}

_I),

decreciendo bacia ambos

rios;

en la zona del Barrio Universitario ella es

_{excepcionalmente}

alta. En cuanto al nivel

_maximo,

_por diversos antecedentes se ha

_podido

e stab lec er _{que la flue­}

tuacion anual _{de la napa} no

_superaria

los

_1,5

m,

EL SONDAJE

PROFUNDO

(SPC)

A fin de determinar las caracteristicas de los sedimentos que cubren el basa­

mento rocoso de

_Concepcion,

se re al izo un

_sondaje

en el centro de la ciudad,

eo un sitio eriazo ubicado en calle Castellon entre Barros Arana y

O'Higg

ins.

El

_sondaje

_{fue realizado por IDIEM,} alcanzandose la

_profundidad

de

_133,7

m, a la cual se

_extrajo

un

_testigo

_granitico

de 3 cm de

_longitud.

Se desconoce si se trata de un bo lon 0 de la roca

_basal,

_{ya que} dificulrades me canica s im­

pidieron

continuar eI _{avance; por} otra _{parte los} calcu lcs efectuados a

_partir

de

126 _REVISTA DEL IDIEM vol. 7. nD 3. df ctembre 1968

± 20 m,

En la Tabla III se muestra la

_{estratigrafia}

observada en el

_sondaje,

en la

que se han definido 21 estratos. Los _ensayos realizados sobre 90 mue stras

extraidas, como tambien los indices de penetracion de cuchara normal med idos

hasta los 50 m de

profundidad,

_{pesos unitarios} secos _y humedos, pesos e speci­

ficos,

ensayos de clasificacion, etc.; se e ncue ntran en deral le en la memoria

de titulo de M.

Poblete1•

TABLA III

ESTRATIGRAFIA OBSERVADA EN EL SONDAJE (SPC)

HoriZonte Cotas limIres _{Espesor Descripci6n} del material

m m

n-r 0 0,80 0,80 Relleno de e s combros.

H·2 0,80 3,50 2,70 Arena media a fina, limosa; suelta,

H-3 3,50 4,70 1,20 Arena media, algo limosa; muy compacta.

H'4 4,70 9,40 4,70 Arena fina a _{muy fina; compacidad} media.

H'5 9,40 12,00 2,60 Limo arenoso, compacto.

H-6 12,00 24,90 12,90 Arena media, algo limo s a; compacta. H·7 24,90 27,50 2,60 Limo de alta _{compresibilidad, plastico,}

a_{l go organico;} conalsrencia media.

H-8 27,50 31,90 4,40 Arena muy fina, Iimosa; muy compacta

(cemenradaj),

H'9 31,90 32,50 0,60 Limo muy ccnsisrenre,

H·IO 32,50 34,40 1,90 Arena media, alga limosa; densa,

a-n 34,40 36,50 2,10 Arcilla de med ian a _plasticidad; consi

s-tencia media a alta.

H·12 36,50 43,10 6,60 Limo areno so y arena limosa; muy com-pacta (cementado?).

H-13 43,10 45,80 2,70 Limo de _{baja compresibilidad;} muy con-sisrenr e,

H-14 45,80 55,60 9,80 Arena fina interestratificada con _limo;

muy compacta.

H-15 55,60 59,60 4,00 Limo aeeno so,

H·16 59,60 62,80 3,20 Limo de _{compresibilidad media,} algo

organIco,

H-17 62,80 66,10 3,30 Arena muy fina, limosa.

H-18 66,10 75,10 9,00 Limo a ren o so _y arena por_capas; a _69,0 m limo muy b lando,

H-19 75,10 85,00 9,90 Limo de alta compresibilidad, inorge nlco,

plastico.

H·20 85,00 107,00 22,00 Horizonte interestratificado de arena fina Bio Bio, gruesa cuarzos a _y limo. Abundan

los elementos minerales no Bio Bio.

H-21 107,00 133,70 26,70 Ripio grueso y bolones predomtnanrernenre

granItfcos,

MODELO DINAMICO DEL SUB-SUELO DE CONCEPCION 121

Para estimar la velocidad de ondas de corte de

_pequeiia

intensidad (V

₅₎

en un suelo arenoso, se

_requiere

conocer su relac ion de vados _{y la}

_presion

confi­ nante efectiva.

Asi,

experiencias

realizadas en arenas cuarzosas ban demostra­ do _{que V}s depende solo de esos 2 paramerros, y es

pnicticamente

inde pe nd ien­ te de la

_{granulomeuia,}

de Ia

_bumedad,

de los esfuerzos de corte e statico s

presentes en el sueIo y de la historia de esfuerzos.

De esta

_forma,

el

_problema

en la

_prjic

tica se reduce a conocer la relac ion

de vados natural

_(e"a,)

a diferentes

_{profundidades.}

Con la e_{xcepc i}on de

_algu­

nas muestras

inalteradas

en _que se

_pudo

bacer mediciones

_directas,

esre

par_metro,

en

_general,

deb io estimarse en los suelos arenosos del SPC a

_partir

de otra s mediciones.

Para esras estimaciones la e_xpresien basica usada fue:

en _que:

D.R. = densidad _relat iv

a, en tanto _por uno

emlix, em'" = relaciones de vacios maxima _y minima del material.

En el caso del

_SPC,

no fue

_posible

determinar a cada mue stra s u _em

a" Y eml,jI dado que la cantidad de suelo

disponible

era insuficiente. Por esto, fue

necesario establecer correlaciones entre e stas _{variables y la} curva _granulome­ trica_, validas _para arenas limosas Bio Bio. Por otra _parte, D.R. se e srimo a

partir

del Indice de _peaerracicn e standar basta los 50 m;

bajo

esa

_profundidad

se _{supuso DR} = _{1·. Se uso la correIacion de}

Terzagbi-Peck,

previa

verif ica­

cion. Para el caso de arenas _muy finas 0

_{limosas, bajo}

_{la napa fre}arica, se

corrigio

el Indice de terreno en _{Ia forma recomendada por los mismos} aurores".

CARACTERISTICAS DINAMICAS DEL SUBSUELO

Tal comose

_expl

lc S en laIntroducc

_ion,

el modele d inamico del subsuelo c orr e s­

pondie

nre al SPC debe definirse como una sucesicn de _capas hor izonrales

,

cada una de las cuales

_queda

caracterizada _{por 4 param}etro s :

H : e_spesor del estrato

p : densidad hume da

Vs : velocidad de ondas de corte

C :

_{arnortiguamiento}

128 REVISTA DEL IDIEM vel, 7. nO 3. d iclembre 1968

La

_{estratigrafia}

del

_SPC,

fue e stab le cida en la _{Tabla III;} en la Memoria de

Poblete' se entre_{gan las} densidades hiimedas de esas _capas. El modelo dina­ mico

_pued

e e star _{constituido por} estos estratos 0 un mimero menor, en la medi­

da en _que sea

pos ib le asimilar estratos

_adyacentes

de densidades _y velocida­ des

_parecidas.

Con re_specto al valor del

_{amortiguamiento,}

s e rrata de un asunto c_omple

_jo,

sobre el cual no e xisten aiincriter ios

_aceptados.

Se ha

_preferido

en e s re traba

_j

o

definir un modelo s

_imp

lemente elas rico,

dejando

el amort

igua

mienro para la

eta_{pa de} calculo del espectro de

_ampl

ificacion,

EI

_problema

r e sta nte es el de la eleccion de los V

s » 10 que se rrata en los

parrafo

s

_siguientes.

Determinacion de V

s

Para obtener el valor de

_Vs

de un estra ro de suelo

_hay

tres m etodos _posibles :

1)

med icion d irecta en terrene..

2)

med ic ion sobre muestras

_{representativas,}

en el laboraror io,

3)

e stimac ion a

_partir

de otras

_propiedad

e s del suelo,

En el SPC s e re c urrio a los 3

_metodos,

con el fin de verificarlos entre 51 _y obtener datos finales de confianza.

1)

Medicion

de V

s en terreno

Fue _{realizado por} el

_Departamento

de Geofisica _y Geodesia de Ia U. de

_Chile,

haciendo

_explotar

_pequeiias

_{cargas de dinamita} a diferentes

_{profundidades}

den­

tro del

_SPC,

una vez finalizado este. Los rie_mpos de Ile

_gad

a de las ondas

longitudinales

y de corte fueron re_{g is}trados en la

_superficie

mediante

_geOfonos;

e snin

_disponibles

_para su _{consulta los detalles de las exper ie}ncias",

Los valores de V

s y de los modu los de Poisson as! obtenidos aparec e n en la

Tabla IV y en la

_Fig.

12.

TA B L A IV

VELOCIDADES DE ONDAS DE

CORTE(Vs)

Y MODULOS

DE POISSON.

_(y)

EN SPC

(Medida s por el Departamento de Geofisica y Geodesia. U. de

_Cbile23)

Profundidades limires _Vs

y Profundidades limites Vs y

m m z s eg m _m/seg

1,0 18.0 210 0.422 •

0.487 51.0 55.6 314 0.484

18.0 24.9 207 0.474 55.6 75.1 308 0.477

24.9 34.4 348 0.496 (?) 75.1 85.0 317 0.464

34,4 40,0 262 0.495 85.0 102.5 565 0.409

40.0 45.8 264 0.486 102.5 117.0 373 0.477

MODELO DINAMICO DEL SUB-SUELO DE CONCEPCION 129

150 200 250 300 350

Vs

(m

I seg

)

400 450 500 550 600

90

, I I I I

'"

---r

• V" medido en laboratorio

I

-V" medido en terreno

-L_..

,

---Vs es.timado I

L__

!

I

_e___

-.,

L_

_I'-,

c:

I-J�---1

,. �.J L.

-,

I

]:

!

II

....

_,

I

I I

...

l"

I

, I

I 1

I I I I

I I

I I

0 10

20

30

40

50

60

70

�o

100

11

120

Fig. 12. Perfil de velocidad de ondas de corte: _{sondaje profunda plan Concepcion}

(SPC).

2)

Medicion

de V

s en

laboratorio.

Se realiz6 en el Laboratorio _{de Dmamlc}a de Sue lo s del MIT

(USA),

_{por el me­}

todo de los pu lsos'", Se _ensayaron dos muestras inalteradas de estratos limo­ arcillosos.

En est e

_metodo,

Ia muestra s e _{ensaya dentro de} una camara

_triaxial;

la

presion

confinante en cada caso fue e_{le g id}a con el mismo criterio usado en el

metodo

3.

En la Tabla V _y

_Fig.

12 s e han colocado los dos resultados obteni­

dos;

los vaIores medidos se incre me ntaron en un 10% de acuerdo a _{10 que} se

130 REVISTA DEL IDIEM vol. 7. OR 3. dlctembre 1968

TABLA V

VEL0 C I DAD E S D EON D A S DEC 0 R T E (V

_s)

D E T E R M IN A D A S

SOBRE MUESTRAS DEL SPC

(Medidaspor et LaborBtorio Dioamiea de Suelos MIT).

Numero Profundidad ₀₀

(11m2)

_Vs

(m/seg)

muestra m Terreoo Laboraeorlc Medido 1.1

_Vs

med.·

31 25.3 20.3 18.6 195 215

62 61.0 43.7 43.0 279 307

·Vs'

ine re merrtadc en _10",. de acuerdo a Hardin y

Blaek25•

3)

Estimacion de Vs

Se

_gun

se _expuso, es

_posible

estimar el V

5 de una arena cuarzosa si se conoce

su relac ion de vacios _y la

_presion

confinante efectiva. En el caso del SPC s e

emplearon

las curvas de Hardin _y

_Richart26,

que se muestran en la

_Fig.

13. Estas curvas e_{mp ir ica}s fueron determinadas sobre arenas cuarzosas

limpias26•

27,

Y se ha _supuesto su validez para las arenas limosas Blo Bfo,

EI detaIle del c alculo de los V s'

usando las curvas mencionadas

apare-- _{GRANOS REIlQIIaADOS} - - - _{GRANOS ANGUlOSOS}

ce en la Tabla VI. La

_presion

confi­ nanre efecriva, _00, es el

promedio

de

los 3 esfuerzos _{pr inc}

_ipa

les

_f";

s_upo­

niendo un coeficiente de

_empuje

de

tierras en

repos022.27

k =

0,5:

o

�

�O�--��---r----�---+---�

Co 1/1

3

0.3 os 0.7 0.9 11 13

I I

RElACION DE VACIOS en que 0z

es a

_presion

vertica efe

c-tiva. Fig. 13. Velocidod de ondo de corte

_Vs'

Relo.

cion de vacios y presion de confinamiento, para arenas cuorzosas. _(Tomado de Hardin _y Ri

chart2

6. 1963.

Se ha encontrado":28,29

que en

las arcillas normalmente consolidadas

exisren relaciones

similare,s

V_s» e, _00,

(De

hecho,

las curvas _para arenas _y arcillas son tan

_parecidas

_que

_sugieren

la exisrencia de una relac ion

unica).

Es aSI como _{para los} estratos limo-arcillosos (indicados en la Tabla VI con un asrerisco

₎

se si gu io un _procedi mienro similar al

_anterior,

usando las curvas de Lawrenc e

_i",

c orr e_gida s de acuerdo a Hardin y

MODELO DINAMICO DEL SUB-suELO DE CONCEPCION 131

lncrementos de _{carga pe}

_quefio

s

₍₁

_t/m2),

el valor final de V

s es

aproximada­

mente un 10% _{mayor que} si se hace con incrementos

_grandes

(15

t/m2)28.

En

consecuencia,

para el caso del

_SPC,

se aumentaron los valores de Lawrence un 10%.

Los V

s asi obtenidos (Tabla

VI)

se han

graficado

en la

Fig.

12.

TABL" VI

ESTIMACIONES DE VELOCIDADES DE OND"S DE CORTE

_(Vs)

EN SPC

Profundida- Espesor Rei. de vacios peso unitario saturado Sobrecarga presi6n

_Vs

deslimites capa Niimero de _e.",f!dio Niimerode _Psa/medio efectivaaz conflnanre m/seg

m flH puntos to- punrosto-

t/m3

t/m2

a

°2

m mados mados tim

1.00 3.50 3.5 3 (;.880 3 1.628 2.849 1.91 142

3.50 7.00 3.5 4 0.720 4 2.066 7.564 5.07 198

7.00 9.40 2.4 3 0.926 3 1.951 10.570 7.08 186

9.40 13.40 4.0 5 0.758 5 2.030 13.771 9.23 225

13.40 19.00 5.6 7 0.596 7 2.142 19.028 12.75 264

19.00 24.90 5.9 8 0.523 8 2.203 25.775 17,27 294

'24.90 27.50 2.6 2 1.420 2 1.694 30.226 20.25 198

27.50 32.50 4.4 6 0.756 6 2.052 33.443 22.41 276

32.50 34.40 1.9 1 0.615 1 _{2.133 36.834} 24.68 308

•

34,40 36.50 2.1 1 1.248 1 1.805 38.756 25.97 235

36.50 43.10 6,6 4 0.657 4 2.097 43.221 28.% 315

43.10 45.80 2.7 2 _0.869 2 1.910 48.070 32.21 285

45.80 59,60 13,8 9 0.700 9 2.058 56.598 37.92 321

•

59,60 62.80 3.2 2 1.000 2 1.843 65,247 43.72 300

62.80 75,10 12,3 2 0.705 2 2.003 '72.738 48.73 340

'75,10 85,00 9.9 1 0.902 1 1.831 83.047 55.64 347

·85,00 107.00 22.0 4 0.882 4 1.835 96.345 64.55 360

·LoS VS cerrespondlenres a e s tratos conasterisco s e calcularon con las curvaspara arcillade

LawrencelJl

:za

aumentadasenun 10%deacuerdo a Hardiny Black •

En los demas casos, se calcul6 con las curvas de Hardin y Richart para arenas cuarzosas(Fig. 13) promediandoentre las curvas para granosredondeados y angulosos.

Comparacion

de los 3

metodos

En la

_Fig.

_{12 aparecen todos los valores de Vs} obtenidos. Se _puede

_apreciar

la

buena concordancia

_general

entre los 3 metodos: la diferencia entre ellos e s

,

en

_general,

menor _que 20%. Es e_{spec ia lme}nre notable el acuerdo exisrenre en­

tre _{los valores del laboraror io y las estimaciones} en _{las capas l imo-arc il Io}sas.

Existen

_algunas

diferencias mayores entre las estimaciones _y los datos de te­ rreno; a esre re_specto debe notars e _{que, si bien} el merodo de _{las exp los ione}s

reproduce

mas fielmenre el fenomeno en estud io, eSUl s

uje

ro a errores expe­

rimentales fuertes

132 REVISTA DEL IDIEM vol. 7. nD 3. dl cf embre 1968

los valores finales de

_Vs

se

_eligieron

de spreciando los resultados anomalos de

terreno.

ELABORACION

DE UN

MODELO PARA

EL

SUBSUELO

DEL CENTRO

DE

CONCEPCION

En los

_parrafos

anteriores se entre_{go y} discurie Ia informacion basica _{para la}

elaboracicn de un modelo d inamico en

_SPC,

valido _{para temblores de pe que fia}

intensidad.

Respec

to a las velocidade s de ondas de _corte, ellas f luc nian entre 140 _y 380

_m/seg

(salvo

una

_anomalia),

creciendo en

_general

con la

_profundidad.

Esta ultima tendencia es l_ogica, debido a que con la

profundidad

aumentan tanto Ia

compacidad

como la

_sobrecarga

efectiva.

Para la eIeccion del modelo d inamico se

_despreciaron

los valores an omalos

de terrene _y se

_asignaron

a _{las capas}

_Vs

medios. La

_{estratigrafia}

d inamica _pro­

puesta es la _{que aparece} en la

_{Fig. 14,}

_cuyas fronteras entre e stratos dina­

micos c oinciden con fronteras de e str ato s de suelo.

0 0

3.5

10

20 25.0

30 275

40

50

60 63.0

70

so

100

120

140

P =165

11m'

Vs = ₁₄₀ mI_seg

H = _3.5

H 21.5

H 2.5

H 35.5

H 71.0

,

P = 2.00 II

m3

_Vs = ₂₂₀ m_{I seg}

Fig. 14.

_Sondaje

profunda: perfil dinamlco _propuesto. Perfil dinamico valido para deformaciones de carte<2,5· Hi'. Para terremotas, disminuir los volores de

_Vs

de los suelos en un 15%.

Vs = 220

�/5eg

P ::; 2.10

11m'

_Vs 280 m_Iseg

P = _1.90

tim'

_Vs = 350 m/seg

134.0

," "I,'r" ,'r,,' " ,., ,,"'///,,

RIOI SECCION 8-8' ... ... ... .. .. :r u ... 0: 0 s ... U J 0:

!

::> Ii 0:

.. .. !l1

z Q u

e iii

0: U

s

.. _l! CElIAC

.. _::r ai CARACOL

... u CERRO AMARRIlLO SECCION A-A'

i

z

9

� ...

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J s It

C .,. e! �

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z

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�

u

FFCC

"'�I,.,"I:"'" "V ""�ftA ':IUCLIA IN.t:Jl "'-- AR�NA§UE:LTA rN••'

." 150 0 II< � 100

!

50

J

LAGUNA REOONOA '" ;! 0 ::> 5 50 .,. til "100 .,. � 150 e RELLENO IARRO. TURIAS <il

Fig. 15. Modelo dlnomico propuesto para Concepcion.

j

, v. tlrJ mil !!

<D lIS 140

® z.oo no

CD 110 zzo

® Z.10 ZIG ® lID 350

@ ZU 3300

ESC VERTICAL I.Z_

ESC. HDRtZ. I.5000 lSI

lSI

IOO�

'" 5O::r o !III 100 3: 0

5O§

0rrt

134 REVISTA DEL IDIEM vol, 7. nV _3. diciembre 1968

Se tomo como

_profuodidad

de la roca

_granitica

134 m. Se e srima _que el

error _que

_pueda

tener e sta cifra es de poca

_importanc

_{ia para} el calculo del e s­

pectro de a

_r-pl

ificacion.

EI valor de V_{s para} eI gran ito se e scimo en 3300

m/seg

de acuerdo a los

siguientes

datos:

Velocidad de ondas

_{longitudinales}

en _granito'' Coeficiente de

Poisson'o

=

0,25

5600

_m/seg

Se el

_ig

io como el valor de la densidad en el

_granito

2,65

t/m\

medido en el laboraror io sobre el testi_go extraido,

La

_Fig.

14 es el modelo d inamico

_{correspondiente}

al SPC. EI modelo se

ha extendido al resto de la ciudad mediante el trazado de las secciones e_sque­

maricas A-A' _{y B·B'} de la

_Fig.

_15,

_{cuya l}oc al izacion en

_planta

se indica en la

Fig.

11.

EI trazado de las secciones mencionadas se bas o en los s

_igu

ienres ante­ cedentes

_principales:

-plano ropografic

o del

_Proye

cro

Aerofotogrametrico

Chile de la

_{OEA, 1962.}

-prospecc_{ion gra}vime tric

a?",

_{para delimitar} el contorno de Ia roca.

-perfiles

de suelo",

-eserari

_grafia

d inamica del SPC.

CONCLUSIONES

1. _{Se entrega, para} el centro de la ciudad de

_Concepc

ion,

el

_perfil

d inamic o de

suelos hasta la _roca, val ido para temblores de

_pequeiia

inten sidad, No se

han definido

_aqui

los valores del

_{amortiguamiento}

ni Ia variacion de las ve­

Ioc idade s con la inten sidad del sismo. La ap licacion de estos resultados a

temblores fuertes exi

_gira

estud ios

_especiales

a_{l respecto.}

2. EI buen acuerdo entre las velocidade s de ondas de corte medidas d irec ta­

mente en el sueIo _y las esrimadas a

_partir

de correlaciones es aIenrador,

Para c alculos futuros de _{espectros de amp lif ic}acion en otros _punros de la

zona, estas correlaciones (valida s _para arenas _{y arcillas} normalmenr e con­

solidadas)

_pueden

ser

_aplicadas

con confianza.

3. Se entrega un _{mapa de niveles fre aric}os en la ciudad de

_Concepcion

el que

sera usado en estudios de micr orreg iona lizacion sismica de la ciudad. 4. EI examen de las nivelaciones realizadas antes _{y d}e s_pues de los sismos de

1939

y

1960

permite

c onc_{luir que,} en ambos:

a)

la fosa tecton_{ica Conc epc ion-Ta Ic ahuano} se m ovio como una unidad.

MODELO DINAMICO DEL SUB-SUELO DE CONCEPCION 135

cara c ter tect6nico.

_Compactaci6n

de sedimentos DO

_existi6,

0 fue muy

pequeiia.

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DYNAMIC MODEL OF CONCEPCION SOIL SUMMARY:

This _paper

_presents

a

_simple

_dynamic

soil model

for

the center

of

_Concepcion,

valid

to

_{compute the}

_{amplification}

spectrum

of

slow acceleration motions. For this purpose information from

Geology,

Geophysics,

Soil Mechanics

and

_Dynamics

were used and a

boring

134 m

deep

was

drilled.

The shear wave velocities of soil

_layers

were deter­

mined

1)

by

directmeasurement on the

field of

explosion

excited

vibrations,

2)

by

labo­ ratory measurement

and

3)

by

estimation on

the basis of

soil

void

ratio

and effective

confining

pressure. The results

from

the three

procedures

are in

_good

_agreement.

This confirms that the

Hardin-Richart

correlation

(for sand)

and

the one

of Lawrence-Hardin­

Black

_{(for normally}

consolidated

_clays)

are

valid

for

_Concepcion

soils.

Some

information about

the water table in

_Concepcion

useful for

seismic micro­