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• Raquel Panduro Garcia

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NCHRP

INFORME 611

Análisis sísmico y Diseño de muros de contención, estructuras enterradas, pendientes,

y terraplenes

PROGRAMA Cooperativa Nacional de Investigación de Carreteras

JUNTA DE TRANSPORTE DE INVESTIGACIÓN 2008 COMISIÓN EJECUTIVA *

FUNCIONARIOS

do CABELLO: Debra L. Miller, Secretario, Kansas DOT, Topeka

V HIELO do CABELLO: Adib K. Kanafani, El profesor Cahill de Ingeniería Civil, Universidad de California, Berkeley

mi JECUTIVO re IRECTOR: Robert E. Skinner, Jr., Transportation Research Board

MIEMBROS J. Barry Barker, Director Ejecutivo, Autoridad de Tránsito de la ciudad del río, Louisville, KY

Allen D. Biehler, Secretario, Pennsylvania DOT, Harrisburg John D. Bowe, Presidente, Región de las Américas, APL Limited, Oakland, CA

Larry L. Brown, Sr., Director Ejecutivo, Mississippi DOT, Jackson

Deborah H. Butler, Vicepresidente Ejecutivo, Planificación y CIO, Norfolk Southern Corporation, Norfolk, VA William AV Clark, Profesor del Departamento de Geografía de la Universidad de California en Los Ángeles

David S. Ekern, Comisionado, Virginia DOT, Richmond Nicholas J. Garber, Henry L. Kinnier Profesor del Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad de Virginia, Charlottesville

Jeffrey W. Hamiel, Director Ejecutivo, Comisión de Aeropuertos Metropolitanos, Minneapolis, MN Edward A. (Ned) Helme, Presidente del Centro de Política de Aire Limpio, Washington, DC

Will Kempton, Director, California DOT, Sacramento Susan Martinovich, Director, Nevada DOT, Carson City Michael D. Meyer, Profesor de la Facultad de Ingeniería Civil y Ambiental, Instituto de Tecnología de Georgia, Atlanta

Michael R. Morris, Director de Transporte, Norte de Texas Consejo de Gobiernos del Centro, Arlington

Neil J. Pedersen, Administrador, Maryland State Highway Administration, Baltimore Pete K. Rahn, Director, Missouri DOT, Jefferson City Sandra Rosenbloom, Profesor de Planificación de la Universidad de Arizona, Tucson

Tracy L. Rosser, Vicepresidente, Tráfico corporativa, Wal-Mart Stores, Inc., de Bentonville, AR Rosa Clausell Rountree, Director Ejecutivo, la carretera estatal Georgia y Autoridad de Peaje, Atlanta

Henry G. (Gerry) Schwartz, Jr., Presidente (retirado), Jacobs / Sverdrup Civil, Inc., St. Louis, MO C. Michael Walton, Presidente Centennial Ernest H. Cockrell de Ingeniería de la Universidad de Texas, Austin

Linda S. Watson, CEO, Autoridad Regional de Transporte de la Florida LYNX-central, Orlando

Steve Williams, Presidente y CEO, Maverick Transportation, Inc., Little Rock, AR

Miembros natos Thad Allen ( Adm., US Coast Guard), Comandante, Guardia Costera de Estados Unidos, Washington, DC

Joseph H. Boardman, Administrador Federal de Ferrocarriles, USDOT

Rebecca M. Brewster, Presidente y COO, Instituto Americano de Investigación del Transporte, Smyrna, GA

Paul R. Brubaker, Investigación y Tecnología innovadora administrador, USDOT George Bugliarello, Presidente emérito y profesor de la Universidad, Instituto Politécnico de la Universidad de Nueva York; Secretario de Relaciones Exteriores, la Academia Nacional de

Ingeniería, Washington, DC

Sean T. Connaughton, Administrador Marítimo, USDOT LeRoy Gishi, Jefe de la División de Transporte, Oficina de Asuntos Indígenas del Departamento del Interior de Estados Unidos, Washington, DC

Edward R. Hamberger, Presidente y CEO de la Asociación Americana de Ferrocarriles, Washington, DC John H. Hill, Administrador Federal de Seguridad de Autotransportes, USDOT

John C. Horsley, Director Ejecutivo, Asociación Americana de Carreteras Estatales y Transporte, Washington, DC Carl T. Johnson, Pipeline y peligrosos Administrador de Seguridad de Materiales, USDOT J. Edward Johnson, Director de la Dirección de Ciencia Aplicada, Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio, John C. Stennis Space Center, MS

David Kelly, Administrador de la actuación, la Administración Nacional de Seguridad Vial, USDOT Thomas J. Madison, Jr., Administrador, Administración Federal de Carreteras, USDOT William W. Millar, Presidente de la Asociación Americana de Transporte Público, Washington, DC James S. Simpson, Federal Administrador de Tránsito, USDOT Robert A. Sturgell, Administrador de la actuación, la Administración Federal de Aviación, USDOT Robert L. Van Antwerp ( El teniente general, Ejército de los EE.UU.), Jefe de Ingenieros y el comandante general, el Cuerpo de Ingenieros del Ejército, Washington, DC

* Miembros a partir de noviembre de 2008.

NATIONALCOOPERATIVEHI GHWAYRESEARCHPROGRAM

NCHRP INFORME 611

Análisis sísmico y Diseño de muros de contención, estructuras enterradas, pendientes,

y terraplenes Donald G. Anderson CH2M HILL Bellevue, WA

Geoffrey R. Martin T NIVERSIDAD DE S UR do ALIFORNIA Los Ángeles, California

Ignacio (Po) Lam mi ARTH METRO ecánica, yo CAROLINA DEL NORTE.

Fountain Valley, CA

JN (Joe) Wang PAG incendios provocados segundo RINCKERHOFF yo CAROLINA DEL NORTE.

Nueva York, NY

áreas de estudio

Puentes, otras estructuras, y Hidráulica e Hidrología

La investigación patrocinada por la American Association of State Highway and Transportation Officials en cooperación con la Administración Federal de Carreteras

Transportat Investigación de Iones JUNTA WASHINGTON DC 2008 www.TRB.org

PROGRAMA Cooperativa Nacional de Investigación de Carreteras Sistemática investigación, bien diseñado proporciona el enfoque más eficaz para la solución

INFORME NCHRP 611

Proyecto 12-70 ISSN 0077-5614 ISBN: 978-0-309-11765-4

de muchos problemas que afectan a los administradores e ingenieros de carreteras. A menudo,

Biblioteca del Congreso de control el número 2008911003 © 2008

los problemas viales son de interés local y puede ser mejor estudiado por los departamentos de

Transportation Research Board

carreteras individualmente o en colaboración con sus universidades estatales y otros. Sin embargo, el crecimiento acelerado de transporte por carretera se desarrolla problemas cada vez más complejos de gran interés para las autoridades de la carretera. Estos problemas son los más estudiados a través de un programa coordinado de investigación cooperativa.

permiso de copyright En reconocimiento a estas necesidades, los administradores de la carretera de la

Autores en el presente documento son responsables de la autenticidad de sus materiales y para la obtención de permisos por escrito de los editores o de las personas que son dueños de los derechos de autor de cualquier material previamente publicado o con

Asociación Americana de Carreteras Estatales y Transporte inició en 1962 un programa de

derechos de autor usa en este documento.

investigación nacional de carreteras objetivo empleando técnicas cientí fi cos modernos.

Programas de Investigación Cooperativa (CRP) concede permiso para reproducir material en esta publicación para

Este programa se apoya sobre una base continua con fondos de los Estados miembros

fines aula y sin fi nes sin fines de lucro. Se da el permiso con el entendimiento de que ninguno de los materiales se

participantes de la Asociación y que recibe la plena cooperación y el apoyo de la Administración Federal de Carreteras, Departamento de Transporte de los Estados Unidos.

utiliza para implicar TRB, AASHTO, FAA, FHWA, FMCSA, TLC, o Transit Corporation Desarrollo respaldo de un producto en particular, el método o la práctica. Se espera que aquellos que reproduce el material de este documento para usos fi t educativos y sin fines de lucro dará reconocimiento apropiado de la fuente de cualquier material reproducido o reproducido. Para otros usos de la materia, solicitar el permiso de la PCR.

La Junta de Investigación del Transporte de la Academia Nacional fue solicitada por la Asociación para administrar el programa de investigación debido a la objetividad y la comprensión de las prácticas modernas de investigación reconocido de la Junta. La Junta está especialmente preparado para este propósito ya que mantiene una extensa estructura de los comités de la que pueden extraerse las autoridades sobre cualquier tema transporte por carretera; posee vías de comunicación y cooperación con las autoridades federales, estatales y agencias gubernamentales locales, las

DARSE CUENTA El proyecto que es objeto de este informe era una parte del Programa Nacional Cooperativo de la autopista Las investigaciones realizadas por la Junta de Investigación del Transporte, con la aprobación del Consejo de Administración del Consejo Nacional de Investigación de Gobierno. Dicha aprobación refleja el juicio de la Junta de Gobierno que el programa

universidades y la industria; su relación con el Consejo Superior de Investigaciones Científicas es un

en cuestión es de importancia nacional y apropiada con respecto tanto a los propósitos y recursos del Consejo Superior de

seguro de la objetividad; se mantiene un personal de correlación de investigación a tiempo completo

Investigaciones Científicas.

de especialistas en materia de transporte de carretera para llevar a los hallazgos de la investigación directamente a aquellos que están en condiciones de utilizarlos. El programa se desarrolla sobre la base de las necesidades de investigación identi fi cado por los principales administradores de los departamentos de carreteras y de transporte y por los comités de AASHTO. Cada año, las áreas especí fi cos de investigación necesita ser incluido en el programa se proponen al Consejo Superior de Investigaciones Científicas y el Consejo por la Asociación Americana de Carreteras Estatales y

Los miembros de la comisión técnica seleccionada para supervisar este proyecto y para revisar este informe fueron escogidos para la competencia académica reconocida y con la debida consideración por el resto de disciplinas necesarias para el proyecto. Las opiniones y conclusiones expresadas o implícitas son las de la agencia de investigación que realizó la investigación, y, mientras que han sido aceptados en su caso por el comité técnico, que no son necesariamente las de la Junta de Investigación del Transporte, el Consejo Superior de Investigaciones Científicas, la American Asociación de Carreteras Estatales y Transporte, o de la Administración Federal de Carreteras, Departamento de Transporte de Estados Unidos.

Transporte. proyectos de investigación para cumplir llenar estas necesidades se definen por la Junta, y los organismos de investigación cali fi cados se seleccionan de entre los que han presentado

Cada informe es revisado y aceptado para su publicación por el comité técnico de acuerdo con los procedimientos

propuestas. La administración y vigilancia de los contratos de investigación son las

establecidos y monitoreados por el Comité Ejecutivo Transportation Research Board y la Junta del Consejo Nacional

responsabilidades del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y la Junta de Investigación del Transporte. Las necesidades de investigación carretera son muchas, y el Programa Nacional de Investigación Cooperativa de la carretera puede contribuir de manera significativa a la solución de los

de Investigación de Gobierno. La Junta de Investigación del Transporte de la Academia Nacional, el Consejo Nacional de Investigación, la Administración Federal de Carreteras, la Asociación Americana de Carreteras Estatales y Transporte, y los estados individuales que participan en el Programa Nacional de Investigación Cooperativa de la carretera no promociona productos o fabricantes. El

problemas de transporte por carretera de interés común a muchos grupos responsables. El

comercio o los nombres de los fabricantes aparecen en este documento únicamente porque se consideran esenciales para

programa, sin embargo, está destinado a complementar y no a sustituir o duplicar otros programas

el objeto de este informe.

de investigación carretera.

Los informes publicados de la

PROGRAMA Cooperativa Nacional de Investigación de Carreteras están disponibles en:

Transportation Research Board negocios Office 500 Fifth Street, NW Washington, DC 20001

y se puede pedir a través de la Internet en:

http://www.national-academies.org/trb/bookstore Impreso en los Estados Unidos de América

COOPERATIVERESEARCHPR icionales

PERSONAL DE INFORME CRP NCHRP 611 Christopher W. Jenks, Director de Programas de Investigación Cooperativa Crawford F. Jencks, Director Adjunto de Programas de Investigación Cooperativa David B. Beal, Oficial Superior de Programas

Eileen P. Delaney, Director de Publicaciones

Margaret B. Hagood, Editor

PROYECTO NCHRP 12-70 PANEL El campo de Diseño-Área de Puentes Harry A. Alcaparras, Jr., Arora y Associates, PC, Lawrenceville, NJ ( Silla)

Darrin Beckett, Kentucky Transportation Cabinet, Frankfort, KY Donald Dwyer, Estado de Nueva York DOT, Albany, Nueva York

Ian M. Friedland, Administración Federal de Carreteras, McLean, VA

Michael G. Katona, Gig Harbor, WA Scott M. Olson, Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Urbana, IL

M. “Saiid” Saiidi, Universidad de Nevada-Reno, Reno, NV

Anoosh Shamsabadi, California DOT, Irvine, CA Munindra Talukdar, Estado de Washington DOT, Tumwater, WA Jerry A. DiMaggio, FHWA de Enlace

GP Jayaprakash, TRB de Enlace

RECONOCIMIENTOS DE AUTOR Trabajo para el Proyecto de NCHRP 12-70 se llevó a cabo por un equipo de proyecto dirigido por CH2M HILL de Bellevue, Washington, con un importante apoyo de Mecánica de la Tierra, Inc., de Fountain Valley, California y Parsons Brinckerhoff Inc. de Nueva York, Nueva York . Liderazgo para el equipo del proyecto fue proporcionada por las siguientes personas: Dr. Donald Anderson, PE de CH2M HILL en Bellevue, Washington, que era el director del proyecto de la obra; El profesor Geoffrey R. Martin, PE de la Universidad del Sur de California, que se desempeñó como Investigador Principal; Sr. Ignacio (Po) Lam, PE de Mecánica de la Tierra, que sirvió como otro investigador principal; y el Dr. JN (Joe) Wang, PE de Parsons Brinckerhoff, que también sirvió como investigador principal. El proyecto incluyó un grupo de asesoramiento técnico que la información técnica suministrada con el Proyecto en varios puntos durante la duración del proyecto. Los miembros del panel fueron: el profesor Robert Holtz, PE de la Universidad de Washington; El Dr. Lee Marsh, PE de Berger ABAM en Federal Way, Washington; El profesor Edward Kavazanjian, PE de la Universidad del Estado de Arizona; y el profesor Tom O'Rourke, PE de la Universidad Cornell Un número de otros individuos proporcionó información importante para el proyecto, incluyendo el Sr. Tony Allen, PE, ingeniero geotécnico Jefe del Departamento de Transporte del Estado de Washington, y el Dr. Anoosh Shamsabadi, PE, ingeniero de investigación estructural con el Departamento de Transporte de California (Caltrans ). La retroalimentación práctica de ambos individuos fue particularmente útil. El Sr. Amir Zand y el Dr. Hubert Ley de Mecánica de la Tierra también proporcionaron un importante apoyo mediante la realización de análisis y ayudando en el desarrollo de problemas de ejemplo.

PREFACIO

Por David B. Beal Oficial del Estado Mayor

Transportation Research Board

Este informe proporciona métodos analíticos y de diseño para el diseño sísmico de muros de contención, estructuras enterradas, pendientes y terraplenes. El informe detalla el desarrollo de los procedimientos de diseño. Recomendados LRFD especi fi caciones y ejemplos de diseño que ilustran la aplicación de los métodos de diseño y las especificaciones se incluyen en un apéndice. El material de este informe será de interés inmediato para carreteras y puentes diseñadores.

Un diseño de factor de carga y la resistencia (LRFD) especí catión integral fi para el diseño sísmico de puentes de carretera ha sido desarrollado por AASHTO. Esas especificaciones reflejan las últimas filosofías de diseño de puente para lograr altos niveles de desempeño sísmico. Debido a que estas especificaciones se limitan a los puentes de autopista y componentes que están conectados directamente a ellos, tales como pilares y paredes de ala, que no abordan los métodos de análisis nuevos o mejorados o disposiciones de diseño sísmico para muros de contención, estructuras enterradas, pendientes, o terraplenes.

El objetivo de NCHRP Proyecto 12-70 era eliminar las limitaciones de las actuales especificaciones mediante el desarrollo de métodos de análisis y diseño para el diseño sísmico de muros de contención, estructuras enterradas, pendientes y terraplenes. Esta investigación fue dirigida por Donald Anderson, CH2M HILL, Bellevue, Washington, con la ayuda de Geoffrey Martin, de la Universidad del Sur de California; Po Lam, Mecánica de la Tierra; y Joe Wang, Parson Brinckerhoff, Nueva York. El informe documenta completamente el programa usado para desarrollar los procedimientos de diseño.

El informe final se organiza en dos volúmenes. Volumen 1 se publica aquí como NCHRP 611. Informe volumen 2 está disponible en la página web TRB al http://trb.org/news/blurb_detail. asp? id = 9631.

CONTENIDO

VOLÚMEN 1 Reporte final 1 Capítulo 1 Introducción 1

1.1 Objetivos del proyecto En general, el enfoque y Horario

2

Antecedentes 1.2 Proyecto

2

1.2.1 Los planes para implementar la metodología de diseño LRFD

4

1.2.2 Descripción general de las conclusiones de la fase inicial del trabajo

5

1.2.3 Descripción general de las conclusiones de la segunda fase del trabajo

7 8

1.2.4 Descripción general de las Conclusiones de la tercera fase de trabajo

1.3 Organización del Informe Final

8

1.3.1 Volumen 1-Informe Final Proyecto

9

1.3.2 Volumen 2-recomendados Especi fi caciones, comentarios y Ejemplo Problemas

10 Capitulo 2 Recolección de datos y revisión 10

2.1 terremoto base de diseño

11

2.2 Literatura Buscar

12 14

2.2.1 Referencias clave 2.2.2 Observaciones generales

15

2.3 DOT, Vendedor, y consultor Contactos

17

2.4 Conclusiones

18 Capítulo 3 Los problemas y las lagunas de conocimiento 18

3.1 muros de contención

18

3.1.1 gravedad y Semi-Gravedad Walls

21

3.1.2 Muros de Contención MSE

22 22 22 23

3.1.3 Las paredes del suelo de uñas

3.2 taludes y terraplenes 3.2.1 Consideraciones sísmicas para pendientes de suelos

3.2.2 Consideraciones sísmicas de taludes en roca

24

3.3 estructuras enterradas

25

3.4 Conclusiones

26 Capítulo 4 Plan de trabajo: metodologías analíticas 26

4.1 Desarrollos para sísmicos terrestres mociones

28

4.2 Desarrollos para muros de contención

28

4.2.1 generalizadas análisis de equilibrio límite

29

4.2.2 Altura del muro dependiente coeficiente sísmico

30

4.2.3 Análisis de deformación

30

4.3 La evolución de taludes y terraplenes

31

4.4 La evolución de las estructuras enterradas

31 33 33

4.4.1 Procedimientos de Análisis para TGD

4.4.2 Procedimientos de Análisis de deformaciones permanentes de tierra (PGD)

4.5 Resumen

35 Capítulo 5 Sísmicos movimientos del terreno 35

5.1 Criterios de carga sísmica

35

5.1.1 Actualización a Criteria AASHTO sísmica de movimiento de tierra

38

5.1.2 Rango de los temblores de tierra Los niveles en los Estados Unidos para referenciada

39

5.1.3 Variación de las formas espectrales de suelo y roca sitios en WUS frente

Rock suave

a CEUS 41

5.2 Desplazamiento Newmark correlaciones

41

5.2.1 Enfoque para la Actualización de Gráficos Newmark

41

5.2.2 Descripción de la base de datos de movimiento de tierra

42

5.2.3 Datos desplazamiento permanente

42

Base de datos de Microsoft Access 5.2.4

43

5.2.5 Características aceleración espectral

43

5.2.6 Correlación entre PGV y S 1, PGA y M

43

5.2.7 Newmark bloque deslizante de desplazamiento correlaciones

46

5.2.8 Comparación entre correlaciones

48

5.2.9 Con Nivel confianza

49

5.2.10 Recomendaciones de diseño

49

5.3 Correlación de PGV con S 1

54

5.4 Conclusiones

55 Capítulo 6 Coeficientes sísmicos de altura Dependiente 55 55 63 66

6.1 Las evaluaciones de onda Dispersión 6.1.1 Dispersión Los análisis para una pendiente

6.1.2 Análisis de dispersión para muros de contención

6.2 Conclusiones

68 Capítulo 7 Muro de contención 68

7.1 La práctica actual de diseño

71

7.2 El Método MO y Limitaciones

71 73 74

7.2.1 Las presiones sísmicas terrestres activas

7.2.2 Las presiones pasiva Tierra sísmicos

7.3 Presiones MO Tierra para suelos cohesivos

74

7.3.1 Evaluación de la contribución de Cohesión

74

7.3.2 Resultados de MO análisis para suelos con cohesión

75

7.3.3 Implicación de Diseño

76

7.4 Enfoque GLE para determinar las presiones sísmicas activas

76

7,5 dependiente de la altura sísmicos Diseño Coeficientes

77 79

7.5.1 Evaluación de la impedancia de contrastes y el comportamiento del suelo

7.5.2 Resultados de contraste de impedancia y la no linealidad evaluaciones

81

El diseño basado en Desplazamiento 7,6 por gravedad, gravedad Semi, y Walls MSE

82

7.7 Convencionales por Gravedad Gravedad y semi-Paredes-recomendados método de diseño

84

7.8 MSE paredes recomendados Métodos Diseño

84

7.8.1 Metodología de diseño actual

84

7.8.2 Paredes-Diseño MSE Método para la estabilidad externa

para la estabilidad externa

87 88

7.8.3 Paredes-MSE Diseño Método de Estabilidad Interna 7.9 Otros Tipos de paredes

88

7.9.1 Paredes Nongravity voladizo

91

7.9.2 muros anclados

93 94

7.9.3 Las paredes del suelo de uñas

7.10 Conclusiones

96 Capítulo 8 Taludes y terraplenes 96

8.1 Tipos y rendimiento de los pendientes

8.1.1 taludes y terraplenes de ingeniería

96 97 97

8.1.2 Las pendientes naturales

8.2 La práctica actual

97

Enfoque 8.2.1 Límite de Equilibrio

99

8.2.2 Enfoque basado en Desplazamiento

100

8.3 Metodología propuesta de diseño

Enfoque 8.3.1 Límite de Equilibrio

101

8.3.2 Enfoque basado en Desplazamiento

101 101

8.4 Ejemplo de Aplicación 8.4.1 Descripción del problema

101

102 102

8.4.2 resultados

8.5 Otras consideraciones

102

8.5.1 Límite de Equilibrio Métodos Diseño

103

8.5.2 No Análisis de Corte 8.5.3 Potencial de Licuefacción

103 104

8.6 Conclusiones

105 Capítulo 9 Estructuras enterradas 105

9.1 Rendimiento sísmica de alcantarillas y tuberías

105

9.2 Características Alcantarilla / Pipe 9.2.1 Las alcantarillas y tubos flexibles

106 106 106

9.2.2 Las alcantarillas y tuberías rígidas

9.3 Efectos generales de los terremotos y los modos de fallo potenciales

9.3.1 temblores de tierra

107

9.3.2 La falta de tierra

108 108

9.4 sísmica actual práctica de diseño de alcantarillas u otras estructuras enterradas

109

9.5 Metodología general y procedimientos recomendados 9.5.1 ovalización de conductos circulares

109

9.5.2 Trasiego de conductos rectangulares

113 115

9.6 Análisis paramétrico y de la verificación

115

9.6.1 Tipos de Estructuras y otros parámetros utilizados en la evaluación

115

9.6.2 Supuestos y resultados del modelo

129

9.7 Conclusiones y Recomendaciones

131 Capítulo 10 Recomendaciones para trabajos futuros 131

10.1 movimientos de tierra y desplazamientos

131

10.2 muros de contención

132

10.3 taludes y terraplenes

133

10.4 estructuras enterradas

133

10.5 necesidad de métodos con fi rmando

134 referencias 137 Apéndices

1

CAPÍTULO 1

Introducción

Este informe final resume el trabajo que se lleva a cabo sobre el Programa

•

Nacional Cooperativo de Investigación de Carreteras (NCHRP) Proyecto 12-70 Análisis

La optimización del diseño se acerca tanto para el diseño de rutina y casos especiales de diseño utilizando métodos más completos;

sísmico y diseño de muros de contención, estructuras enterradas, pendientes y

•

Evitar el conservadurismo oculto en los enfoques de diseño;

terraplenes. Este proyecto consistió en un esfuerzo para desarrollar métodos de

•

Asegurar aplicabilidad de las especificaciones a zonas sísmicas en todo el país,

análisis y diseño y de la carga y el diseño de factor de resistencia (LRFD)

incluidas disposiciones para “ningún diseño sísmico” en las regiones de baja

especificaciones recomienda para el diseño sísmico de muros de contención, terraplenes, laderas y y estructuras enterradas.

sismicidad; y

•

La satisfacción de la filosofía y LRFD proporciona flexibilidad en el establecimiento de criterios de servicio.

1.1 Objetivos del proyecto En general, el enfoque y Horario Los objetivos generales del proyecto eran desarrollar métodos de análisis y diseño y preparar LRFD especi fi caciones y problemas de ejemplo para el diseño de muros de contención, terraplenes, laderas y y estructuras enterradas. Estos objetivos generales se pretende hacer frente a falencias en AASHTO modi fi

caciones Diseño Puente LRFD o en algunos casos la ausencia de una metodología

El enfoque para el proyecto se centró inicialmente en la recopilación y revisión de los datos durante la Tarea 1, lo que lleva a la documentación de los problemas y las lagunas de conocimiento en la Tarea 2. Los problemas y las lagunas en el conocimiento de identi fi cado en la Tarea 2 se utilizaron para recomendar desarrollos metodología analítica en la Tarea 3, y un plan de trabajo detallado en la Tarea 4. los resultados de estas cuatro tareas se resumieron en la Tarea 5, el primer informe provisional. Esta fase del trabajo se produjo dentro de los primeros 9 meses de la duración prevista del proyecto de 39 meses.

de diseño recomendado en las especi fi caciones del LRFD. El enfoque utilizado para hacer frente a estos dos objetivos se esbozó en un plan

Tras la presentación de la fi informe provisional primero y el examen por el

de trabajo presentado por el equipo de proyecto para NCHRP en Mayo de 2004. El

Grupo de Supervisión NCHRP y aprobación del plan de trabajo descrito en el fi

plan de trabajo se basa en la propuesta de CH2M HILL a NCHRP en noviembre de

informe provisional primero, el plan de trabajo aprobado se llevó a cabo en la Tarea

2003, con modificaciones que se resumen en el Anexo 2 de CH2M carta de Hill de

6. Un resumen de las especi fi caciones LRFD se preparó en la Tarea 7, y el

fecha 13 de enero de 2004, el Dr. Robert Reilly del Transportation Research Board.

resultados de los desarrollos analíticos y LRFD específico esquema de cationes se

También se incluye en este Plan de Trabajo era un horario Progreso atado a la fecha

resumieron en la Tarea 8, que fue identificado como el segundo informe provisional.

de inicio del proyecto de 29 de marzo,

La presentación del segundo informe provisional concluyó la Fase 1 del Proyecto. El calendario para completar el segundo informe provisional fue planeada

2004, y una tabla de entregas para este proyecto. Una copia del Plan de

originalmente para ser aproximadamente 22 meses después de la iniciación del

trabajo para el proyecto se incluye en el Apéndice A Volumen 1 de este

Proyecto; Sin embargo, el trabajo real tomó aproximadamente 24 meses.

Informe Final. Cinco objetivos fundamentales Se identificaron durante la planificación del proyecto en el año 2004. Estos objetivos forman la base para el trabajo que había que hacer durante cada actividad del proyecto. Los cinco objetivos implicados

Fase 2 se inició tras la finalización de Tarea 8. Esta fase Pedidos involucrados Tarea 9-12, donde se prepararon y se sometieron a la Grupo de supervisión de NCHRP para revisión especificaciones, comentarios y problemas de ejemplo. El tercer informe provisional siempre que el primer

•

Mejorar existente o el desarrollo de nuevos métodos analíticos para superar

borrador de las Especi fi caciones, comentarios y problemas de ejemplo, de

las deficiencias de la tecnología existente, basado en suelo-estructura

acuerdo con los requisitos de la tarea 10. Tras la recepción de los comentarios

principios de interacción de sonido;

2 desde el Panel de Supervisión del NCHRP, Tarea 11 se llevó a cabo. Esta tarea se

1.2.1.1 Factores a considerar

trate (1) hacer más modificaciones a las especificaciones, problemas de comentarios, y ejemplo; (2) examinar las observaciones del Grupo de Supervisión sobre el tercer informe provisional, y (3) y la preparación de un informe final. Este trabajo fue programado para ser completado después de 35 meses, pero tomó aproximadamente 39 meses.

La actividad de trabajo final en la Fase 2 en el Proyecto, Tarea 12, la

El requisito básico para este proyecto es para asegurar que la capacidad factorizada excede carga factorizada como se define por la siguiente ecuación para diversos estados límite (o un rendimiento aceptable): φ rnR

≥Σ γ

Pi

Q yo

)

dónde

preparación de los involucrados de este informe final y las especificaciones

φ r = factor de rendimiento;

revisadas, comentarios, y problemas de ejemplo. Esta tarea se nalizado fi en

R n = resistencia nominal;

noviembre de 2007, aproximadamente 44 meses después de la iniciación del Plan

γ pi = factor de carga para el componente de carga YO; y

de Trabajo en abril de 2004. Después de esta presentación, un problema de ejemplo

Q i = cargar efecto debido a cargar componente yo.

adicional se completó, las especificaciones y los comentarios fueron revisados, y el Informe Final fi nalizado en junio de 2008.

( 1-1

Durante la fase inicial de trabajo para este proyecto, no se introdujo la metodología anteriormente LRFD. Más bien, el enfoque del trabajo estaba en la identificación y evaluación de una metodología de diseño sin factores de carga o

A lo largo de trabajo en cada tarea dentro del Proyecto hubo un esfuerzo continuo para centrarse en el producto final del proyecto. Este producto involucrado una metodología que se podría utilizar en áreas que son tanto altamente sísmica y

resistencia. Una vez que las metodologías fueron desarrollados y aprobados, a continuación, se estableció un enfoque para la incorporación de los factores de carga y resistencia en relación con las metodologías recomendadas.

relativamente aseismic; que podrían ser implementadas por el personal de puntos, de proveedores y firmas de consultoría utilizando el software existente sin la necesidad de

Aunque el trabajo en la fase inicial del trabajo hizo recomendaciones que no están

una formación extensa; y que “tenía sentido” en relación con el desempeño observado

presentes en los factores de carga y resistencia necesarias para utilizar con las

durante los terremotos del pasado. Este tema se llevó a cabo durante todo el proyecto,

metodologías propuestas, se tuvo en cuenta por el equipo de proyecto a la forma de carga

desde el principio hasta el fi nal. Para la medida de lo posible, este tema se sigue en la

y factores de resistencia con el tiempo podrían ser utilizados durante el diseño sísmico. Lo

presentación de cada capítulo de este borrador del informe final.

ideal sería que este enfoque se basaría en los factores de carga y resistencia utilizados en el caso de carga estática convencional presentado en la versión actual de la AASHTO modi

fi caciones LRFD diseño de puente.

Antecedentes 1.2 Proyecto El trabajo sobre el proyecto NCHRP 12-70 se inició en abril de 2004. Los siguientes tres subsecciones proporcionan información de base para el trabajo que se ha logrado. Esta información de fondo incluye un resumen de los planes para la aplicación de la metodología general de diseño LRFD y una visión

Para el caso diseño estático los factores de carga y resistencia adecuadas se han desarrollado para producir un margen coherente de seguridad en la estructura diseñada. Esta misma lógica debe ser seguido para la carga sísmica para muros de contención, terraplenes, laderas y y estructuras enterradas. Sin embargo, el enfoque de de fi nir un margen constante de la seguridad es más di fi culto al de fi nir por las siguientes razones:

general de las conclusiones provisionales del trabajo realizado en el Proyecto. El resumen de las conclusiones ayuda a proporcionar una perspectiva para el trabajo de desarrollo que se resume en los siguientes capítulos.

•

Los factores de carga y los casos de carga (es decir, en el lado derecho de la ecuación anterior) tuvieron que ser coherente con los recomendados por el Proyecto de NCHRP 20-07 Directrices LRFD recomendados para el diseño

sísmico de puentes de carreteras ( Imbsen, 2006). En el momento en que se inició el proyecto NCHRP 12-70, el Proyecto de NCHRP 20-07 estaba

1.2.1 Los planes para implementar la metodología de diseño LRFD El trabajo llevado a cabo por el Proyecto de NCHRP 12-70 debe ser

estableciendo el período de sujetos terremoto apropiada carga de retorno a la aprobación de la carretera de la AASHTO Subcomité de Puentes y Estructuras (HSCOBS T-3) y, finalmente, la AASHTO miembros con derecho a voto. Estas recomendaciones daría lugar a cargas más grandes asociados con un evento

coherente con la filosofía y el formato de la AASHTO

sísmico en un sitio de fi específica relativa a los requisitos vigentes en ese

modi fi caciones Diseño Puente LRFD y las disposiciones sísmicas de puentes de

momento AASHTO, pero la probabilidad de la carga se produce disminuido y

carretera. En esta filosofía, “Los puentes deben estar diseñados para estados límite fi

serían relativamente poco frecuente. Bajo esta situación de uso de un factor de

cado para lograr los objetivos de la constructibilidad, seguridad y capacidad de servicio,

carga de la carga sísmica se creía que era demasiado conservador. (El proyecto

prestando la debida atención a las cuestiones de inspectibility, la economía y la estética.

NCHRP 20-07 fue originalmente se refería a que el 12-49 Proyecto de

. . “. En el procedimiento LRFD, los márgenes de seguridad se incorporan a través de la

Actualización de NCHRP.

carga ( γ pag) factores y rendimiento (o resistencia, φ r) factores.

3 La intención del proyecto NCHRP 12-07 fue revisar las recomendaciones dadas en el

Los diversos estados límite para ser examinados fueron categorizados

proyecto NCHRP 12-49 (Informe NCHRP 472, 2003) para su uso en la actualización de

en tres áreas. El primero consistió en la evaluación de la estabilidad

disposiciones sísmicas en el AASHTO modi fi caciones LRFD diseño de puente. Una

global del sitio en general, que incluye los requisitos para la estabilidad

de las principales recomendaciones hechas inicialmente por el Proyecto NCHRP 20-07

de la pendiente y mecanismos similares. El siguiente tratado con el

fue aumentar el período de retorno para el diseño sísmico desde el nivel de 500 años

diseño del sistema de base de la estabilidad externa (es decir,

en los vigentes en ese momento (2006) LRFD especificaciones para un periodo de

deslizamiento, vuelco, y teniendo) para asegurar que el tamaño de la

retorno de 1.000 años. La probabilidad de ocurrencia para el evento 1000 años es de

fundación y la implícita geotécnica (es decir, en general el suelo) de

aproximadamente 7 por ciento en 75 años. Esta recomendación fue aprobada por la

capacidad era su fi ciente. El último implicó el diseño para la estabilidad

AASHTO en julio de 2007, en el momento en que el informe del proyecto NCHRP 12-70

estructural interna para asegurar que los componentes estructurales

estaba siendo fi nalizado.)

funcionaron correctamente en el aumento de la carga dinámica desde el terremoto. Dependiendo de si un proyecto de diseño involucrado un muro de contención, una pendiente o terraplén, o una estructura enterrada,

•

Desde un punto de vista factor de resistencia, diseño podría llevarse a cabo utilizando

una evaluación de uno o más de estos estados límite puede no ser

ya sea un equilibrio de límite o enfoque displacementbased. La selección de los

necesaria. Por ejemplo,

factores de resistencia para estos dos casos será diferente. Por ejemplo, el uso de un factor de resistencia de menos de 1.0 a menudo resultará en un diseño conservador utilizando métodos de equilibrio límite, pero podría dar lugar a un diseño poco conservador para un enfoque basado en el desplazamiento.

1.2.1.2 Relación con el Proceso de Diseño De la experiencia del terremoto pasado, la mayoría de los casos de fallos observados

Mientras que el punto de partida uso involucrados de los factores de carga y

o postulados se refieren a daños estructurales intolerables, en oposición al movimiento

resistencia igual a 1,0, en ciertas áreas geográficas y para ciertas categorías de

global excesiva, especialmente para los muros de contención y estructuras enterradas.

diseño, el uso de un factor de resistencia de menos de 1,0 (es decir, φ < 1.0) se

Estas estructuras son inherentemente más sensible al movimiento relativo a las

consideró para la simplificación del proceso de diseño. Un ejemplo de esto fue para la

estructuras de superficie. Además, la mayoría de los muros de contención

evaluación de la estabilidad sísmica de pistas. Si no se adopta un enfoque de

independientes (es decir, aparte de los estribos del puente) pueden someterse a un

deformación y el propietario quiere basar la evaluación estrictamente en una

grado significativo de movimiento sin afectar negativamente a sus funciones previstas.

comparación de la capacidad del suelo para cargas sísmicas, el enfoque actual sería la de con fi rmar que el factor de seguridad es mayor que

Por lo tanto, la cuestión más germane diseño LRFD era para asegurar la integridad

1.1 a 1.2 para una aceleración coeficiente de 0,5 veces la aceleración máxima del

estructural, comúnmente conocida como el diseño para la estabilidad interna del

suelo (PGA) en la superficie del suelo. (Muchas aplicaciones en la ingeniería

sistema de retención de tierras. Al diseñar para la integridad estructural, el ingeniero

geotécnica se basan en factores de seguridad, donde la resistencia del suelo se

geotécnico será de definir los criterios de carga sísmica y lleva a cabo la interacción

compara con las fuerzas que causan el fracaso. Al utilizar métodos LRFD para el

entre la estructura del suelo análisis, según sea necesario, para la caracterización de

mismo diseño, a menudo es más significativa para referirse a la capacidad a la

la rigidez y la amortiguación fundación parámetros. La responsabilidad del diseño real

demanda (C / D) en lugar del factor de seguridad. el uso de la relación C / D

suele recaer en el diseñador estructural. El ingeniero de estructuras normalmente se

también es consistente con la terminología usada por ingenieros de puentes.

hará cargo de la responsabilidad de llevar a cabo el análisis de la respuesta

discusiones en este informe se referirán relación C / D y el factor de seguridad para

estructural y hará uso de las recomendaciones con respecto a la carga sísmica y la

intercambiable.) este mismo enfoque puede tomarse en el contexto de diseño

rigidez de fundación en un modelo global. El diseñador estructural sería el que

LRFD, pero en este caso el factor de resistencia se define por el recíproco del factor

realmente pasa por el proceso de diseño LRFD en la comprobación de la capacidad

de seguridad utilizado, suponiendo que el factor de carga es igual a

estructural frente a la demanda, y, finalmente, firmará los dibujos estructurales. Requisitos en otras secciones de la AASHTO modi fi caciones Diseño Puente LRFD son seguidas al llevar a cabo análisis estructurales y las comprobaciones de diseño.

1.0 por las razones indicadas anteriormente.

Con esto en mente la idea central de la obra fue formular las especificaciones LRFD en términos de las tres consideraciones siguientes: Tenga en cuenta que este enfoque general no es siempre el caso. Para algunos tipos de pared, tales como el Mecánicamente Estabilizar la Tierra (MSE) o las paredes de uñas

1. La identificación de los estados límite para ser considerado en el caso de carga terremoto.

2. De fi nir el rendimiento esperado del sistema diseñado para cada uno de los estados límite se define en el punto (1) anterior. 3. contornea los criterios de procedimiento y de capacidad de análisis de diseño.

de suelo, el ingeniero geotécnico también puede ser responsable de la estabilidad interna también. En este caso, el ingeniero geotécnico seleccionaría refuerzo o tamaño de uñas de suelo, y con fi rm que las tensiones impuestas por la carga sísmica son aceptables con respecto a los requisitos LRFD.

4 soportar sobre 0,12 g pseudo-estática de carga, basado en una capacidad muy

La comprensión del papel de los ingenieros geotécnicos y estructurales es bastante importante, y este proyecto es necesario aclarar estas funciones en el proceso de

conservador asociado con rendimiento primera, con el supuesto más

preparación de las especi fi caciones LRFD. Estas funciones también necesitan ser

conservador en la dispersión de la onda (es decir, 1,0 como se ha discutido en el

entendida en la definición de factores de carga y resistencia al uso durante el diseño. Ya

capítulo 6), y los criterios de rendimiento estructurales nonyielding más

que los grupos independientes a menudo son responsables de los elementos de diseño,

conservadores.

cada grupo tiene que tener una comprensión básica de lo que está siendo transportada

3. En una interpretación menos conservadora, más adecuado para correlacionar a los daños estructurales histórica de terremotos pasados, la capacidad inherente es

por el factor de carga o resistencia que se utiliza para el diseño sísmico.

probable que sea mucho mayor, a un PGA en la superficie del suelo tan alto como 0,68 g. Este caso corresponde a un factor de dispersión (véase el Capítulo 6) igual a 0,5, y se deja rendimiento nominal.

1.2.1.3 Ejemplo de concepto de capacidad LRFD Reserva En la formulación de las directrices LRFD, la consideración debe darse a un

4. Incluso para un estado límite nonyielding, un factor de dispersión igual a 0,5 se puede justificar por la mayoría de las situaciones de proyecto, especialmente durante gran

consenso prevalente entre los profesionales, especialmente en los departamentos de

parte del centro y este de los Estados Unidos (CEUS), donde el temblor de tierra

carreteras estatales, que los muros de contención, taludes y terraplenes y

característica tiene menor, a largo plazo el movimiento del suelo contenido. En esta

estructuras enterradas en general, han funcionado muy bien durante sísmicos

situación, el muro de contención puede soportar un sitio de PGA-ajustado de 0,24 g.

eventos-A pesar de que muchas estructuras construidas tienen no se ha diseñado para el caso de carga terremoto. La razón principal de esto se relaciona con el hecho de que la capacidad de la mayoría de los muros de contención, taludes y terraplenes y estructuras enterradas ofrece reserva de su fi ciente para resistir un cierto nivel de

Para el criterio de movimiento periodo de retorno de tierra de 1.000 años que fue

carga terremoto cuando se diseñan para la carga estática. Esta observación

adoptada por la AASHTO en julio de 2007, la mayoría de las regiones en el CEUS,

necesario para tener en cuenta al formular las especificaciones LRFD para que el

aparte de la Nueva Madrid y las regiones Charleston, tendrán que diseñar para un PGA

enfoque propuesto se determinó que era razonable para los ingenieros que utilizan la

en la superficie del suelo de alrededor 0,1 g o inferior. Durante gran parte del oeste de

metodología.

Estados Unidos (SUM), fuera de California, Alaska y el Pací fi co Noroeste, el diseño sería para un PGA en la superficie del suelo de alrededor de 0,2 g. Sobre la base de la reserva citado estudio de capacidad estructural anterior, junto con los resultados de los

Como ilustración de este punto, el Dr. Lee Marsh, que sirvió en el grupo de

análisis dinámicos de muros de contención, muchas de las regiones en el CEUS y WUS

asesoramiento técnico para el proyecto NCHRP 12-70, cuantificada del nivel de

pueden utilizar la simplificación de criterios de selección para eliminar la necesidad de

capacidad estructural reserva para una pared hipotética, para poner el proceso de

análisis sísmicos excesivamente complicados.

diseño en perspectiva. En el curso de un diseño, muros de contención están diseñados para la estabilidad global y externa (es decir, el proceso de la comprobación de su fi capacidad del suelo ciente para el sistema global), así como para la tensión interna en los componentes estructurales. Dr. Marsh llevó a cabo una serie de análisis para

1.2.2 Descripción general de las conclusiones de la

determinar la capacidad estructural de reserva para una pared estándar que había sido

fase inicial del trabajo

diseñado para una condición de carga estática. Por simplicidad, el Dr. Marsh realizó el

La fase inicial del trabajo que implica tareas 1 a 5 del Plan de Trabajo. Se

análisis de una pared de tablestacas nongravity voladizo para centrarse en los problemas de integridad estructural, en lugar de que implica complejidad adicional

llegó a varias conclusiones de este primer trabajo, y estas conclusiones

asociado con otros modos de fallo no estructurales tales como deslizamiento fallo a

formó el marco del plan de trabajo que se implementó en la Tarea 6 y

través del suelo en la base de una pared semi-gravedad. Tales mecanismos introducen

reportado en la primera informe provisional. Lo más destacado de las tareas

un fusible de carga adicional que podría reducir aún más la carga de diseño terremoto a

1 a 4 se resumen a continuación:

un valor más bajo que el caso asociado con paredes de tablestacas. Los resultados de estos análisis se incluyen en el Apéndice B.

•

Tarea 1: Recolección de datos y revisión. Las conclusiones de este trabajo fueron que las metodologías disponibles para los profesionales del diseño dentro de los departamentos de transporte (puntos) y consultores para los puntos están limitados

El estudio de sensibilidad realizado por el Dr. Marsh indica lo siguiente:

principalmente cualquiera de los métodos a pseudo-estáticas, tales como el método Mononobe-Okabe (MO) para el diseño de retención estructuras y el método de equilibrio límite de análisis de estabilidad de la pendiente, o para métodos

1. La mayoría de los muros de contención existentes, incluso cuando sólo están diseñados

simplificados de deformación fi ed (por ejemplo, gráficos de Newmark o análisis). A

para la carga estática, han bastar capacidad estructural fi ciente de reservas para soportar

pesar de que estos métodos tienen limitaciones, como se discute en los capítulos

un nivel apreciable de la carga sísmica.

posteriores de este proyecto de informe final, las mejoras en estas metodologías

2. Si un muro de contención ha sido diseñado para satisfacer los requisitos típicos para la carga estática, la capacidad inherente hará

todavía ofrecen

5 los métodos más prácticos para el diseño sísmico. Una tendencia creciente

- estructuras enterradas

hacia el uso de métodos de modelado más rigurosos, como el código de

Los métodos simples de usar de diseño para alcantarillas y tuberías

computadora FLAC (Itasca, 2007), para la evaluación de estructuras de

medianas y largesize bajo el efecto de las deformaciones de estanterías

contención, taludes y terraplenes y estructuras enterradas ha ocurrido

sísmicas transversales, teniendo en cuenta suelo-estructura efectos de

recientemente. Mientras FLAC y software similar parecen proporcionar un

interacción. Orientación sobre cómo seleccionar parámetros transitorios

modelado más rigurosa de los distintos problemas del suelo y el

deformación del suelo (o tensión) para fines de diseño y análisis.

suelo-estructura, estos procedimientos más intensivos numéricamente no parecen ser adecuados para el desarrollo de metodologías de diseño del día a

Desarrollo de un procedimiento consistente y racional para

día requeridas por este proyecto.

estructuras enterradas sometidas a diversas formas de

•

Tarea 2: problemas y vacíos de conocimiento. Sobre la base de los trabajos

desplazamiento de tierra permanente (PGD), incluyendo la difusión

realizados para esta tarea, las necesidades de desarrollo primarios fueron identi fi

lateral, movimientos de pendiente terraplén o flujo, y fallas.

cados. Estas necesidades incluyen las necesidades comunes que se aplican a los tres de las áreas del proyecto (muros de contención, taludes y terraplenes y

•

Tarea 3: Plan de trabajo-metodologías analíticas. Información tareas 1 y 2 se utilizó para identificar tipos de desarrollos metodología analítica

estructuras enterradas) y evolución de la zona especí fi cas, como se resume aquí:

requeridos. Estos desarrollos resultaron en elementos de productos de

-

trabajo mostrados en la Tabla 1-1. Este resumen es una versión modificada fi

Las necesidades comunes

cado del Anexo 6 ​del Plan de Trabajo para el Proyecto 12-70 NCHRP.

Mejor definición de los movimientos del suelo que deben ser utilizados durante el diseño, incluyendo los ajustes apropiados para incoherencia movimiento del suelo, amplitud de la deformación, y el movimiento del suelo

•

Tarea 4: Estrategia de Trabajo Plan de rendimiento. Una estrategia para lograr el desarrollo de metodologías analíticas se proporcionó en la Tarea 4.

ampli fi cación / deampli fi cación.

Como se señaló en la declaración proyecto de investigación NCHRP, Tarea 4 también incluye la identificación de ejemplos de aplicaciones y estudios

Desarrollo de procedimientos de selección que aconsejan el

paramétricos que se iban a realizar, incluyendo la comparación con los

diseñador cuando existe margen suficiente en el diseño estático

métodos existentes. La estrategia de actuación que se identificó sirvió como

para evitar la necesidad de análisis sísmicos.

base para el trabajo que se lleva a cabo en la Tarea 6, como se informa en el segundo informe provisional.

De orientación sobre la selección de las propiedades de resistencia del suelo que se debe utilizar durante el diseño sísmico.

-

Muro de contención

procedimiento numérico que evitar deficiencias en el procedimiento de MO a

1.2.3 Descripción general de las conclusiones de la segunda fase del trabajo

niveles de aceleración altos y ángulos de pendiente alta de la espalda y que el suelo mixto manejado ( do- φ) condiciones. La recomendación fue utilizar cualquiera de las ecuaciones

La segunda fase del trabajo cubierto Tareas 6 a 8 del Plan de Trabajo. Este trabajo fue documentado en el segundo informe provisional.

basadas en cuña o un programa de estabilidad límite de equilibrio para determinar las fuerzas necesarias para el diseño sísmico.

El trabajo en la tarea 6 desarrollos involucradas en las cuatro áreas se resumen a continuación. Las discusiones en los capítulos siguientes proporcionan detalles en cada

Gráficos de estimación de desplazamiento de la pared para zonas

una de estas cuatro áreas de desarrollo.

representativas de los Estados Unidos (por ejemplo, CEUS frente WUS).

•

-

Parámetros de movimiento de tierra. Se evaluaron procedimientos para la

Orientación sobre la selección de la sísmica coeficiente para el límite del

selección de parámetros de movimiento de tierra para su uso en el diseño sísmico, y

equilibrio y diseño basado en el desplazamiento y la variación de este

se desarrollaron recomendaciones para la selección de movimientos de tierra para

coeficiente con altura de la pared.

utilizar en los estudios de respuesta sísmica. Planta condiciones de movimiento

Taludes y terraplenes

característico tanto WUS y CEUS fueron considerados durante este desarrollo.

Procedimientos para determinar la sísmica coeficiente apropiado y su variación con la altura del talud. Gráficos de estimar el desplazamiento

•

Muro de contención. Un enfoque para evaluar el comportamiento de muros de

de áreas representativas de los Estados Unidos (por ejemplo, CEUS

contención durante los eventos sísmicos se identificó, y las evaluaciones de este

frente SUM). (Estos gráficos son los mismos que los utilizados para

enfoque se llevaron a cabo. Este enfoque considera la estabilidad global de las

estimar el desplazamiento de muros de gravedad rígidos

paredes, así como las fuerzas que se utilizarán en el diseño estructural. Se

convencionales.)

consideraron varios tipos de muros de contención durante esta evaluación, incluyendo semigravity, en voladizo nongravity (por ejemplo, tablestaca y la pila

Procedimientos para la introducción de los efectos de licuefacción. Los procedimientos para el tratamiento de taludes en roca.

soldado), MSE, anclado, y las paredes de uñas suelo.

6 Tabla 1-1. Propuesta de elementos del producto de trabajo. Tipo de Investigación

Métodos o conceptos

Propósito

Evaluar Idoneidad del límite del programa de

Ofrecer a los usuarios finales los medios para mejorar la

Ejemplos que muestran evaluación de presión de tierras

ordenador de equilibrio basado en el método de

metodología para establecer las magnitudes del empuje del

sísmicas basados ​en programas informáticos fácilmente

rebanadas para la determinación de presión lateral

terreno sísmico de diseño para las condiciones del suelo,

disponibles límite de equilibrio para tipos representativos

mezclados pendientes dorsales empinadas, y los movimientos de

de pared (gravedad, nongravity, anclado, MSE, clavo),

tierra alta.

incluyendo las comparaciones con soluciones gráfico existente.

Los análisis de las paredes MSE

Desarrollar una metodología de diseño revisado para muros

Se prevé un método de diseño integrado único,

MSE

basado en programas informáticos de equilibrio límite

Los análisis para la elaboración de gráficos de diseño para

Proporcionar una base racional para la selección de

la estimación de coeficiente sísmico-Altura dependiente

coeficiente sísmico como una función tanto de altura de la

tablas separadas o ecuaciones para WUS y CEUS terremotos

pared y la altura de pendiente para diferentes condiciones de suelo Los análisis de Actualización de gráficos de diseño para la

Esta tabla de diseño proporcionará a los usuarios finales de

estimación de la pendiente y desplazamientos movimiento de la

los medios de estimación de los movimientos de pendiente y

pared

de la pared como una función de la aceleración de

Metodología que da cuenta de las diferencias en WUS y CEUS terremotos

rendimiento, PGA, y PGV.

Los análisis para desarrollar enfoques de

Proporcionar orientación diseño y

enfoques de diseño para rígidos alcantarillas / tuberías

diseño para la permanente y transitoria de tierra

especificaciones

y uno para flexibles alcantarillas / tuberías

Deformación de alcantarillas y tuberías

•

Taludes y terraplenes. Los métodos para evaluar la estabilidad sísmica de

la información podría ser incorporado dentro del contexto de las especi fi

pistas naturales y terraplenes construidos fueron identificados y revisado. Se

caciones existentes LRFD.

desarrolló un enfoque basado en la deformación para evaluar el

Tarea 8, que implicaba la preparación del segundo informe provisional,

comportamiento sísmico de taludes y terraplenes en base a los parámetros

completó la segunda fase del trabajo. El segundo informe provisional se presentó

de movimiento de tierra establecidos para el proyecto.

al NCHRP para su revisión por el Grupo de Supervisión del NCHRP. Comentarios y sugerencias del Grupo de Supervisión del NCHRP se discutieron

•

Las estructuras enterradas. Procedimientos para la evaluación de la respuesta

posteriormente durante una reunión entre el Grupo de Supervisión y el equipo del

de las tuberías y alcantarillas enterradas durante la carga sísmica también fueron

proyecto en Mayo de 2006.

identificados y evaluados. Estos procedimientos se extendieron desde un enfoque utilizado para evaluar el desempeño sísmico de gran diámetro, túneles vehiculares.

Los niveles de esfuerzo para las cuatro áreas de desarrollo no eran iguales. Más

Tanto los movimientos transitorios y permanentes de la planta fueron considerados

prioridad fue colocado en temas en los que el riesgo se considera más alto durante los

en estas evaluaciones. Los tipos de tuberías enterradas variaron de materiales

eventos sísmicos, que se resumen a continuación:

flexibles a las tuberías rígidas. túneles de vehículos no se consideran.

•

Muro de contención. En este tema se le asigna la más alta prioridad, como los problemas asociados con el diseño de muros de contención, y en particular el uso de las ecuaciones Mononobe-Okabe, es una fuente continua de incertidumbre para los

Los resultados de los trabajos de Tarea 6 constituían la mayoría del trabajo

diseñadores. Parte de la razón para la asignación de este tema es la más alta

realizado en esta fase. Sin embargo, la obra también incluye un esbozo de las especi

prioridad a las posibles consecuencias de retener los fracasos de pared durante un

fi caciones LRFD, designados como Tarea 7 dentro del Plan de Trabajo. El objetivo de

evento sísmico. Retener daño de la pared y en ocasiones se han observado fallos

Tarea 7 fue esbozar una metodología para implementar el método recomendado para

después de terremotos, y la reparación de estas paredes puede ser largo y costoso.

el diseño sísmico en un formato similar a la usada en los actuales LRFD especi fi

Por último, la categoría de los muros de contención consiste en un número de

caciones. Este esquema construido sobre la vigente en ese momento (2005 y 2006)

diferentes casos, que van desde la gravedad para paredes ancladas. La respuesta

AASHTO modi fi caciones Diseño Puente LRFD donde sea posible. Sin embargo,

sísmica de estos casos se diferencia en la forma en que las demandas sísmicas se

algunos de los temas abordados durante este proyecto no fueron cubiertas en las

desarrollan dentro de la pared, así como la manera en que estas demandas son

especificaciones LRFD existentes. Para estos casos se hicieron sugerencias sobre

resistidas.

cómo

7 •

Taludes y terraplenes. En este tema se le asigna una prioridad más baja por varias

problemas. Los resultados de este trabajo se resumen en el tercer informe

razones. En primer lugar, muchas veces el diseño sísmico de taludes y terraplenes se

provisional.

cationes y comentarios especificaciones se presentan en tres secciones:

ignora, ya que el costo de mitigar los problemas potenciales es a menudo mucho más que el costo de la reparación de los daños después de un terremoto. Una segunda razón es el factor de seguridad (FS) que se utiliza para el diseño estático de las pendientes (por ejemplo, FS = 1.3 a 1.5 para pendientes permanentes) se observa a menudo para ser su fi

•

Sección X: muros de contención. Esta sección proporcionado propuso

ciente para cubrir la estabilidad durante pequeño para eventos sísmicos medianas (donde

especificaciones y comentarios para seis tipos de muros de: (1) la gravedad rígida y

licuefacción no es un problema). Por último, el fallo de una pendiente a menudo implica un

semi-gravedad paredes (convencionales), (2) paredes nongravity en voladizo, (3)

riesgo mínimo para los usuarios de las carreteras y la pendiente no pueden ser reparados

anclado paredes, (4) de tierra estabilizada mecánicamente (MSE) paredes, (5) paredes

rápidamente.

modulares prefabricados, y (6) paredes de uñas suelo. Con la excepción de las paredes de uñas de suelo, métodos de diseño para cargas de gravedad para cada uno de estos tipos de pared estaban cubiertos dentro de la corriente AASHTO modi fi caciones LRFD

•

Las estructuras enterradas. En este tema se da una prioridad más baja, principalmente

diseño de puente.

debido a las consecuencias del fracaso son a menudo limitadas. Sin embargo, la corriente AASHTO modi fi caciones Diseño Puente LRFD se de fi ciente en el que no se

•

Sección Y: taludes y terraplenes. Esta sección proporcionado propuso

proporcionan directrices, incluso para aquellos diseñadores que quisieran tener en cuenta

especificaciones y comentarios para el diseño sísmico de taludes y terraplenes.

la carga sísmica.

Las especificaciones cubiertos pendientes naturales y LLS fi ingeniería. Una metodología para hacer frente a los sitios con potencial de licuefacción se incluyó en el pliego de condiciones. AASHTO actual modi fi caciones Diseño

Puente LRFD no proporcionan orientación específico sobre los métodos

Una de las otras consideraciones importantes durante la segunda fase de trabajo se acontecimientos que se estaban produciendo en el área de movimientos de tierra.

utilizados para evaluar la estabilidad de las pendientes por gravedad y cargas

En el momento de la obra, AASHTO actual modi fi caciones Diseño Puente LRFD ( 2006)

vivas. En este caso, las especificaciones y los comentarios utilizan el estándar

proporcionan orientación sobre la determinación de los movimientos de tierra

de la práctica geotécnica como punto de partida para el diseño.

necesarios para el diseño; Sin embargo, la guía estaba siendo modi fi cado como parte de un proyecto NCHRP separada para actualizar las disposiciones sísmicas actuales LRFD. Este trabajo se está realizando dentro del proyecto NCHRP 20-07 siendo

•

Sección Z: estructuras enterradas. En esta sección se cubrió el diseño sísmico

realizada por Imbsen & Associates (Imbsen, 2006). Parte de la actualización

de alcantarillas y tuberías de desagüe. La discusión se centró en el diseño de los

recomendada implicaba cambiar desde el terremoto vigente en ese momento de 500

desplazamientos de tierra transitorios (TGD) e incluyó mención de los requisitos

años (es decir, 10 por ciento de probabilidad de ocurrencia en 50 años) a una base de

de diseño para el DGP. Generalmente, la capacidad de la tubería de alcantarilla

diseño 1.000 años (aproximadamente un 7 por ciento en 75 años). (Varios

o drenaje para soportar PGD depende de la cantidad de movimiento de tierra

probabilidades de ocurrencia están asociados con el nominal

permanente que se produce durante el evento sísmico. Procedimientos dados en la Sección Y proporcionan un medio para la estimación de estos desplazamientos. Alcantarillas y tuberías de drenaje se moverán generalmente

período de retorno de 1.000 años. Para un período de exposición de 75 años, la probabilidad

con el suelo; por lo tanto, el movimiento de más de unas pocas pulgadas a un pie

de excedencia es de aproximadamente 7 por ciento. Esta probabilidad de excedencia es

a menudo dañar el tubo o alcantarilla.

también aproximadamente 5 por ciento para un periodo de exposición de 50 años.) Incluido dentro de la actualización propuesta fue un enfoque sobre el uso de la aceleración espectral en 1 segundo (S 1) como una aproximación básica para movimiento de tierra. Al darse cuenta de los planes dentro del proyecto NCHRP 20-07, así como una necesidad fundamental para

También se incluye dentro del tercer informe provisional fueron (1) un apéndice

la información de velocidad para algunas de las metodologías que se propone como parte

que presenta cartas para estimar sísmicos coe fi presión de la tierra cientes activos

del Proyecto de NCHRP 12-70, se le dio un enfoque importante para el desarrollo de un

y pasivos que incluyen las contribuciones de cohesión y (2) un apéndice que

conjunto de racional parámetros de movimiento de tierra para el uso durante el diseño

resume el diseño de las paredes en voladizo nongravity utilizando un método de

sísmico y análisis de muros de contención, terraplenes, laderas y y estructuras enterradas.

desplazamiento de viga-columna . Contenido del tercer informe provisional se revisaron con el 12-70 Panel de Supervisión del NCHRP. El enfoque de los paneles de discusión fue sobre la organización de las especificaciones y los problemas de ejemplo que había que

1.2.4 Descripción general de las Conclusiones de la tercera fase de trabajo

La tercera fase de las tareas de trabajo involucrado 9 y 10: el desarrollo de especi fi caciones, comentarios, y el ejemplo

completar para apoyar el desarrollo de las especificaciones. Esta retroalimentación se utiliza para modificar las especificaciones y los comentarios y para actualizar los problemas de ejemplo. Un cuarto informe provisional fue preparado para documentar esta información. El Grupo de supervisión de NCHRP

8

formularon observaciones sobre el cuarto informe provisional, y estos

vista de los criterios de carga sísmica desarrollado para el proyecto. Esta discusión

comentarios se han tratado en lo posible en este Informe Final.

también se incluye información sobre las revisiones de movimiento de tierra que se propone en el momento (y desde adoptó) a la corriente AASHTO modi fi caciones

LRFD diseño de puente, el rango de los niveles de los temblores de tierra que nuevos mapas sísmicos muestran, y la variación en los espectros de respuesta

1.3 Organización del Informe Final

entre WUS y CEUS. La revisión de los criterios de carga sísmica es seguido por

Este informe final se organiza en dos volúmenes. El primer volumen, titulado

resúmenes de (1) las correlaciones de desplazamiento Newmark que se

Informe Final, es una recopilación de información presentada anteriormente en

desarrollaron y (2) la correlación entre la velocidad pico de tierra (PGV) y la

la primera, segunda, tercera y cuarta, informes provisionales; se publica como

aceleración espectral en un segundo (S 1). La información contenida en este capítulo

NCHRP Informe 611. El segundo volumen, especificaciones recomendadas

sirve como datos de entrada básicos para los siguientes estudios.

tituladas, comentarios y Problemas de ejemplo, presenta las propuestas especificaciones, comentarios, y problemas de ejemplo para los muros de contención, terraplenes, laderas y y estructuras enterradas.

•

Capítulo 6-dependiente de la altura Seismic coeficiente implica un resumen de los resultados de la sísmica coeficiente dependiente de la altura que se desarrolló para su uso en el análisis de muros de contención, así como taludes y terraplenes. Este resumen cubre efectos de incoherencia movimiento de tierra, que se refiere como

1.3.1 Volumen 1-Informe Final Proyecto

los análisis de dispersión de onda, para pendientes y para muros de contención, y se proporciona una guía de la aplicación pretendida de las soluciones de dispersión.

Este volumen tiene 10 capítulos siguientes Capítulo 1 Introducción. Estos capítulos fueron tomados de los informes intermedios preparados como se completó el proyecto. El borrador del informe final sirve como documentación para el trabajo, ya que se estaba realizando en el proyecto y proporciona la base para la información presentada

•

Capítulo 7-Muros describe el proceso de diseño actual, incluyendo el uso de las ecuaciones Mononobe-Okabe y las limitaciones de este enfoque. Esta discusión

en los problemas específicos recomendados fi caciones, comentarios, y el ejemplo.

es seguido por un resumen de los efectos potenciales del contenido de cohesión del suelo sobre las presiones del terreno sísmicos estimados por el método Mononobe-Okabe y un enfoque generalizado para determinar limitequilibrium

•

presión de tierras activas sísmicos. Las siguientes discusiones cubren resultados

Capítulo 2-Data Collection y revisión resume los resultados de la revisión de

de un estudio de contrastes de impedancia y los efectos no lineales en coe fi

la literatura para las tres áreas principales de desarrollo (es decir, muros de

cientes diseño sísmicos y el uso de un enfoque de diseño basado en el

contención, taludes y terraplenes y estructuras enterradas). Este resumen

desplazamiento por gravedad, semi-gravedad, y las paredes de MSE. El capítulo

incluye conclusiones de las discusiones con personas que representan

concluye con especí fi cas comentarios sobre el diseño de la gravedad y muros de

DOTs seleccionados, proveedores y consultores con respecto a la

MSE y algunas orientaciones generales sobre el diseño de voladizo nongravity,

disponibilidad de directrices de diseño sísmico para cada una de las tres

anclado, y las paredes de uñas suelo.

áreas principales de desarrollo.

•

Capítulo 3-problemas y lagunas de conocimiento implica una discusión de las deficiencias y los problemas asociados con las metodologías de diseño actuales para

•

Capítulo 8-taludes y terraplenes revisa el actual enfoque utilizado para el diseño sísmico de taludes y terraplenes. Esta opinión es seguido por un

cada una de las tres áreas de conocimiento. Estas deficiencias y problemas de

enfoque basado en el desplazamiento recomendado para evaluar la

conocimiento Se identificaron sobre la base de la revisión de la literatura y las discusiones con los representantes de puntos, de vendedores, y otros consultores que

estabilidad sísmica. El enfoque recomendado proporcionó una base para el

se resumen en el capítulo 2, así como la experiencia del equipo de proyecto en

desarrollo de métodos de cribado, donde no se requiere ningún análisis o

relacionado muro de contención, la pendiente y el terraplén, y la estructura enterrada

donde se prefiere un factor de enfoque de seguridad.

proyectos en áreas de actividad sísmica.

• •

Capítulo 9-Buried Estructuras cubre el método recomendado para el diseño

Capítulo 4-Plan de trabajo: metodologías analíticas describe el plan de trabajo

TGD de tuberías y alcantarillas enterradas. Las discusiones en este capítulo se

para el desarrollo de métodos analíticos que se recomienda para hacer frente a

revisan los efectos generales de los modos de fallo potenciales cargas sísmicas

las lagunas de conocimiento y los problemas descritos en el Capítulo 3. Las

y. Se da un breve resumen de la práctica de diseño sísmico, y luego la

metodologías analíticas propuestas incluido el desarrollo de métodos para la

metodología propuesta es de fi nida. Esta metodología cubre la ovalización de

cuantificación de la determinación de la demanda sísmica, así como los métodos

conductos circulares, trasiego de conductos rectangulares, y entonces los

utilizados para determinar la capacidad durante la carga sísmica para cada área

resultados de una serie de estudios fi cación paramétricos y de veri.

de desarrollo.

•

Capítulo 5-sísmicas terrestres mociones se resumen los resultados de los estudios de movimiento de tierra. Estos resultados incluyen un re-

•

Capítulo 10-Recomendaciones para trabajos futuros se resumen una serie de temas que no se resolvió durante el Proyecto

9

•

y se considera que justificar más estudio. Estos temas se extienden de

en las especificaciones y comentarios y utilizado en los problemas de ejemplo se

identificación de métodos para cuantificar la cantidad de cohesión que se

desarrollaron como las especificaciones, comentarios, y problemas de ejemplo

puede contar en durante el diseño para métodos para describir la fuerza de

se completaban. Este trabajo se produjo después de la finalización de los

licuefacción de los suelos situados debajo de terraplenes.

trabajos descritos en el Volumen 1.

Capítulo 11-Las referencias se enumeran las referencias utilizadas durante el proyecto.

•

especificaciones y Comentarios resumen las especificaciones recomendadas y los comentarios después de las revisiones a tratar (1) los comentarios del Grupo de

Este informe también incluye una serie de apéndices con documentación de

Supervisión de NCHRP sobre los borradores de las especificaciones y los

apoyo para el trabajo que se presenta en los capítulos 2 a 9.

comentarios y (2) modi fi caciones realizadas por el equipo de proyecto después de completar problemas de ejemplo. Algunos temas como la estabilidad de los taludes no tienen actualmente una sección independiente o subsección dentro de la AASHTO modi fi caciones LRFD diseño de puente, sino que más bien se dispersa

1.3.2 Volumen 2-recomendados Especi fi caciones, comentarios y Ejemplo Problemas

dentro de las diversas secciones. El enfoque para la inclusión de los trabajos desarrollados durante el proyecto NCHRP 12-70 se convirtió, por lo tanto, más que un reto.

Este volumen incluye cationes recomendados específicos, comentarios y problemas de ejemplo tal como se resume a continuación. El fondo para algunos, pero no todos, de los métodos descritos en el Volumen 2 se incluye en el Volumen 1. Algunos métodos descritos

•

Problemas de ejemplo se muestran los pasos necesarios para completar un diseño sísmico siguiendo los métodos propuestos para este proyecto.

10

CAPITULO 2

Recolección de datos y revisión

El objetivo de la tarea 1 del proyecto NCHRP 12-70 era recoger, revisar e interpretar la práctica relevante, datos de rendimiento, los hallazgos de investigación, y otra información necesaria para establecer un punto de partida para las siguientes fases del proyecto. El trabajo

ciones variarán dependiendo de la función de la pared de retención, la pendiente y el terraplén o estructura enterrada.

Con la excepción de California, el enfoque estándar dentro de la AASHTO en

realizado en esta tarea incluyó la revisión de la situación actual del proyecto NCHRP 20-07;

el momento de la NCHRP 12-70 Proyecto uso de un sismo de diseño de 500 años

búsquedas bibliográficas; y los contactos con las personas involucradas en el diseño sísmico

que se trate (es decir, aproximadamente el 10 por ciento de probabilidad de

de muros de contención, taludes y terraplenes y estructuras enterradas. Al darse cuenta de

excedencia en un período de 50 años). Los estados individuales podrían adoptar

que el producto final para el proyecto se necesita para ser un conjunto de especificaciones que

requisitos más estrictos para los puentes críticos. Por ejemplo, la base de diseño

pueden ser implementadas por los ingenieros en ejercicio, el objetivo de este trabajo fue la

utilizado por el Departamento de Transporte de Washington (WSDOT) para el

identificación de enfoques o ideas que podrían ser implementadas en el día a día mediante la

nuevo puente de Tacoma Narrows era de 2.500 años (es decir, aproximadamente

práctica de ingenieros, en lugar de métodos altamente rigurosas o numéricamente intensivos

el 2 por ciento de probabilidad de excedencia en 50 años), ya que este puente fue

que sería más adecuado para estudios especiales. Los resultados de esta recopilación de

considerado una estructura crítica. Bajo el enfoque de diseño estándar, la

datos y la tarea de revisión se resumen en cuatro secciones que consisten en la discusión de

estructura (normalmente un puente y sus afines paredes de apoyo y las alas) fue

las bases de diseño terremoto, las principales observaciones de la revisión de la literatura, los

diseñado para soportar las fuerzas del sismo de diseño sin colapso, aunque el

resultados de los contactos con diversas personas que participan en el diseño, así como un

daño podría requerir la demolición tras el evento de diseño.

resumen de las conclusiones alcanzadas a partir de esta fase de el proyecto. Aunque esta tarea fue en gran medida completa al principio del proyecto, recopilación y revisión de datos limitados continuaron durante toda la duración del proyecto. y un resumen de las conclusiones alcanzadas a partir de esta fase del proyecto. Aunque esta tarea fue en gran medida completa

El proyecto NCHRP 12-49 (Informe NCHRP 472, 2003) intentó aumentar la

al principio del proyecto, recopilación y revisión de datos limitados continuaron durante toda la

base mínima de diseño de AASHTO modi fi caciones Diseño Puente LRFD a un

duración del proyecto. y un resumen de las conclusiones alcanzadas a partir de esta fase del

período de retorno de 2.500 años para el evento de nivel de colapso. El evento

proyecto. Aunque esta tarea fue en gran medida completa al principio del proyecto,

período de retorno de 2.500 años tiene aproximadamente una probabilidad de

recopilación y revisión de datos limitados continuaron durante toda la duración del proyecto.

excedencia de 2 por ciento en 50 años. Sin embargo, el aumento recomendado no fue adoptada por varias razones, incluyendo el costo potencial de diseño para el período de retorno más larga y una preocupación por la complejidad del

2.1 terremoto base de diseño Uno de los requisitos clave para este proyecto fue la determinación de una

proceso de diseño recomendado. Un esfuerzo de seguimiento se llevó a cabo por el Dr. Roy Imbsen de Imbsen & Associates para modificar el anterior trabajo de NCHRP 12-49, conocido como el Proyecto de NCHRP 20-07 (Imbsen,

base de diseño terremoto. La base de diseño sismo fue importante porque define el nivel de movimiento de tierra que va a ocurrir en un sitio. El nivel de movimiento de tierra crea el lado de la “demanda” de la ecuación básica del

2006). Como parte de este esfuerzo, se volvió a estudiar el período de retorno de

LRFD. Como base de diseño sismo aumenta, la demanda (o carga) aumenta;

diseño. Se alcanzó un consenso por el Dr. Imbsen y la carretera Subcomité

y la capacidad de la base debe ser proporcionalmente mayor para limitar los

AASHTO en puentes y estructuras sobre la base de diseño sismo para los

desplazamientos y las fuerzas a niveles aceptables. La base de diseño sismo

nuevos y retro estructuras fi tted. Este consenso involucrado un diseño de un

también estableció el ejemplo de rendimiento expectativas para, la cantidad de

solo nivel con un periodo de retorno de 1.000 años.

desplazamiento que era aceptable. Estos expectativa de rendimiento La decisión sobre el período de retorno de diseño establece una base para determinar el enfoque de diseño sísmico para el NCHRP

11 12-70 Proyecto. Específicamente, los movimientos de tierra asociado con el

También necesitaba base para ser considerado por el proyecto NCHRP 12-70 o al

período de retorno de 1.000 años podría ser utilizado para identificar lo siguiente:

menos ser coordinado con el trabajo futuro se hace para poner en práctica las recomendaciones del proyecto NCHRP 20-07:

•

áreas geográficas que serán no requieren estudios especiales de diseño sísmico. Para estas áreas habrá suficiente margen en el diseño estático de muros de

•

•

La forma del espectro que debe utilizarse para el diseño. Signi fi cativas diferencias

contención, terraplenes, laderas y estructuras enterradas y para acomodar carga

en las formas espectrales se producen entre CEUS y SUM. Estas diferencias en la

sísmica, a menos que se producen condiciones especiales (tales como

forma espectral afectan la respuesta del suelo en términos de cualquiera de las

licuefacción).

historias de aceleración o de tiempo espectral pico desde el cual se llevan a cabo

El tipo de análisis que se requieren en las áreas más sísmicamente activas.

cálculos de diseño o análisis de respuesta. El anterior AASHTO modi fi caciones

Por ejemplo, la disminución del período de retorno de 2.500 años se propone

Diseño Puente LRFD hecho distinción entre las formas espectrales dentro de la

en el proyecto NCHRP 12-49 a la

CEUS y SUM. Los mapas actualizados utilizan el USGS de riesgo sísmico Maps para

período de retorno de 1.000 años como resultado aumentos más pequeños en los

un periodo de retorno de 1.000 años, lo que representa de esta manera las

movimientos de tierra. Esto significaba que el comportamiento no lineal del suelo no era

diferencias en la forma espectral de los terremotos característicos en CEUS frente

tan significativo en cualquier método de diseño propuesto, ya que habría sido para los

WUS.

NCHRP 12-49 recomendaciones originales del proyecto.

•

El método de introducción de efectos de sitio en los movimientos de roca desarrollados para los periodos de retorno terremoto de 1000 años. Las antiguas categorías de sitios en la AASHTO modi fi caciones Diseño Puente LRFD eran

Otra recomendación importante hecha como parte del Proyecto de NCHRP

demasiado cualitativa en la descripción para permitir el uso constante. Los nuevos

20-07 era seguir una recomendación de NCHRP 12-49 de utilizar la aceleración

factores del sitio siguieron las recomendaciones dadas en de la Agencia Federal

espectral a partir de un espectro de respuesta en 1 segundo (S 1), en lugar de la

para el Manejo de Emergencias (FEMA) Programa Nacional de Reducción de

PGA, como el parámetro para de fi nir la categoría de desempeño sísmico. La

Riesgos de Terremoto (NEHRP) los informes y los documentos Código Internacional

aceleración espectral a 1 segundo se usó para determinar tanto el nivel de y la

de Construcción (IBC), similar a lo que fue recomendado por el Proyecto NCHRP

necesidad de análisis de diseño. Parte de la motivación para este cambio fue la

12-49 y en consonancia con Departamento de Carolina del Sur de las guías de

observación de que los daños durante los terremotos se correlacionó mejor con S 1

transporte (SCDOT) preparados por Imbsen & Associates.

que a PGA. Mediante la adopción de S 1 como el parámetro para determinar el nivel de y los requisitos para el diseño, la región donde el umbral de la demanda sísmica sería su fi cientemente baja para evitar la necesidad de demanda sísmica especializada análisis aumentó. Se han producido avances significativos en la

•

expectativa de rendimiento para los muros de contención, terraplenes y taludes y estructuras enterradas bajo el evento de 1.000 años. Para este evento la

comunidad sismológica en los últimos 10 años, que llegó a la conclusión de que el

cantidad de deformación aceptable dependía de factores tales como las

entorno de sismología en CEUS difiere de WUS en relación con el contenido de

consecuencias potenciales de la deformación (es decir, a la pared de retención,

periodo largo de los temblores de tierra. Por la misma PGA, registros de

terraplén carretera o talud de corte, o alcantarilla), la necesidad potencial de y

movimiento de tierra de CEUS tienen mucho menor intensidad agitación a

costo de la reparación, y el adicional requisitos de diseño asociados con la

períodos de movimiento de tierra más largos. La opción de utilizar la aceleración

evaluación del desempeño. Un único conjunto de directrices de diseño que

espectral en 1 segundo a cabo el potencial para reducir al mínimo la necesidad de

capturaron todos estos factores no se desarrolla fácilmente.

análisis de respuesta dinámica para muchas estructuras de transporte.

2.2 Literatura Buscar Con el fin de simplificar la integración de los resultados del proyecto NCHRP

revisiones de la literatura se llevaron a cabo para las tres áreas técnicas

12-70 con futuras ediciones de la AASHTO modi fi caciones LRFD diseño de

principales del proyecto: muros de contención, taludes y terraplenes y estructuras

puente, desarrollos resultantes del proyecto NCHRP 20-07 sirvieron de base en

enterradas. El objetivo de la revisión de la literatura era para hacer lo siguiente:

la formulación de los requisitos de análisis para muros de contención, terraplenes, laderas y y estructuras enterradas. Los requisitos de análisis pertinentes incluyen niveles típicos de los temblores de tierra y las formas

•

Identificar el estado actual de la práctica en cada una de las áreas de consideración,

•

Entender la base de los métodos que se aplica, incluyendo sus

espectrales para WUS y CEUS, que luego de fi nido la requisitos de la demanda para completar el diseño de muros de contención, terraplenes, laderas y y estructuras enterradas.

supuestos y limitaciones, •

necesidad crítica de diseño para el proyecto NCHRP 12-70, los siguientes cambios adicionales en relación con el diseño sismo

Investigar enfoques alternativos que podrían ser adoptadas durante el desarrollo de metodologías analíticas,

Si bien la decisión preliminar sobre período de retorno se dirigió a una

•

Establecer algunas de las características deseables de los métodos analíticos que se deben considerar para el desarrollo, y

12 •

Elaborar una lista de los posibles problemas de ejemplo que podrían ser utilizados durante los estudios de validación y preparación de ejemplos de diseño.

- Caltabiano, S., E. Cascone, y M. Maugeri. “Respuesta de paredes puntales rígidos deslizante.” En Terremoto de Ingeniería del Terreno:

Actas de la Segunda Conferencia Internacional sobre Ingeniería del Terreno terremoto; Lisboa, Portugal, 21-25 de junio de 1999,

2.2.1 Referencias clave La revisión de la literatura consistió en recopilar y evaluar la información ya

Rotterdam:

AA Balkema, 1999. - Cardosa, AS, M. Matos Fernandes, y JA Mateus de Brito. “La

disponible para el equipo del proyecto, así como los registros electrónicos de

aplicación de los Eurocódigos Estructurales a la gravedad muro de

literatura. Uno de los mecanismos más eficaces de búsqueda era a través del

diseño sísmico condicionado por Sliding Base.” En Terremoto de

uso de Quakeline®, el mecanismo de búsqueda identificada en el Centro

Ingeniería del Terreno: Actas de la Segunda Conferencia

Multidisciplinario de Investigaciones Sísmicas sitio web (MCEER) del Centro

Internacional sobre Ingeniería del Terreno terremoto; Lisboa,

(http://mceer.buffalo.edu/utilities/quakeline.asp).

Portugal, 21-25 de junio de 1999, Rotterdam: AA Balkema, 1999.

Más de 140 resúmenes se han descargado y revisado en la zona de muros

- Cascone, E. y M. Maugeri. “En el comportamiento sísmico de

de contención que datan de los últimos 10 años, más de 130 para la respuesta

muros de contención en voladizo.” En Actas de la 10ª Conferencia

sísmica de taludes y terraplenes, y más de 50 referencias de respuesta sísmica

Europea de Ingeniería Sísmica; Viena, Austria 28 de agosto-2

de tuberías y alcantarillas. Se obtuvieron copias de documentos e informes para

septiembre de 1994, Rotterdam: AA Balkema, 1995.

esas referencias que parecían contener información única o resultados que son particularmente relevantes para los objetivos del proyecto. Como se ha señalado en el párrafo introductorio de este capítulo, esta fase del proyecto se centró en las referencias que podrían ser utilizados directa o indirectamente para desarrollar metodologías que podrían ser implementadas mediante la práctica de los ingenieros.

- Choukeir, M., I. Juran, y S. Hanna. “Diseño sísmico de la Tierra y reforzado con estructuras de suelo clavado.” Mejora del suelo, Vol. 1, pp. 223-238, 1997.

- Chugh, AK “Un Uni fi ed Procedimiento para los cálculos de presión de la tierra.” En Actas de la 3ª Conferencia Internacional sobre Avances recientes en geotécnica Ingeniería Sísmica y Dinámica de

Algunos de los artículos pertinentes representativos e informes identi fi cado se resumen a continuación.

•

Muro de contención

- “Análisis y Diseño de Estructuras de Contención contra terremotos.” Geotécnico Publicación Especial No. 80, ASCE, noviembre de 1996.

- Ausilio, E., E. Conte y G. Dente. “Análisis sísmico estabilidad de taludes reforzados”. Dinámica del Suelo e Ingeniería Sísmica, Vol. 19, No. 3, pp. 159-172, abril de 2000.

- Bathurst, RJ, MC Alfaro, y K. Hatami. “Pseudoestática diseño sísmico de Geosynthetic armado Estructuras de Contención del suelo.” Conferencia de Asia de Ingeniería Sísmica, Manila, Filipinas, vol. 2, pp. 149-160, marzo de 2004.

- Bathurst, RJ y Z. Cai. “El análisis pseudo-estático sísmica de

Suelos, St. Louis, 1995.

- FHWA. “Manual para el Diseño y Construcción de Seguimiento de las paredes del suelo de uñas.” Departamento de Transporte, Administración Federal de Carreteras, publicación No. FHWA-SA-96-069R, Revisado en octubre de 1998 de Estados Unidos.

- FHWA. “Mecánicamente Estabilizado Las paredes de la Tierra y del suelo reforzado Pendientes de Diseño y Construcción Directrices.” Departamento de Transporte Administración Federal de Carreteras, el Instituto Nacional de Carreteras, Estados Unidos O fi cina del puente Tecnología, publicación No. FHWA-SNS-00043, marzo de 2001.

- Verde, RA, CG Olgun, RM Ebeling, y WI Cameron. “Sísmicamente inducida por presiones del terremoto laterales en voladizo un muro de contención.” En Avanzando de Mitigación y Tecnologías de Respuesta a

Desastres de Lifeline Systems: Actas de la Sexta Conferencia de Estados Unidos y Taller de Supervivencia en Ingeniería Sísmica ( TCLEE

Geosynthetic reforzado con muros de contención segmentales.” Geosintéticos

Internacional, Vol. 2, No. 5, pp. 787-830, 1995.

- Bathurst, RJ y K. Hatami. “Análisis sísmico de respuesta de un suelo

2003), ASCE, Reston, VA, 2003.

- Lazarte, CA, V. Elias, D. Espinoza, y P. Sabatini. “Paredes del suelo clavos”. Ingeniería geotécnica, Circular Nº 7, marzo de 2003.

reforzado con geosintéticos muro de contención.” Geosintéticos

Internacional, Vol. 5, Nos. 1 y 2, pp. 127-166, 1998.

- Ling, HI “Aplicaciones recientes de la teoría a la Sliding Block Diseño geotécnico.” Dinámica del Suelo e Ingeniería Sísmica, Vol.

- Bathurst, RJ, K. Harami, y MC Alfaro. “Geosintéticos Paredes

21, No. 3, pp. 189-197, abril de

suelo reforzado y Pistas:. Aspectos sísmicos” (SK Shukla Ed.): Geosintéticos 2001.

y sus aplicaciones,

- Ling, HI, D. Leschinsky, y NSC Nelson. “La investigación

(2002) Thomas Telford Ltd., Londres, Reino Unido, pp. 327-392, noviembre de

post-terremoto en varios muros de contención del suelo

2004.

GeosyntheticReinforced y pistas durante la

13

Ji-ji terremoto de Taiwán “. Dinámica del Suelo e Ingeniería

Sísmica, Vol. 21, pp. 297-313, 2001.

•

Taludes y terraplenes - ASCE / SCEC. “Los procedimientos recomendados para la aplicación de

- Ling, HI, D. Leschinsky, y EB Perry. “Diseño Sísmico y rendimiento

DMG Publicación Especial 117 Directrices para analizar el peligro de

de las estructuras de suelo reforzado-geosintético.” geotécnica, Vol.

deslizamientos en California.” Febrero

47, No. 5, pp. 933-952,

2002.

1997, de Ingeniería Sísmica y Dinámica del Suelo, St. Louis,

- Ashford, SA y N. Sitar. “coeficientes sísmicos coe fi para pendientes

1997.

pronunciadas.” Actas de la 7ª Conferencia Internacional sobre la dinámica

- Michalowski, RL y L. You. “Los desplazamientos de laderas

del suelo y de Ingeniería Sísmica, pp. 441-448, 1995.

reforzado sometidos a cargas sísmicas.” Revista de Ingeniería

geotécnica y geoambiental,

- Dickenson, SE, NJ McCullough, MG Barkau, y BJ Wavra. “Evaluación y Mitigación de Riesgos de licuefacción a

ASCE, Vol. 126, No. 8, pp. 685-694, agosto de 2000.

- Nova-Roessig, L. y N. Sitar. “Estudios de centrífuga de la respuesta

Puente terraplenes de aproximación en Oregon.” Preparado para el

sísmica de laderas de suelo reforzado.” Actas de la tercera

Departamento de Transporte de Oregon y la Administración Federal

Geotécnica Ingeniería Sísmica y Dinámica del Suelo Conferencia,

de Carreteras, noviembre de 2002.

Publicación Especial No. 75, ASCE, vol. 1, pp. 458-468, 1998.

- Leshchinsky, D. y K. San. “Pseudo-estático sísmica estabilidad de - Peng, J. “Seismic deslizante y la inclinación de muros de contención en el

taludes: gráficos de diseño.” Diario de Ingeniería del Terreno, ASCE, Vol. 120, No. 9, pp. 1514-1532, septiembre de 1994.

terremoto de Kobe.” MS Tesis, Universidad Estatal de Nueva York en Buffalo, agosto de 1998.

- Prakash, S. y YM Wei. “En sísmico Desplazamiento de paredes

- Ling, HI “Aplicaciones recientes de la teoría a la Sliding Block Diseño geotécnico.” Dinámica del Suelo e Ingeniería Sísmica, Vol.

puntales rígidos.” Actas de la 3ª Conferencia Internacional sobre Avances Recientes en geotécnica Ingeniería Sísmica y Dinámica

21, No. 3, pp. 189-197, abril de

de Suelos, St. Louis,

2001.

1995.

- Loukidis, D., P. Bandini, y R. Salgado. “Estabilidad de taludes

- Sakaguchi, M. “Estudio del comportamiento sísmico de Paredes

sísmico cargado usando Análisis Límite”. geotécnica, Vol. 53, No. 5, pp. 463-479, junio de 2003.

geosintéticos en Japón.” Geosintéticos Internacional,

Vol. 3, No. 1, pp. 13-30, 1996.

- Martin, G. “Evaluación de las propiedades del suelo para sísmicos

- Sarma, SK “Pendiente sísmica Estabilidad-La aceleración

análisis de estabilidad de taludes.” La estabilidad y el rendimiento de los

crítica.” Actas de la 2ª Conferencia Internacional sobre Ingeniería

taludes y terraplenes II: Actas de una conferencia especializada

del Terreno terremoto, Lisboa, vol. 3, pp. 1077-1082, 1999.

patrocinados por la División geotécnico de la American Society of Civil Engineers, vol. 1, pp. 116-142, 1992.

- Seco ae Pinto, PS “Comportamiento sísmico de estructuras de retención de gravedad.” En Terremoto de Ingeniería del Terreno: Actas

- Munfakh, G. y E. Kavazanjian. “Geotécnica Ingeniería Sísmica, Manual de referencia.” Administración Federal de Carreteras, el Instituto

del IS-Tokio '95, La Primera Conferencia Internacional sobre Ingeniería

Nacional de Carreteras de 1998.

del Terreno terremoto; Tokio, 14-16 de noviembre de 1995, Rotterdam: AA Balkema, 1995.

- Rogers, JD “respuesta sísmica de terraplenes de la carretera.” En Transporte Registro de Investigación 1343, TRB, Consejo Superior de Investigaciones

- Simonelli, AL “Tierra Muro de contención Análisis

Científicas, Washington, DC, 1992, pp. 52-62.

Desplazamiento bajo condiciones sísmicas.” Actas de la 10ª Conferencia Europea de Ingeniería Sísmica; Viena, Austria 28 de

- Sarma, SK “Pendiente sísmica Estabilidad-La aceleración crítica.” Actas de la 2ª Conferencia Internacional sobre Ingeniería

agosto-2 septiembre de 1994, Rotterdam: AA Balkema, 1995.

del Terreno terremoto, Lisboa, vol. 3, pp. 1077-1082, 1999. - Tatsuoka, F., M. Tateyama, y ​J. Koseki. “Comportamiento de los muros de contención de suelo reforzado con geomallas Durante la

- Simonelli, A. “Diseño Análisis de los desplazamientos en la Tierra

Gran Hanshin-Awaji.” Actas del 1er Simposio Internacional sobre

Pendiente Bajo condiciones sísmicas.” Dinámica del Suelo e Ingeniería

Ingeniería del Terreno terremoto, K. Ishihara, ed., Tokio, pp. 55-60,

Sísmica VI, Pp. 493-505, 1993.

- Simonelli, A. y E. Fortunato. “Efectos de la Tierra características de la

1995.

pendiente de los desplazamientos basados ​en diseño sísmico.” Actas de

- Tufenkjian, MR y M. Vucetic. “La estabilidad sísmica del suelo Clavado

la 11ª Conferencia Mundial de Ingeniería Sísmica, CD-ROM-1017, 1996.

excavaciones.” Departamento de Ingeniería Civil, UCLA School de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, junio de 1993.

-

Simonelli, A. y C. Viggiano. “Efectos de las características del movimiento sísmico en el comportamiento de pendiente de la Tierra.” primera Inter-

14

- O'Rourke, TD “Una visión general de geotécnica y Supervivencia en

Conferencia Nacional sobre el terremoto de Ingeniería del Terreno, pp.

Ingeniería Sísmica.” Publicación especial Geotechnical No.

1097-1102, 1995.

- Stewart, JP, TF Blake, y RA Hollingsworthe. “Un procedimiento de

75-geotécnica Ingeniería Sísmica y Dinámica del Suelo III, ASCE, Vol. 2, 1999.

análisis de pantalla para estabilidad de taludes sísmico”. Spectra

- O'Rourke, TD, S. Toprak, y Y. Sano. “Factores que influyen en los

terremoto, Vol. 19, No. 3, pp. 697-712, agosto de 2003.

daños de suministro de agua causada por el terremoto de

- Wahab, RM y GB Heckel. “La estabilidad estática, pseudo-estático

Northridge.” Proceedings, 6ª Conferencia Nacional de Ingeniería

Sísmica, Seattle, WA, 1998.

sísmica Estabilidad y análisis de la deformación de pistas terminan.”

- Pease, JW y TD O'Rourke. “Respuesta sísmica de los Sitios de

Actas de la 2ª Conferencia Internacional sobre Ingeniería del

licuefacción.” Revista de Ingeniería geotécnica y geoambiental,

Terreno terremoto, Lisboa, Portugal, vol. 2, pp. 667-672, 1999.

ASCE, vol. 123, No. 1, pp. 37-45, enero de 1997. - Wartman, J. et al. “Evaluación de laboratorio del Procedimiento - Shastid, T., J. Prospero, y J. Eidinger. “El sur de bucle de

Newmark para la evaluación de las deformaciones inducidas

instalación de tuberías sísmica en el entorno urbano actual.”

Slope-sísmico.” Actas de la 2ª Conferencia Internacional sobre

TCLEE, Monografía 25, 2003.

Ingeniería del Terreno terremoto, Lisboa, Portugal, vol. 2, pp.

- Youd, TL y CJ Beckman. “Rendimiento de tubo ondulado de metal

673-678, 1999. •

Estructuras enterradas

(CMP) alcantarillas durante terremotos pasados.” TCLEE,

- Americana Alianza líneas de vida. “Fragilidad sísmica formulaciones para el

Monografía 25, 2003.

sistema de agua.” Parte 1 y Parte-Directrices 2- Apéndices, abril de 2001.

- ASCE. “Directrices para el diseño sísmico de Petróleo y Gas Pipeline

2.2.2 Observaciones generales

Systems.” La Sociedad Americana de Ingenieros Civiles, Comisión de

Los resultados de esta revisión de la literatura determinado que una cantidad

Gas y Combustible, líneas de vida del Consejo Técnico ASCE en

significativa de información ha sido y continúa para ser publicados en los temas de

Supervivencia en Ingeniería Sísmica, 1994.

diseño sísmico y el rendimiento de muros de contención, taludes y terraplenes y estructuras enterradas. Estas publicaciones cubren todas las facetas de diseño sísmico

- Hamada, M., R. Isoyama, y ​K. Wakamatsu. “La licuefacción inducida por

y el rendimiento de simpli fi cado a los métodos numéricos altamente rigurosas pruebas

tierra el desplazamiento y sus daños relacionados con instalaciones

de laboratorio, con mesas de sacudidas y centrifugadoras, e historias de casos, aunque

vitales.” Suelos y Cimentaciones, Número especial de 1996.

el número caer en esta última categoría es relativamente limitada.

- Holzer, et al. “Las causas de la rotura del terreno en aluvión durante el Northridge, California, terremoto de 17 de enero,

1994.”Informe Técnico NCEER-96-0012, 1996.

- Johnson, ER, MC Metz, y DA Hackney. “Evaluación de la Debajo

Considerando que el importe de la literatura es significativo, los avances en la metodología de diseño han sido relativamente limitado en los últimos 10 a 20 años. Nuevas metodologías han sido a menudo re refinamientos de los procedimientos

del Suelo Trans-Alaska Pipeline Tras la Magnitud 7.9 Denali

sugeridos muchos años antes. Lo que podría ser considerado como el único avance

Falla de Terremotos.” TCLEE, Monografía 25, 2003.

significativo es la aplicación común de varios métodos numéricos para investigar la respuesta sísmica.

- MCEER. “Respuesta de tuberías enterradas sujeto a los efectos del terremoto.” MCEER Monografía Series No. 3, 1999.

•

- NCEER. “Rendimiento carretera Alcantarilla durante los terremotos.”

códigos informáticos límite del equilibrio están disponibles de varios fabricantes para la evaluación de la estabilidad global de los muros de contención, taludes y

Informe Técnico NCEER NCEER-96-0015, noviembre de 1996.

terraplenes, y el componente de desplazamiento permanente de las estructuras enterradas. Estos códigos permiten al diseñador a considerar diversas fuerzas

- NCEER. “Estudios de casos de licuefacción y Supervivencia en el

internas y externas, con las fuerzas sísmicas incluyen como una fuerza horizontal

rendimiento durante los terremotos del pasado.” Informe Técnico

coeficiente. Los resultados de estos análisis incluyen superficies de falla críticos y

NCEER-92-0001, Volumen 1, M. Hamada, y TD O'Rourke Eds., 1992.

factores de seguridad para la estabilidad global.

- O'Rourke, MJ y X. Liu. “Pipeline continua Sometido a PGD

•

Un número más limitado de elementos finitos y códigos de diferencias finitas

transitoria: una comparación de las soluciones.” Informe Técnico

también están siendo utilizados ahora para estimar el desplazamiento de los suelos

NCEER-96-0012, 1996.

o sistemas de suelo-estructura durante la carga sísmica. Estos procedimientos

- O'Rourke, MJ y C. Nordberg. “Efectos de tierra longitudinales

numéricos más rigurosas permiten la consideración de diversas geometrías, cargas

deformación permanente en las tuberías continuas enterrado.”

dependientes del tiempo, y las propiedades del suelo, cuya fuerza cambia con

Informe Técnico NCEER-92-0014,

ciclos de carga.

1996.

15 cedimientos se han basado en las evaluaciones posteriores al terremoto de

Una serie de observaciones relativas a los objetivos generales de este proyecto puede hacerse a partir de los resultados de la revisión de la literatura. Discusión adicional se

daños a las tuberías de agua y alcantarillado. Los procedimientos consideran

proporciona en el Capítulo 3.

tanto el TGD y DGP. La mayoría de los ejemplos de daños se asocian con PGD. Las presiones sobre las paredes de estructuras enterradas son típicamente

•

Muro de contención

estimaron usando ecuaciones de presión tierra convencionales, incluyendo las

- ecuaciones MO se utilizan casi exclusivamente para estimar la presión

ecuaciones de MO para la carga sísmica.

activa de la tierra y pasiva sísmica. Poca atención parece ser dada a las suposiciones inherentes a la utilización de las ecuaciones MO. El

-

- han llevado a cabo estudios experimentales con centrífugas y mesas

coeficiente sísmico utilizado en la ecuación de MO se supone que es un

de agitación para estimar las fuerzas en alcantarillas y tuberías que

poco por ciento de la planta libre de campo de aceleración típicamente de

resultan de PGD sísmicamente inducida. se le ha dado poca atención

50 a 70 por ciento y los suelos detrás de la estructura de retención se

a los estudios experimentales sobre los efectos de TGD en las

asumen para ser uniforme.

tuberías y alcantarillas.

Existe una amplia aceptación, sobre todo en Europa, de los métodos basados ​en

- Las observaciones de terremotos pasados ​sugieren que el desempeño de

el desplazamiento de diseño, aunque se reconoce que los desplazamientos son

alcantarillas y estructuras de tubos situadas por debajo de los terraplenes de

sensibles a la naturaleza de los tiempos marcados por el terremoto.

-

carreteras ha sido en general buena. Este buen comportamiento es más probable asociado con los procedimientos de diseño utilizados para construir las

Existen datos experimentales limitados para validar las fuerzas estimados para el

especificaciones terraplén y de relleno para las alcantarillas y tuberías. Las

diseño de muros de contención. Estos datos son de tablas de agitación y pruebas

especificaciones típicas requieren un estricto control sobre la colocación de

de centrifugadoras. En la mayoría de los casos representan condiciones altamente

relleno para asegurar un rendimiento aceptable de la alcantarilla o tubería bajo

idealizadas relativos a las condiciones normales durante el diseño de muros de

cargas de gravedad y evitar solución de relleno situada por encima de la tubería

contención para proyectos de transporte.

-

o de la alcantarilla, y estos requisitos estrictos para el diseño de plomo estática para un buen rendimiento sísmica.

El rendimiento global de las paredes durante los eventos sísmicos en general ha sido muy buena, sobre todo para las paredes de MSE. Este buen comportamiento se puede atribuir en algunos casos al conservadurismo inherente a los métodos de

- Los casos más comunes de la alcantarilla o estructura de tubos daños durante

diseño que actualmente se utilizan para cargas estáticas.

•

los terremotos pasado es donde se ha producido de flujo lateral o la propagación asociado con la licuefacción. En estas situaciones la alcantarilla o tubería se ha

Taludes y terraplenes

movido con el suelo en movimiento.

- Excepto en casos especiales el análisis de estabilidad sísmica para taludes y terraplenes se lleva a cabo con los códigos de ordenador límite de equilibrio disponibles en el mercado. Estos códigos se han convertido en muy fáciles de usar y son capaces de manejar una variedad de condiciones de contorno y las fuerzas internas y externas.

-

2.3 DOT, Vendedor, y consultor Contactos Se hicieron contactos con el personal en el equipo del proyecto, el personal de

Se han realizado un número limitado de laboratorio y de campo fi experimentos para calibrar los métodos utilizados para estimar la estabilidad sísmica o

los grupos de puntos geotécnicos, proveedores y otros consultores para determinar

desplazamientos. Estos experimentos han utilizado centrifugadoras para replicar

la disponibilidad de guías de diseño para manejar el diseño sísmico de muros de

condiciones muy idealizadas existentes en el campo. Por lo general, se encuentra

contención, taludes y terraplenes y estructuras enterradas. Durante estos

que el método numérico para dar estimaciones de rendimiento razonables, muy

contactos, un esfuerzo también se hizo para determinar la aproximación normal

probablemente debido a las condiciones de contorno bien conocidas y las

seguido cuando se realiza el diseño sísmico y análisis de muros de contención,

propiedades del suelo.

taludes y terraplenes, y estructuras enterradas. Esto fue visto como un paso clave en el proceso de recopilación y revisión de los datos, ya que los procedimientos

-

Pendiente y el rendimiento terraplén durante los terremotos han variado. Muy a

utilizados por este grupo de practicantes representan el estado actual de la

menudo las pendientes diseñado para cargas sísmicas han obtenido buenos

práctica y deben constituir el punto de partida para el desarrollo de cualquier nueva

resultados. La excepción ha sido donde se ha producido la licuefacción. La

metodología.

evidencia más dramática de la inestabilidad de la pendiente sísmicamente inducida se ha producido para pendientes oversteepened, donde la estabilidad

Algunas de las guías de diseño clave y referencias identi fi cada de estos

estática de la pendiente era marginal antes del terremoto.

contactos se resumen a continuación:

•

Estructuras enterradas

- Una serie de procedimientos se han sugerido para el diseño de alcantarillas y tuberías. Muy a menudo estos pro-

•

Caltrans: Los contactos con el Departamento de Transporte de California (Caltrans) el personal se centró en el diseño

dieciséis

requisitos para muros de contención y el enfoque utilizado para evaluar la estabilidad

sitio ajustados PGA con un factor de seguridad deseado de 1,1. análisis de

de taludes sísmico. el personal de Caltrans confirmó que los requisitos de diseño de

tipo Newmark se les permitió donde se necesitaba una estimación de deformaciones.

muros de contención están documentados en el pliego de puente de Caltrans Diseño

-

caciones, de agosto de 2003. Las especi fi caciones incluyen una de 14 páginas

presión de tierras sísmicas en las paredes se determinaron utilizando las

Parte-A sobre prescripciones generales y de Materiales y de 106 páginas de la Parte B

ecuaciones MO. WSDOT personal específicamente señaló las di fi cultades que

en servicio de carga Método de Diseño, tensión admisible Diseño. Algunos de los

han tenido en el trato con altos valores de aceleración y pendientes empinadas

requisitos clave de diseño para muros de contención incluyen los siguientes:

espalda cuando se utilizan las ecuaciones MO.

•

-

ODOT y ADOT y PF: Tanto el Departamento de Transporte de Oregon

Un factor de seguridad mínimo de 1.3 para cargas estáticas en la estabilidad global

(ODOT) y el Departamento de Transporte de Alaska y Servicios Públicos

en general.

(ADOT y PF) han trabajado recientemente en el desarrollo de directrices

Un factor de seguridad mínimo de 1,0 para el diseño de muros de contención para las

para abordar los efectos de licuefacción en la estabilidad del terraplén.

cargas sísmicas.

Parte de esta información es útil para hacer frente a la respuesta de los

- Las fuerzas sísmicas aplicadas a la masa de la pendiente en base a una

taludes en suelos licuables.

horizontal sísmica aceleración coeficiente ( k h) igual a un tercio de la PGA sitio ajustados, la aceleración pico esperado producido por el terremoto

•

Proveedores: Los métodos de diseño utilizados por varios proveedores de paredes

máximo creíble. Generalmente, la vertical de sísmica coeficiente ( k v) se

MSE (por ejemplo, Keystone, Hilfiker, y Mesa) fueron revisados. En general, estos

considera que es igual a cero.

vendedores siguieron los métodos recomendados por la FHWA. Tanto la fuerza de inercia dentro de la zona reforzada y la presión de la tierra dinámica a partir de

Caltrans especi fi caciones encenderá para indicar que si el factor de seguridad para la

cálculos de presión tierra MO se usaron en las evaluaciones de la estabilidad

pendiente es menor que 1,0 utilizando un tercio de la PGA sitio ajustados, los

externa. Directrices también se proporcionaron para la evaluación de la estabilidad

procedimientos para la estimación de deformaciones earthquakeinduced, tales como el

interna en el enfoque utilizado por algunos vendedores.

Método de Newmark, pueden utilizarse siempre que el muro de contención y cualquier estructura soportada puede tolerar las deformaciones resultantes.

• •

Consultores: También se establecieron contactos con los ingenieros geotécnicos y

WSDOT: Los primeros contactos con el personal geotécnico del

diseñadores estructurales para determinar lo que ellos perciben como las cuestiones

WSDOT se centró en la participación de WSDOT en el desarrollo de

importantes para el diseño sísmico de muros de contención, taludes y terraplenes y

asistencia técnica para los factores de carga y resistencia utilizados

estructuras enterradas. A continuación se muestra una lista de algunos de los

en el diseño geotécnico. Si bien este trabajo no se dirige

problemas identificados en este estudio limitado:

específicamente a carga sísmica, tanto la metodología como el trabajo en curso a través del grupo AASHTO T-3 parecían ser

- Hubo consenso en que es necesario que haya aclaración sobre la

particularmente relevante a la Fase 2 de este proyecto. esfuerzos

responsabilidad entre los ingenieros geotécnicos e ingenieros

WSDOT incluyó la evaluación de los factores de carga y resistencia

estructurales en el proceso de diseño general. La vista era que la falta

a través de simulaciones de Monte Carlo. Las discusiones

de comunicación se produce entre las dos partes resultantes en mucha

posteriores se llevaron a cabo con el WSDOT en métodos de diseño

confusión a veces.

sísmico para muros de contención en las paredes generales y MSE en particular. Una de las principales preocupaciones por parte de

- La práctica de diseño variado enormemente de un estado a otro y de un

WSDOT era la manera de incorporar factores de carga y resistencia

proyecto a otro en muchos requisitos fundamentales, incluyendo si los muros

en el proceso de diseño sísmico. Esta preocupación era

de contención deben ser diseñados para el caso de carga sísmica en

particularmente crítico en el uso del procedimiento de MO para

absoluto. Una práctica común era diseñar muros de contención para la carga

determinar presiones de la tierra sísmicos. Especificaciones LRFD

estática únicamente con su factor inherente de seguridad, y muchos

Puente de diseño. WSDOT también proporcionó una copia preliminar

diseñadores cree que los muros de contención han obtenido buenos

de sus proyectos de sísmica requisitos de diseño para muros de

resultados en los terremotos del pasado y la práctica del diseño tradicional

contención, pendientes y terraplenes.

estática y su conservadurismo inherente eran adecuadas.

-

Un objetivo importante en el futuro esfuerzo debe ser dedicar algún esfuerzo para aclarar los pasos básicos que intervienen en el diseño de muros de contención.

- métodos pseudo-estático se utilizan normalmente para evaluar la estabilidad - Para los análisis seudo-estático, WSDOT propuso la utilización de un coeficiente sísmico horizontal igual a 0,5 veces las

de las pendientes y terraplenes durante la carga sísmica. Parece que hay una divergencia de opiniones sobre la

17 sísmica coeficiente a usar durante estos análisis y un factor de seguridad aceptable.

- Diseño de estructuras enterradas (es decir, tuberías y alcantarillas) se limita normalmente a un control de potencial de licuefacción, en el potencial de flotación, y una evaluación de estabilidad de la pendiente o lateral flujo. Donde se esperaba que el movimiento del suelo lateral, la estructura enterrada se consideró ya sea prescindible o métodos de tratamiento del suelo se utiliza para mitigar el potencial para el movimiento lateral de masa.

2.4 Conclusiones Las conclusiones de esta tarea fueron que las metodologías disponibles para los profesionales del diseño dentro de los puntos y de consultores para los puntos están limitados principalmente ya sea a métodos pseudoestática, tales como las ecuaciones de MO para la estimación de presión de tierras sísmicas en estructuras de retención y el método limitequilibrium de análisis de estabilidad de la pendiente, o a métodos simplificados de deformación fi ed (por ejemplo, gráficos de Newmark o análisis). A pesar de que estos métodos tienen limitaciones, las mejoras en estas metodologías todavía ofrecen los métodos más prácticos para el diseño sísmico.

Una observación interesante de estos contactos fue que el enfoque utilizado por las agencias de transporte, puntos especí fi camente, parecía a la zaga las metodologías utilizadas por muchos consultores. Esto es particularmente el caso para el diseño sísmico de pistas, donde la práctica común era limitar analiza la estabilidad sísmica al pilar ll fi usando métodos seudo-estática. Con la posible excepción de algunos puntos, tales como Caltrans y WSDOT, hubo

Una tendencia creciente hacia el uso de métodos de modelado más rigurosos, como el código de computadora FLAC (Itasca, 2007), para la evaluación de estructuras de contención, taludes y terraplenes y estructuras enterradas ha ocurrido recientemente. Mientras FLAC y software similar proporcionan un modelado más riguroso de estos

algunas dudas hacia el uso de métodos de deformación. También parecía que

problemas y puede ser un método muy eficaz de análisis, estos

estructuras independientes muros de contención y enterrados más a menudo no

procedimientos más intensivos numéricamente no parecen ser

fueron diseñados para la carga sísmica. Esto se debió en parte a la falta de

adecuados para el desarrollo de metodologías de diseño requeridas

directrices de diseño generalmente aceptados y los costos generales asociados

por este proyecto. Más bien que ofrecen metodologías ya sea para

con la implementación de los requisitos de diseño adicionales.

comprobar los procedimientos simplificados apropiados para el diseño convencional o para evaluar las condiciones de carga especiales y geometrías especiales. Incluso en estos casos especiales,

Como nota final, era comúnmente aceptada por la mayoría de los profesionales involucrados en el diseño de muros de contención y estructuras subterráneas que las estructuras de tierra han obtenido buenos resultados en los últimos terremotos,

Como se ha discutido en el capítulo siguiente, también fue evidente a partir de la

incluso para los terrenos más altos niveles de agitación en WUS. Estas

revisión de la literatura que algunas áreas de diseño sísmico eran relativamente

observaciones sugieren que el requisito de diseño sísmico de estructuras de tierra no

maduro, con métodos de diseño proporcionan y generalmente aceptados. El diseño

debe cargar al diseñador con costosos sistemas diseñados excesivamente complejas

de taludes y terraplenes es un ejemplo de esto. Sin embargo, otras áreas se conocen

y con frecuencia más. Una parte muy importante del proyecto NCHRP 12-70 era

tan bien, incluso para la carga estática. Diseño de paredes geosintéticos entra en

tomar ventaja de los estudios sismológicos recientes y observaciones sísmicas de

esta categoría. Esta diferencia en la “madurez diseño” añade a la complejidad del

rendimiento para evitar el conservadurismo injustificada y para reducir la región del

proyecto NCHRP 12-70, ya que la intención del proyecto NCHRP 12-70 era tener

país que requiere una carga sísmica analiza.

guía consistente con el diseño y construir sobre los métodos de diseño estático.

18

CAPÍTULO 3 Los problemas y las lagunas de conocimiento

El objetivo de la tarea 2 del proyecto NCHRP 12-70 fue identificar,

en la pared y el suelo fi ll de nuevo se calculan a partir del pico de aceleración del suelo

ilustrar y documentar problemas y lagunas de conocimiento en el

coeficiente al nivel del suelo. Este enfoque es todavía ampliamente utilizado en la

análisis sísmico actual y el diseño de muro de contención, taludes y

práctica geotécnica general desde que fue sugerido como un método estándar por

terraplenes y estructuras enterradas. Este objetivo se basa en la

Seed y Whitman (1970). Un número de problemas y lagunas de conocimientos

recopilación de datos Tarea 1 y revisión, así como la experiencia del

relacionados con el enfoque anterior se han identificado fi, como se discute en las

equipo de proyecto obtenido de la realización de estudios de diseño

siguientes subsecciones.

sísmico para los muros de contención, taludes y terraplenes y estructuras enterradas en zonas de actividad sísmica. El análisis de las deficiencias y problemas de conocimiento se organiza en cuatro subsecciones. La primera de tres resumir las deficiencias y problemas

3.1.1.1 El uso de MO enfoque para presiones de sísmica de la Tierra

de conocimiento para los muros de contención, taludes y terraplenes y estructuras enterradas, respectivamente. La última sección ofrece conclusiones clave acerca de las deficiencias y problemas de

Los siguientes se encuentran problemas cuando se utilizan las ecuaciones de MO para la determinación de presión de tierras sísmicas:

conocimiento. Al igual que en el capítulo anterior, •

Cómo utilizar las ecuaciones de MO para una parte posterior fi ll que es predominantemente arcilloso, para un suelo que implica una combinación de resistencia a la cizalladura derivado de tanto c ( cohesión del suelo) y

3.1 muros de contención

φ ( ángulo de fricción de la tierra), o cuando las condiciones ll volver fi no son homogéneos.

La discusión de los problemas y las lagunas de conocimiento para muros de contención se centraron en tres tipos principales de muros de contención: muros de gravedad y

•

resultar.

de paredes, tales como paredes nongravity en voladizo y las paredes ancladas. Las discusiones de los muros de gravedad y semi-gravedad son generalmente relevantes para

Cómo utilizar las ecuaciones de MO terreno inclinado detrás de la pared donde una magnitud poco realista sísmica activa coef presión de la tierra deficiente puede

semi-gravedad, muros de MSE, y las paredes de uñas suelo. Existen varias otras categorías

•

Cómo utilizar las ecuaciones MO cuando altos valores del coeficiente

estas otras paredes, así, a pesar de una complejidad adicional se introduce desde las

sísmico seleccionado causan la ecuación MO degenere en una presión

limitaciones de deformación resultantes del sistema estructural y la necesidad de cumplir

de tierra infinito.

con los requisitos de capacidad estructural.

Estas preocupaciones reflejan las limitaciones de las ecuaciones MO como se explica en el comentario dentro del proyecto NCHRP 12-49 Directrices (Informe

3.1.1 gravedad y Semi-Gravedad Walls Actuales cationes fi AASHTO caciones utilizan las ecuaciones MO bien establecidos

NCHRP 472, 2002). Como se señaló en el comentario, estas limitaciones en el método del OM son el resultado de los supuestos básicos utilizados en la derivación de la metodología MO. Para el caso de presiones de la tierra activos sísmicos, la

desarrollados en la década de 1920 para la determinación de las presiones de

ecuación de MO se basa en la suposición de fallo cuña Coulomb y una fi atrás sin

pseudo-estático sísmicas activas de tierra detrás de los muros de gravedad convencional o

cohesión ll. Para altas aceleraciones o para pendientes dorsales empinadas, la

semi-gravedad de retención (es decir, paredes castin-lugar gravedad o castin-lugar en

ecuación conduce a presiones excesivamente altas que asíntota en el infinito en

voladizo de hormigón o paredes de contrafuerte), donde las fuerzas máximas de inercia que

aceleración crítico

actúan

19 niveles ción o ángulos pendientes dorsales. Para estas últimas condiciones, no hay

especificaciones para el diseño de la pared estática) proporcionará estimaciones más realistas

soluciones reales a la ecuación existen implica equilibrio no es posible. Un relleno

de la presión activa sísmica. El problema anterior se convierte en más realista en el caso de

horizontal con un ángulo de fricción para la arena de 40 grados, un ángulo de pared

un fi espalda inclinada ll, donde terremoto presiones activas se convierten rápidamente en

de fricción de 20 grados, y un pico de aceleración coeficiente de 0.4 tiene un ángulo

infinita para pequeñas coeficientes sísmicos y ángulos de pendiente relativamente poco

de superficie de falla de 20 grados a la horizontal. Que dará lugar a grandes

profundas, como se ilustra en la Figura 3-2.

presiones de la tierra sísmicos debido al tamaño de la cuña fracaso. Para un coeficiente de aceleración máxima de 0,84, la presión activa se convierte en infinito,

Como se discutió en el Capítulo 4, estos problemas con la ecuación de la presión

lo que implica una superficie de falla horizontal. Dado que muchas áreas a lo largo

activa tierra MO parecen ser evitable mediante el uso de programas de ordenador

de la Costa Oeste y Alaska implican aceleraciones máximas superiores a 0,3 g y es

disponibles en el mercado basados ​en las rodajas: el método mismo como se usa

común tener un backslope por encima del muro de contención, no es raro que los

convencionalmente para los análisis de estabilidad de la pendiente. Este enfoque se

diseñadores para calcular lo que parecen ser demasiado altas presiones tierra.

puede utilizar para calcular las presiones del terreno activos del terremoto de condiciones generalizadas y no homogéneas de suelo detrás de un muro de contención.

La determinación de la presión de tierras pasivos sísmicos usando la ecuación de

En situaciones prácticas de suelos no cohesivos es poco probable que estar

MO para la presión pasiva de la tierra también sufre limitaciones. En muchos casos, el

presentes para una gran distancia detrás de una pared y abarcar toda la cuña fallo

suelo no es un suelo sin cohesión homogénea. Sin embargo, más importante aún, el

crítico en condiciones sísmicas. En algunos casos, de libre drenaje de suelo sin

uso de la cuña fracaso Coulomb no es necesariamente conservador, potencialmente

cohesión solamente puede ser colocado en la cuña activa estática (decir, en un 60

dando como resultado una subestimación de presiones pasivas. Para algunos casos

grados de ángulo) con el resto del suelo que está siendo llenado terraplén cohesiva ( do

(por ejemplo, donde la altura de la pared es poco profunda), un enfoque suficiente para

- φ suelo), natural del suelo, o incluso el rock. Bajo estas circunstancias, la presión

el cálculo de las presiones del terreno pasiva sísmicos puede ser el uso de las

máxima activo terremoto inducida podría ser determinada usando cuñas de prueba

ecuaciones de presión pasiva de la tierra estáticos, como se discute en las directrices

como se muestra en la Figura 3-1, con la fuerza en los planos de falla determinados a

NCHRP 12-49 (NCHRP Informe 472, 2002). Sin embargo, este enfoque no tiene en

partir de los parámetros de resistencia de los suelos a través de los que pasa el plano

cuenta los efectos de la inercia del terremoto del suelo dentro de la zona de presión

de falla. Este enfoque (en efecto el método Culmann identi fi ed para su uso con

pasiva. Un enfoque preferido implica el uso de un método de espiral de registro que

noncohesionless volver fi ll en la AASHTO 2007 LRFD Diseño Puente

incorpora los efectos sísmicos, como se describe por

La Figura 3-1. método cuña de prueba para la determinación de terremotos inducidos por fuerzas activas críticos.

20 en particular durante el terremoto Hyogoken-Nambu (Kobe) en 1995, han encontrado signi inclinación fi no puede o rotación de las paredes, además de deformaciones horizontales, reflejando los fallos de capacidad de carga cíclicos de bases de pared durante la carga terremoto. Para representar la deformación de la pared permanente de los modos de deslizamiento mixtos y rotacionales de deformación utilizando Newmark supuestos de fallo de bloque, es necesario formular ecuaciones más complejas acopladas de movimientos como se describe, por ejemplo, por Siddharthen et al. (1992) y Peng (1998). Un enfoque deformación acoplado también se ha documentado en el informe MCEER Manual de sísmica retro fi tting de

Estructuras Highway: Parte 2 Las paredes de retención, pendientes, túneles, alcantarillas y vías de acceso ( MCEER, 2006). Peng (1998) indica que tal enfoque analítico (incluyendo P- Δ efectos) parece proporcionar una simulación razonable de las deformaciones de la pared de rotación y deslizamiento observados en el terremoto de Kobe.

Desde el punto de vista de los criterios de rendimiento para el diseño sísmico de nuevos muros de contención convencionales, el enfoque del diseño preferido es limitar un modo de fallo de rotación, asegurando factores adecuados de seguridad contra fallos de capacidad de carga de la cimentación inclinación o y situar el foco de diseño en criterios de rendimiento que asegura desplazamientos de deslizamiento aceptables. Para los materiales de

La Figura 3-2. Efecto de la pendiente ll volver fi en la sísmica activa presión de la

cimentación más débiles, este requisito fracaso de rotación puede resultar en el uso de la

tierra coeficiente utilizando ecuaciones MO.

pila o el muelle fundaciones, donde las cargas sísmicas laterales serían de necesidad ser mayor que aquellos para una pared corredera. Para el diseño retro fi cio, el potencial para la rotación de pared puede tener que ser estudiado, pero fi cio diseño retro no está dentro del

Shamsabadi et al. (2007). El caso pasiva es importante para establecer la fuerza de

alcance de las propuestas AASHTO especificaciones para este proyecto.

resistencia en la punta de las paredes semi-gravedad o para la cara de una pared de tablestacas o una pared en voladizo compuesta de tangente o pilotes secantes.

3.1.1.3 rígido bloque deslizante Asunción 3.1.1.2 pared corrediza Asunción El concepto de permitir que las paredes se deslice durante la carga terremoto y

Gran parte de la literatura reciente sobre el análisis sísmico de muros de contención convencionales, incluyendo los códigos europeos de la práctica, se centra en el uso de

diseño basado en el desplazamiento (es decir, suponiendo un análisis bloque

deslizamiento Newmark métodos de análisis de bloque. El supuesto básico de este

deslizante Newmark para calcular desplazamientos cuando aceleraciones exceden la

enfoque es el suelo en el fracaso de cuña detrás del muro de contención responde como

aceleración rendimiento límite de equilibrio horizontal) fue presentado por Richards y

una masa rígida. Intuitivamente, de paredes cortas, el concepto de una zona de fallo fi ll

olmos (1979). Sobre la base de este concepto, los olmos y Martin (1979) sugirieron

volver deformando como un bloque rígido parecería razonable. Sin embargo, para

que un diseño de aceleración coeficiente de 0,5 en MO analiza sería adecuada para

paredes muy altas, la respuesta dinámica del suelo en la zona de fallo podría dar lugar a

un diseño pseudoestática equilibrio límite, siempre se hará provisión para un

aceleraciones no uniformes con la altura y negar el supuesto de bloque rígido. Wall fl

desplazamiento horizontal de la pared 10A pulgadas. El coeficiente “A” utilizado en

exibilidad también podría influir en la naturaleza de la interacción suelo-pared.

este método fue la aceleración máxima del suelo (en unidades gravitacionales, g) en la base de la cuña deslizante suelo detrás del muro de contención. Este concepto fue adoptado por la AASHTO en 1992, y se refleja en la corriente AASHTO Especificaciones

Una serie de elementos finitos o fi nita de diferencia de los análisis numéricos de

LRFD Puente de diseño. Sin embargo, el concepto no está bien entendido en la

respuesta se han publicado en los últimos años, el modelado de la respuesta al terremoto

comunidad de diseño, como los diseñadores a menudo utilizan los valores de 33 a 70

dinámica de muros en voladizo. Por desgracia, muchos de estos análisis se basan en las

por ciento de la aceleración del terreno de pico para el diseño pseudo-estático sin una

paredes fundadas en capas de suelo que conducen a la rotación de la pared. Además,

comprensión completa de la justificación de la reducción.

numéricos di fi cultades en elementos de la interfaz de modelado entre los elementos estructurales y de suelo, además de problemas de modelado condiciones de contorno, tienden a nublar los resultados. Muchos de los análisis utilizan sólo una altura de la pared, por lo general relativamente alta mayor que 30 pies, por ejemplo.

Las observaciones de la realización de muros de contención convencionales semigravity en voladizo en los terremotos del pasado, y en

21 Muchos diseños de muros de contención gravedad convencionales implican alturas

para la tercera ampliación de la pista en el aeropuerto internacional de

entre 5 y 30 pies por razones económicas, con paredes MSE ser favorecidos para alturas

Seattle-Tacoma. El valor de la PGA RM-fi tierra de este sitio puede variar de

de pared mayor. Para esta gama de alturas, y teniendo en cuenta el rango de frecuencia de

aproximadamente 0,3 g a 0,6 g para períodos de retorno que van desde 500 a

las aceleraciones tierra de entrada probables, la suposición de bloque rígido es

2.500 años. La combinación de gran PGA y la altura pared muy alta plantea

probablemente adecuada; Sin embargo, como se explica en el siguiente capítulo se

preguntas como al coeficiente sísmico apropiado utilizar para el diseño.

requieren estudios adicionales para confirmar esta expectativa.

Mientras que los estudios modelo utilizando centrífuga o grandes mesas vibratorias, junto con los análisis numéricos utilizando elemento finito de programas de

3.1.1.4 terremoto Tiempo Historias para Wall desplazamiento análisis Los cationes fi AASHTO caciones existentes utilizan una ecuación empírica basada en

diferencia finitas, están proporcionando una visión sobre el comportamiento físico complejo de muros MSE bajo carga sísmica, diseño práctico actuales enfoques descritos en la literatura se basan en pseudo-estática , analiza límite de equilibrio, tales como los utilizados para muros de gravedad convencionales. Los datos de estos

la aceleración máxima del terreno para calcular desplazamientos de pared para una

modelos o estudios numéricos a menudo se utilizan para calibrar los enfoques

aceleración rendimiento pared dado. Esta ecuación se deriva de estudios de un número

seudo-estática, que se han desarrollado durante los últimos 20 años.

limitado de acelerogramas del terremoto. Sin embargo, estudios recientes, incluyendo publicaciones relacionadas con la respuesta sísmica de muros de contención han indicado claramente la sensibilidad de los cálculos de desplazamiento (basado en Newmark bloque

Con base en el estudio de la literatura llevada a cabo para la Tarea 1 de este proyecto, las

de análisis de deslizamiento) a las características de frecuencia y la duración de los

siguientes observaciones generales se resumen las lagunas en los datos y las incertidumbres

registros de aceleración terremoto. Los estudios realizados por Martin y Qiu (1994)

relacionadas con los aspectos de diseño publicado estrategias que emplean equilibrio límite de

mostraron sensibilidad a las dos aceleraciones pico y pico de velocidad de tierra.

los análisis de los muros de MSE.

•

equilibrio límite se acerca al diseño sísmico de muros MSE implica la consideración de los siguientes dos modos de estabilidad:

Mientras que historias de tiempo de diseño específicas del sitio podrían ser desarrollados para proyectos, el enfoque identificados en el Capítulo 4 implicado el

- Interna o local estabilidad, que considera el potencial de ruptura o

desarrollo de nuevos gráficos de diseño re fl eja diferencias entre WUS y CEUS historias

retirada de refuerzo a la tracción; y

de tiempo. Para desarrollar estas tablas, era necesario contar con sistemas separados

- estabilidad externa o global, que considera la estabilidad de vuelco o

de tiempo de historias representante de WUS y CEUS terremotos característicos. Como

deslizamiento de la fi ll reforzado, supone una masa coherente.

se discutirá en el siguiente capítulo, una base de datos de estos registros estaba disponible para su uso en este proyecto para el desarrollo de las listas propuestas.

•

Existentes directrices o procedimientos de diseño utilizan diferentes supuestos para abordar la estabilidad interna. directrices AASHTO actuales asumen las fuerzas de inercia actúan sólo en la zona de presión estática activo, dando lugar

3.1.2 Muros de Contención MSE muros de MSE en general han obtenido buenos resultados en los terremotos del pasado,

a fuerzas de tracción adicionales en tiras de refuerzo. Un coeficiente de aceleración horizontal k h = ( 1,45-A) A se utiliza para determinar la carga de inercia, donde A es el pico de aceleración del suelo coeficiente. Esta ecuación

basado en historias de casos reportados en los terremotos de Northridge, Kobe, y Nisqually.

empírica re refleja potencial ampli fi cación de aceleraciones bajas suelo en la

patrones de daños menores incluyen grietas de tensión en suelo detrás de zonas reforzadas

zona reforzada. Una aceleración máxima de 0,45 g se asume lo que refleja un

y agrietamiento de paneles de revestimiento de hormigón. En algunos casos se observaron

modo de falla potencial de deslizamiento a este nivel de aceleración. Choukeir

signi fi desplazamientos de pared no puede. Por ejemplo, más o menos se observaron 12 y 6

et al. (1997) describen un procedimiento en el que k h es una función de la

pulgadas de desplazamientos laterales en la parte superior e inferior de un 20 pies de alto

frecuencia natural de la masa de suelo reforzado y la frecuencia de entrada

pared en Kobe, donde aceleraciones del terreno eran 0,7 g. Tal daño menor no afecta a la

terremoto dominante. Para mejorar las directrices de diseño, se necesita una

integridad o estabilidad de la pared, y la pared continuó funcionando.

mejor comprensión de la influencia de la altura reforzado fi ll y la rigidez y las características de frecuencia de los movimientos de entrada en los niveles de diseño de aceleración. También está claro que la geometría de la zona de

En base a la evidencia anterior, se podría argumentar que los métodos actuales

presión activa terremoto inducida será influido por el nivel de aceleración. La

de diseño sísmico para muros de MSE son adecuados. Sin embargo, la falta de

(1995) y el método de análisis Bathhurst Cai adoptado en el informe de 2006

datos de seguimiento y la falta de historias clínicas para las alturas de pared superior

MCEER Sísmicos fi t Directrices retro para las Estructuras de la carretera ( MCEER,

a 30 a 50 pies, junto con las limitaciones e incertidumbres de las metodologías de

2006) asume una sísmica activa zona de presión definida por el MO Coulomb

diseño actuales, sugieren que todavía se necesitan mejoras en los enfoques de diseño. Como un ejemplo extremo de esta necesidad, una pared MSE con una altura de más de 100 pies fue diseñado y construido

22 superficie de falla y se utiliza en conjunción con aceleraciones máximas del

3.2 taludes y terraplenes

suelo. Otros enfoques analíticos búsqueda de una zona de presión activo crítico definido por una superficie de falla bi-lineal.

•

la estabilidad externa se trata en la mayoría de las directrices, asumiendo el

El tema dominante en la literatura sobre el tema de la evaluación de la estabilidad sísmica o el rendimiento de taludes y terraplenes fue el uso de ya sea pseudo-estática o el Newmark deslizante métodos de bloque de análisis.

método de MO para la determinación de los empujes activos earthquakeinduced

Considerando que los análisis de respuesta dinámica (en particular de

en el relleno detrás de la masa de suelo reforzado. Para evaluar el potencial de

estructuras de tierra grandes, tales como presas), utilizando programas

deslizamiento, la AASHTO LRFD Puente Especificaciones de Diseño asumir sólo

informáticos tales como FLAC se utiliza cada vez más, para el diseño sísmico

el 50 por ciento de la presión actúa activos terremoto en conjunción con el suelo

de rutina de taludes y terraplenes relacionados con las carreteras, el método

reforzado carga de inercia de masas en la suposición de que los dos

de pseudo-estática ha encontrado una amplia aceptación, mientras que el uso

componentes no estarían en fase, que es cuestionable y requiere una evaluación

de Newmark deslizante método de bloques deformación fue ganando favor,

adicional. Además, las limitaciones y los problemas con el uso de las ecuaciones

particularmente donde los métodos de pseudo-estático resultaron en bajos

de MO para las evaluaciones de la estabilidad externa son similares a los

factores de seguridad. A menudo resultados del análisis de la deformación

descritos anteriormente para muros de contención semigravity convencionales, y

indicaron que la cantidad de deformación para una pendiente o terraplén era

junto con los criterios de rendimiento en base a los desplazamientos de pared

tolerable, dicen menos de 1 a 2 pies,

permisibles, se pueden abordar de una manera similar a los enfoques descrito para paredes semi-gravedad.

3.2.1 Consideraciones sísmicas para pendientes de suelos

Un número de consideraciones relativas al análisis sísmico de taludes y

Como se ha discutido en el capítulo siguiente, los estudios relacionados con la pared coeficientes sísmicos dependientes de altura / rigidez y de movimiento de tierra para el

terraplenes se resumen a continuación.

diseño, junto con los enfoques mejorados para la evaluación de la estabilidad sísmica interna y externa, están claramente necesario.

•

Como se describe en tanto el MCEER (2006) Manual de sísmica fi tting retro para

las estructuras de la carretera y la SCEC (2002) Directrices para analizar y mitigar los deslizamientos en California, Práctica Recomendada para el análisis de la pendiente sísmica o el rendimiento terraplén es

3.1.3 Las paredes del suelo de uñas

un análisis basado en el desplazamiento utilizando un enfoque de bloque deslizante Newmark. Este enfoque también fue adoptado por el Proyecto NCHRP 12-49 para

paredes clavo para suelo actúan de una manera similar a las paredes de MSE, pero son típicamente una técnica de refuerzo de tierra utilizados para taludes de corte en

evaluar la licuefacción inducida por el desplazamiento propagación lateral de LLS fi

oposición a las pistas de llenar en el caso de paredes de MSE. Como se describe en un

enfoque puente o pendientes.

FHWA Geotechnical Circular Ingeniería No. 7 Las paredes de las uñas (suelo FHWA, 2003), paredes de uñas suelo han realizado muy bien durante los terremotos fuertes, sin

•

desplazamientos Newmark proporcionan un índice de rendimiento pendiente sísmica probable. Como pauta general, un desplazamiento Newmark de menos de 4 pulgadas

signos de angustia o de permanente reflexión.

a menudo se considera que representa una pendiente “estable”, mientras que más de 12 pulgadas se considera inestable desde el punto de vista de servicio. Varios gráficos

Choukeir et al. (1997) tomar nota de una metodología de diseño sísmico similar a la descrita anteriormente para las paredes de MSE. Caltrans han desarrollado un caracol

de diseño que correlacionan Newmark desplazamiento con la relación de la

programa de ordenador para el diseño de las paredes de uñas de suelo sobre la base de

aceleración de rendimiento (definido como la aceleración necesaria para que el factor

un enfoque de límite de equilibrio utilizando dos cuña o superficie de falla bilineal para

de seguridad 1.0) a la aceleración pico de existir. El enfoque identi fi cados en el

ambas consideraciones de estabilidad internas y externas, incluyendo la especificación

capítulo 4 opinión involucrados de los datos existentes con el propósito de desarrollar

de los coeficientes sísmicos horizontales y verticales. El GOLDNAIL programa de

gráficos de diseño mejoradas aplicables a la amenaza sísmica en todo el país con

ordenador también se usa ampliamente en la práctica durante el diseño de uñas de

condiciones diferentes gráficos producidos por WUS en comparación con los sitios de

suelo. Este software también se puede utilizar para evaluar el desempeño de muros

CEUS.

anclados mediante la sustitución de la uña con un tendón que tiene una resistencia especificada y la capacidad de retirada

•

Como se discutió previamente para retener diseño de la pared, los estudios descritos en la literatura sugieren que los análisis basados ​en desplazamiento son

A medida que los problemas de diseño para muros de MSE y de las uñas del suelo son

muy sensibles a las características de frecuencia y amplitud de las historias de

generalmente similares, los métodos de análisis para el desarrollo también fueron algo

tiempo de aceleración terremoto y a la duración terremoto, junto con las

similar, con potenciales aplicaciones del caracol y programas GOLDNAIL también requieren

características de respuesta terremoto de paredes más altas, pendientes, o

revisión.

terraplenes

23 mentos. Mientras que los gráficos de diseño o expresiones simplificados están

que se puede llevar a cabo con la mayoría de los programas de estabilidad pendiente

disponibles para proporcionar una guía de diseño, se necesitan mejoras para volver

de dos dimensiones, un fallo de cuña bajo excitación sísmica no se analiza

mejor reflejan las variables anteriores y proporcionar una base para la aplicación a nivel

ampliamente. Los análisis para derribar el fracaso, que generalmente implica el

nacional y para su uso como una herramienta de detección para establecer criterios de

equilibrio momento, rara vez se utilizan en la práctica debido a la complejidad del

“ningún análisis sísmico” en base a criterios de servicio apropiados . directrices de

problema y la falta de propiedades de las rocas adecuadas para llevar a cabo

Caltrans, por ejemplo, utilizar un criterio de investigación “ningún análisis” basados ​en

soluciones significativas.

factores de pseudo-estática de seguridad mayor que 1,1 cuando un sísmica coeficiente de 1 / 3 de la aceleración máxima del suelo se utilizó.

•

A menudo, el desempeño sísmico de la pendiente de la roca se expresa en términos de un factor de pseudo-estática de seguridad. El desafío que enfrenta el ingeniero practicante implica la asignación de parámetros de resistencia al corte apropiadas en el plano de

•

Para taludes y terraplenes de altura limitada, dicen menos de aproximadamente

debilidad en que se prevé el deslizamiento. Algunos ingenieros pueden ser reacios a

30 a 40 pies, se pensaba que la asunción de un bloque deslizante rígida y el uso

asignar cohesión a la superficie de la articulación debido a la falta de 'pegajosidad' tal

de parámetros de aceleración del suelo para definir las fuerzas laterales

como se encuentra en un suelo arcilloso. De hecho, esto supone una resistencia cohesiva

inerciales ser una aproximación razonable. Para pendientes y terraplenes

se define por la intersección en el eje de resistencia a la cizalladura, de una tangente de un

superiores, sin embargo, donde la respuesta dinámica de la masa deslizante

sobre Mohr curvilínea. Esta curvatura es el resultado de la interconexión de los aspirados

puede influir en el desplazamiento magnitudes, se requirieron modi fi caciones a

en la superficie coincidente de las articulaciones. Por otra parte, las pruebas de corte

desplazamientos Newmark calculados, dependiendo de las características

directo de laboratorio se realizan en general en muestras de rocas pequeñas, y por lo tanto

período natural comparativos del movimiento del suelo terremoto y la pendiente.

la dilatación debido a la ondulación (naturaleza ondulatoria) de la articulación que tiene una

Tales modificaciones se incluyen, por ejemplo, en los métodos de diseño

longitud de onda más larga que el tamaño de la muestra no se captura en el ensayo. Estas

documentados en el SCEC (2002) los procedimientos recomendados. Un

condiciones se incrementarían las propiedades brutos resistencia al corte de los planos de

enfoque para el desarrollo de análisis se describe en el capítulo 4 para abordar

unión cuando se considera una superficie de falla grande. Cuando se considera un fallo de

esta cuestión.

bloque grande, el plano de falla potencial es probable que pasar por las discontinuidades existentes y para cortar la roca intacta que une los planos de unión. En este caso, los parámetros de resistencia de cizallamiento asignados a la superficie de potencial de fallo en un análisis de equilibrio límite deben incluir una parte de la resistencia de la roca intacta. Estos incrementos en la resistencia al corte juegan un papel crucial en la

3.2.2 Consideraciones sísmicas de taludes en roca

estabilidad del talud de roca. Estas condiciones se incrementarían las propiedades brutos

pendientes rocosas se encuentran en terrenos muchas situaciones, tanto urbano

resistencia al corte de los planos de unión cuando se considera una superficie de falla

y montañoso. Algunas consideraciones relacionadas con este tipo de pistas se

grande. Cuando se considera un fallo de bloque grande, el plano de falla potencial es

resumen a continuación.

probable que pasar por las discontinuidades existentes y para cortar la roca intacta que une los planos de unión. En este caso, los parámetros de resistencia de cizallamiento

•

En el rock camas o foliada con regularidad, cortado por las articulaciones, hay muchas posibilidades de movimiento del bloque lo largo de planos débiles. Cuando hay

asignados a la superficie de potencial de fallo en un análisis de equilibrio límite deben incluir una parte de

•

El diseño sísmico de la pendiente de la roca se puede mejorar adicionalmente mediante

múltiples conjuntos de planos discontinuos que se cortan en ángulos oblicuos, tres

un análisis de deformación que implica un análisis bloque deslizante Newmark en el

modos de fallo deben ser examinados: plano de deslizamiento, deslizamiento de cuña,

plano de falla. El análisis de deslizamiento Newmark para un fallo de avión es

y vuelque. Una diapositiva plano puede formar, donde un bloque de roca descansa

relativamente sencillo de realizar; sin embargo, para el fracaso de cuña, se requiere fi

sobre un plano inclinado que se sumerge hacia abajo y corta a la cara de la pendiente.

cación modi para hacer frente a deslizamiento en dos planos bajo una carga de tres

Una corredera de acuñamiento puede ocurrir que dos planos de debilidad se intersecan

direccional. El vector resultante de las fuerzas del cuerpo de inercia que actúan sobre

para definir un bloque tetraédrico. Derribando el fracaso puede desarrollarse a partir de

cada plano de unión debido a la aceleración de tres componentes se compara con la

vuelco de ciertos tipos de roca, tales como pizarras y esquistos, que tienen planos de

aceleración de rendimiento de la articulación. Deslizante puede tener lugar en

estratificación muy inclinado en la ladera.

cualquiera de avión o a lo largo de la interceptación de los dos planos, dependiendo de la dirección de las cargas en cualquier instancia de tiempo dado. Este tipo de análisis proporciona una base racional para el análisis de la deformación de la insuficiencia

•

En soluciones prácticas, el fracaso plano se examinó utilizando un enfoque de

cuña.

equilibrio límite bidimensional el tratamiento de la carga de inercia sísmica como una aceleración que actúa horizontal constante en el bloque de fallo potencial. Para el fracaso de cuña, en tres dimensiones de equilibrio límite cuña analiza usando proyección estereográfica de las articulaciones y orientaciones de superficie libre

Aunque estas consideraciones de rendimiento sísmicos se pueden identificar fi,

abiertos se utilizan para la carga de la gravedad. Mientras que la consideración de

también era evidente que un enfoque transparente para la evaluación de la

las cargas sísmicas en términos de aceleración pseudo-estática fácilmente puede ser

respuesta sísmica de pendientes rocosas no se podría desarrollar en una pauta

implementado por el fracaso de avión

consistente con la simpli fi ed enfoques necesarios para estos AASHTO LRFD

Diseño Puente

24 especificaciones, al menos dentro del alcance de este proyecto. Más bien, el diseño

•

Actuales metodologías de diseño y análisis de sistemas de tuberías y túneles se

sísmico de taludes en roca sería tratado con mayor precisión sobre una base de caso por

desarrollaron típicamente para estructuras largas, lineales. Para la mayoría de las

caso.

aplicaciones de carreteras, la alcantarilla o tubería, sin embargo, es típicamente con

Para las evaluaciones de estabilidad de la pendiente de la roca, geólogos y los

longitud limitada. El efecto de la corta longitud de la alcantarilla o tubería en la

ingenieros geotécnicos será necesario definir los mecanismos potenciales de fallo, los

respuesta sísmica, así como en el procedimiento de análisis, tenía que ser evaluada.

parámetros de resistencia que representan los mecanismos de fallo, y las cargas sísmicas. Con esta información se requiere una evaluación de los programas

•

Actuales metodologías de análisis y diseño de sistemas de tuberías y túneles se

informáticos disponibles para investigar la estabilidad sísmica. En algunos casos donde

desarrollaron normalmente para las condiciones de nivel de tierra. Alcantarillas y

las condiciones bidimensionales son predominantes, se podría utilizar el software de la

tuberías, sin embargo, se construyen típicamente dentro de un terraplén construida.

estabilidad convencional similar a los programas utilizados para pendientes del suelo.

Hubo una falta de datos de la forma de determinar los parámetros apropiados para

De lo contrario, serían necesarios programas más completos y especializados, que

TGD alcantarillas y tuberías empotradas en muros de contención, especialmente en

implican superficies de dos y tres dimensiones de cuña de falla.

terraplenes altos.

•

El efecto del espesor de suelo sobrecargar (o profundidad de empotramiento) y el efecto de los componentes verticales de la sacudida de la tierra en la alcantarilla o el rendimiento de la tubería no se entiende bien. Se requieren más estudios en

3.3 estructuras enterradas Casi todas las alcantarillas de carreteras y tuberías enterradas se han diseñado y

estos aspectos.

•

Cuando se somete al efecto de TGD, la respuesta de una estructura lineal enterrado

construido sin tener en cuenta los efectos sísmicos. Actualmente, no existen disposiciones

se puede describir en términos de tres tipos principales de deformaciones: (1) las

sísmicas en AASHTO modi fi caciones Diseño Puente LRFD para alcantarillas y

deformaciones axiales, (2) las deformaciones de curvatura, y (3) la ovalización (para la

estructuras enterradas, a excepción de un requisito general que indica que “las cargas

sección transversal circular) o trasiego (para la sección transversal rectangular)

sísmicas deben considerarse únicamente cuando las estructuras enterradas cruzan las

deformaciones. Las deformaciones dos primeros tipos, axiales y de curvatura, son

fallas activas.” A menos que haya un problema global de estabilidad de taludes en el muro

inducidos por componentes de ondas sísmicas que se propagan a lo largo del eje de la

de contención a través del cual la alcantarilla de pases de tuberías, es poco probable que

alcantarilla / tubo. La ovalización / deformaciones estanterías son inducidos a lo largo

las alcantarillas existentes de carreteras o estructuras enterradas (distintos de los túneles)

de la sección transversal cuando las ondas sísmicas se propagan perpendicularmente

se han diseñado y construido con la consideración de los desplazamientos de fallas. Si

al eje de la alcantarilla / tubo. observaciones anteriores han sugerido que los tubos de

bien este enfoque puede ser aceptable para alcantarillas de drenaje y la mayoría de las

diámetro más pequeño (o pequeñas alcantarillas de la carretera diámetro) son más

tuberías, puede que no sea una aproximación aceptable para un túnel peatonal bien

resistentes a la ovalización deformaciones que las estructuras de túnel (y grandes

utilizado.

conducciones de diámetro / tamaño). Por otra parte, túneles y alcantarillas de la carretera de gran tamaño han obtenido mejores resultados que las tuberías de pequeño diámetro bajo los efectos de las deformaciones axial / curvatura. Una

En los últimos años, una gran cantidad de atención se ha dado al estudio de

comprensión adicional de los factores resultantes en este diferente comportamiento

comportamiento sísmico de estructuras subterráneas para mejorar la comprensión

entre las estructuras grandes y pequeñas enterrado era importante. Una vez identi fi

de los factores que influyen en el comportamiento sísmico de estructuras

ed, estos factores se consideraron en los procedimientos de diseño y análisis.

subterráneas. Diseño y análisis de procedimientos también se han propuesto por algunos investigadores e ingenieros de diseño, pero por lo general se desarrollan ya sea para tuberías (por ejemplo, gas y agua) o túneles (es decir, el transporte o el agua) sistemas. Estos procedimientos no se han aplicado directamente a las instalaciones de alcantarilla.

•

Simpli ovalización fi ed y estanterías procedimientos de análisis desarrollados para estructuras de túnel (por ejemplo, túneles circulares minadas y túneles de cortar y de

Se consideraron los posibles problemas y deficiencias de conocimientos asociados

cubierta de tipo caja) se pueden aplicar a gran lapso circular y alcantarillas

a los procedimientos de diseño y evaluación sísmicos actuales para estructuras

rectangulares, respectivamente. procedimientos simplificados para las secciones no

enterradas.

circulares y no rectangulares (por ejemplo, elipse, arco, arco de la parte superior 3 lados, etc.) eran inexistente. se requiere un análisis numérico en este caso y

•

Alcantarillas y tuberías enterradas han realizado mucho mejor que otros

procedimientos c especificaciones relacionadas con la realización se necesita este tipo

componentes estructurales de la carretera (por ejemplo, puentes y fundaciones).

de análisis.

El “no-análisis requerido” criterio propuesto para las estructuras de puente puede no ser aplicable a las estructuras de alcantarilla. Un criterio de selección

•

Se han propuesto varios enfoques para el análisis o el diseño de sistemas de

independiente y menos estrictas, teniendo en cuenta tanto la intensidad

tuberías (por gas y agua), en particular bajo el efecto de PGD, incluyendo

temblores de tierra y el Proyecto de las condiciones del sitio geológicas, se

desplazamientos de fallas, propagación lateral, y deformaciones de pendiente

necesitaba.

(asentamiento). Existe disparidad signi fi cativa entre estos enfoques. También hay

25 diferentes requisitos de rendimiento y criterios de carga siendo utilizados o

ecuación o un programa de estabilidad límite de equilibrio para determinar las

propuestos de diferentes estudios. A metodología y criterios de diseño regular que

fuerzas necesarias para la estabilidad.

- Gráficos de estimación de desplazamiento de la pared para zonas

sea compatible con los otros componentes de las instalaciones de la carretera aún no se han desarrollado para las estructuras de alcantarillas.

representativas de los Estados Unidos (por ejemplo, CEUS frente WUS).

- Orientación sobre la selección de la sísmica coeficiente para el límite del equilibrio y diseño basado en el desplazamiento y su variación con la altura de

3.4 Conclusiones lagunas de conocimiento y problemas identi fi cados en la revisión de la literatura, a

la pared.

•

Taludes y terraplenes - Procedimientos para determinar la sísmica coeficiente apropiado y su

través de discusiones con varios individuos en los puntos y de los que realizan

variación con la altura del talud.

investigación en el área, ya través de la realización de la tarea 2 no han identi fi cado

- Gráficos de estimar el desplazamiento de áreas representativas de los

las deficiencias o problemas de conocimiento nuevos o adicionales; los citados anteriormente son relativamente bien conocidos y documentados. Al parecer, en la

Estados Unidos (por ejemplo, CEUS frente SUM). (Estos gráficos son los

mayoría de los casos, las metodologías simplificados con mejoras y documentación

mismos que los utilizados para estimar el desplazamiento de muros de

adecuados existentes podrían utilizarse para hacer frente a estas deficiencias y

gravedad rígidos convencionales.)

problemas de conocimiento.

Mientras que muchos problemas podrían ser manejados por métodos simplificados Fi existente, la complejidad de algunos temas, como el diseño sísmico de muros MSE geosintéticos, fue visto como algo más compleja de lo previsto originalmente. Esta

•

-

Procedimientos para la introducción de los efectos de licuefacción.

-

Los procedimientos para el tratamiento de taludes en roca.

estructuras enterradas

-

De usar simples gráficos de diseño para alcantarillas y tuberías medianas y de gran

complejidad resultó en parte del cambio de enfoque sobre el diseño estático de este

tamaño bajo el efecto de las deformaciones de estanterías sísmicas transversales,

tipo de pared. También parece que el diseño sísmico de otros tipos de paredes, tales

teniendo en cuenta la estructura del suelo-efecto de interacción.

como paredes de uñas suelo, todavía no tenía el rigor necesario para ser considerado estado-of-the-práctica. Como se señaló en la discusión de las bases de diseño sismo, la práctica actual con algunos de estos tipos de pared involucrados su fi ciente

- Orientación sobre cómo seleccionar parámetros transitorios deformación del suelo (o tensión) para fines de diseño y análisis.

conservadurismo en el movimiento del suelo especí fi cación, así como el conservadurismo inherente en el diseño estático, que estas deficiencias no eran un

- Desarrollo de un procedimiento coherente y racional para estructuras

problema de diseño serio. De hecho, los métodos actuales de diseño en general han

enterradas sometidas a diversas formas de PGD, incluyendo propagación

funcionado sorprendentemente bien.

lateral, movimientos de ladera terraplén o flujo, y fallas.

Sobre la base de los trabajos realizados para esta tarea, las necesidades de desarrollo primarios fueron identificado como sigue:

Una necesidad general de las tres áreas era un procedimiento de selección que proporcionaría orientación al diseñador de cuándo podría ser descuidado un análisis sísmico, debido a que la capacidad de reserva para el diseño estático fue su fi ciente para satisfacer las

•

Muro de contención

demandas sísmicas durante el evento sísmico de diseño. Además, se necesitaba orientación

- procedimiento numérico que evitar deficiencias en el procedimiento de MO a

sobre la selección de los movimientos de tierra apropiados a utilizar para el diseño sísmico y la

niveles de aceleración altos y pendientes dorsales empinadas y que el suelo

determinación de los puntos fuertes del suelo adecuados para usar en la estimación de la

mixto manejado (c- φ) condiciones. La recomendación fue la de utilizar una

capacidad.

cuña de equilibrio

26

CAPÍTULO 4

Plan de trabajo: metodologías analíticas

El objetivo de la Tarea 3 para el proyecto NCHRP 12-70 fue identificar

la demanda de movimiento. El proyecto NCHRP 20-07 adopción del período de

metodologías analíticas que se desarrollarían para hacer frente a las lagunas de

retorno de 1.000 años para el estado límite extremo recomendado (es decir, un

conocimiento y los problemas que se presentan en los capítulos anteriores. La

evento que tenga una probabilidad de excedencia del 7 por ciento en 75 años). La

discusión del plan de trabajo para la evolución de la metodología analítica se presenta

directriz NCHRP 20-07 también se centró su enfoque en la aceleración espectral en

en cuatro categorías principales:

1-segundo período (S 1). Este fue un importante desarrollo impulsado por la observación de que la PGA no es un buen parámetro que se correlaciona con daño histórico a las estructuras. Medidas de temblores de tierra en algún rango de período

•

movimientos de tierra sísmicos

intermedio (dicen aceleraciones espectrales alrededor de 1 a 2 segundos) son un

•

Muro de contención

mejor indicador de la demanda de desplazamiento relacionado con el daño histórico y

•

Taludes y terraplenes

por lo tanto más importante para la caracterización de los temblores de tierra para el

•

estructuras enterradas

diseño. Esto también es cierto para el diseño de muros de contención, taludes y terraplenes y estructuras enterradas.

La discusión de movimiento de tierra sísmica sigue discusiones anteriores acerca de la importancia de los movimientos de tierra para todo el proyecto. Como se señaló anteriormente, las decisiones sobre los niveles de movimiento de tierra sísmicas

En general, PGV está estrechamente relacionado con las aceleraciones espectrales

dependen en cierta medida de las conclusiones alcanzadas en el Proyecto de NCHRP

en los períodos intermedios y, por lo tanto, es una medida más apropiada de demanda de

20-07, que fue realizado como un contrato separado. Uno de los principales

desplazamiento movimiento del suelo de PGA, especialmente para correlación cruzada a

investigadores del proyecto NCHRP 12-70 sirvió como asesor técnico del proyecto

la amplitud de las deformaciones de tierra o desplazamientos de pendiente permanentes.

NCHRP 20-07, lo que permite el Proyecto NCHRP 12-70 para mantenerse al tanto de

Además, la investigación sismológica reciente sugiere que los niveles más bajos de la

las recomendaciones de movimiento de tierra y otros componentes del proyecto

aceleración espectral en períodos intermedios para CEUS en comparación con SUM, y

NCHRP 20-07 que podrían afectar al proyecto NCHRP 12-70.

estas reducciones son relevantes al Proyecto requisitos.

4.1 Desarrollos para sísmicos terrestres mociones

de CEUS, los criterios de diseño sísmico para proyectos en CEUS generalmente se han

Históricamente, debido a la ausencia de datos de movimientos fuertes de los sitios

El área del primer desarrollo involucró a los movimientos de tierra utilizados

desarrollado mediante la aplicación de los pequeños valores de PGA de los sitios de CEUS a WUS empírica formas espectrales para definir el espectro de diseño objetivo para condiciones de CEUS. Sin embargo, estudios como NUREG / CR-6728 llevada a

durante el diseño sísmico de muros de contención, taludes y terraplenes y

cabo por la Comisión Reguladora Nuclear (NRC) para aplicaciones de plantas de

estructuras enterradas. El procedimiento de diseño LRFD implica la comparación de

energía nuclear (NUREG, 2001) han demostrado que las diferencias en CEUS

la capacidad del elemento de diseño a la demanda sísmica para diversos estados

condiciones sismológicos no sólo resultan en niveles de movimientos inferiores (es

límite (es decir, la fuerza, el servicio, y extrema). El establecimiento de la señal

decir, menor PGA), pero también da lugar a mucho menor contenido de periodo largo

sísmica era un paso necesario cuando se de fi nir la demanda esperada durante la

para los sitios de CEUS. Los estudios NUREG / CR-6728 han sido adoptados por la

carga sísmica.

NRC en el reconocimiento de la diferencia fundamental entre los requisitos para los estudios sismológicos en CEUS frente WUS histórica

El proyecto siguió las recomendaciones del proyecto NCHRP 20-07 en la definición de la tierra sísmica

27

La Figura 4-1. Límite entre WUS y CEUS.

práctica. Figura 4-1 presenta el límite geográfico WUS y CEUS siguiendo

forma espectral CR-0098 se muestra en la Figura 4-2 se basa en la recomendación de

el programa de mapeo sísmico-peligro USGS. El límite sigue

Newmark usando datos de movimiento fuertes históricos de WUS, mientras que la forma

básicamente las Montañas Rocosas que pasan a través de Montana,

espectral para CEUS fue desarrollado usando los procedimientos descritos en el informe

Wyoming, Utah, Arizona, luego de flexión al este por el sur de Colorado,

NUREG / CR-6728 basado en up-hasta la fecha técnicas para CEUS aprobados por el

Nuevo México y el oeste de Texas.

NRC. La Guía Reguladora 1.60 es la forma del diseño espectral histórico utilizado originalmente para el diseño de plantas de energía nuclear, que ahora se consideran

Figura 4-2 presenta los resultados de un importante estudio financiado por NRC para identificar diferencias en las características de movimiento de tierra entre WUS y CEUS

demasiado conservador. En esta figura tanto el desplazamiento espectral (RD) y la aceleración espectral pico (PSA) en 1 segundo se normalizan por PGA.

para movimientos horizontales representante de magnitud 6,5 eventos para sitios genéricos de suelo. El NUREG /

La Figura 4-2. formas de las curvas espectrales para los sitios genéricos que cubren tanto WUS y CEUS (Sandia, 2004).

28 Junto con la diferencia en el PGA entre los sitios WUS y CEUS, estas

altos coeficientes sísmicos. Con unas pocas excepciones, estos problemas impiden

figuras muestran la diferencia drástica en el obstáculo de agitación tal como se

práctica modi fi cación de las ecuaciones de MO para el uso general. El problema para

mide por la aceleración espectral pico en 1 segundo (S 1) o PGV entre un SUM y

presiones activa de la tierra sísmicos se puede superar mediante el uso de, los

un sitio de CEUS. Tales cambios entre los Wu y CEUS también se reflejan en

programas de ordenador disponibles en el mercado limitequilibrium mismo que el

los mapas AASHTO 1000 años.

utilizado para el análisis de estabilidad de la pendiente sísmica. Las versiones actuales de muchos de estos programas tienen la versatilidad para analizar paredes

En vista de las diferencias en las características de movimiento de tierra, por lo

convencionales semi-gravedad, así como MSE, pilote de suelo o paredes ancladas.

tanto Espectros de Respuesta, entre CEUS y WUS, así como la NCHRP

Estos análisis pueden llevarse a cabo para la pared complejo pro fi les, estratigrafía del

recomendación 20-07 proyecto para utilizar la aceleración espectral a una

suelo, la carga de pago, y lateral de carga terremoto pseudo-estática.

1-segundo periodo como el parámetro para de fi nir el nivel y los requisitos para diseño del puente, un estudio de movimiento de tierra centrado se llevó a cabo durante el proyecto NCHRP 12-70 para establecer un enfoque coherente para

En el caso de paredes semi-gravedad, los valores de las cargas de pared

ambos proyectos. El NCHRP estudio de movimiento 12-70 suelo implicado el

earthquakeinduced (P AE) inducida por suelos retenidas se puede calcular a partir de un

desarrollo de una metodología analítica que relaciona PGV y aceleración espectral

análisis de estabilidad límite de equilibrio mediante el cálculo de la carga máxima

en 1-segundo período (S 1) y entre PGV y PGA para CEUS y WUS. Efectos de las

equivalente externo en una cara de la pared (Figura 4-3) correspondiente a un factor

condiciones locales del suelo sobre la relación entre estos parámetros de

de seguridad de 1,0. Este concepto, referido como método el límite generalizada de

movimiento de tierra se evitaron mediante el desarrollo de las relaciones para las

equilibrio (GLE), se puede calibrar de nuevo a una solución MO idealizada para

condiciones NEHRP Sitio Clase B (es decir, la roca con una velocidad de onda de

uniforme sin cohesión volver fi ll, y se ha utilizado en la práctica para reemplazar

corte entre 2.500 y 5.000 pies por segundo), y luego la aplicación de coeficientes de

soluciones MO para los diseños de pared complejos. La línea de acción de la carga

sitio para correcto para las condiciones del suelo. Este desarrollo se llevó a cabo

externa puede asumirse razonablemente en la mitad de la altura de la pared que actúa

utilizando una base de datos de movimiento de tierra disponible, incluyendo

en un ángulo de fricción apropiado. En el caso de MSE o clavo para suelo paredes,

spectrumcompatible tiempo de desarrollo de la historia re fl eja las diferencias en las

evaluaciones internas y externas de estabilidad pueden llevarse a cabo usando

condiciones de WUS y CEUS.

programas de ordenador límite de equilibrio sin el empirismo actualmente asociado con AASHTO Especi fi caciones. Este enfoque ha sido descrito por Ling et al. (1997).

4.2 Desarrollos para muros de contención La siguiente área importante de desarrollo involucrado métodos mejorados para

Se revisaron los programas de ordenador potenciales para evaluar la metodología GLE. Uno de los documentos más valiosos para esta revisión fue un estudio realizado por Pockoski y Duncan (2000) comparación de 10 programas informáticos disponibles para el análisis de equilibrio límite. Programas incluidos en

la estimación de las fuerzas sobre la respuesta y desplazamiento de muros de

el estudio fueron UTEXAS4, PENDIENTE / W, tobogán, XSTABLE, WINSTABL,

contención. El enfoque para evaluar la respuesta de desplazamiento sísmico de

RSS,

muros de contención consistía en el uso de un análisis de estabilidad de equilibrio límite en combinación con los resultados de la demanda sísmica (movimiento del suelo) estudios descritos anteriormente. Se requiere la evolución de análisis en tres áreas, como se discute en las siguientes subsecciones. El objetivo de estos desarrollos fue en métodos racionales para estimar las fuerzas de deformación y de muros de contención ubicados en CEUS y SUM.

4.2.1 generalizadas análisis de equilibrio límite Los problemas y los conocimientos lagunas asociadas con cationes existentes fi AASHTO caciones para la determinación de presión de la tierra sísmica se han resumido en la discusión Capítulo 3. Muchos problemas están asociados con las ecuaciones MO utilizadas para calcular las presiones del terreno activas y pasivas sísmicos para el diseño de la pared. Estos problemas incluyen la incapacidad de las ecuaciones de MO para manejar pared complejo pro fi les, estratigrafía del suelo, y

La Figura 4-3. Limite método de equilibrio para la estimación de presión de tierras activos sísmicos.

29 Caracol, y GOLDNAIL. problemas de ejemplo en el informe Pockoski y Duncan dirigirse paredes ancladas (tieback) diseño y análisis de MSE, clavo para suelo y, y se examinaron cuestiones tales como la facilidad de uso, la precisión y e fi ciencia. Sin embargo, el estudio y Pockoski Duncan consideran las condiciones de carga estática única. Los programas MSEW (basado en AASHTO Especi fi caciones para las paredes MSE) y Ressa (un programa de límite de equilibrio para pistas de suelo reforzado), ambos desarrollados por ADAMA Engineering Inc. (ADAMA, 2005a y b) y con licencia para la FHWA, también se consideraron en este revisión. Una aplicación de la última versión de Ressa se ha ilustrado en un artículo de Leshchinsky y Han (2004) y en comparación con los análisis de FLAC.

En base a la revisión del informe anterior por Pockoski y Duncan, la información de algunos de los proveedores de software, y las conversaciones con varios investigadores y profesionales, el programas de diapositivas, MSEW y Ressa (2.0) que parecía ser el más adecuado para su uso en el desarrollo de metodología analítica del Proyecto. También se realizaron comprobaciones con

La Figura 4-4. Efectos de espacialmente diferentes movimientos de tierra en sísmica coeficiente.

un programa alternativo para con fi rmar la flexibilidad de la metodología que se recomienda para el desarrollo. Ejemplos de aplicación se discuten en el Capítulo 7.

La respuesta de la historia del tiempo de aceleración en diferentes puntos de la masa de suelo será diferente el uno del otro. la actuación total de la fuerza cuando

En el caso de paredes semi-gravedad validación del enfoque GLE con las

se normalizó por la masa del suelo dentro del plano de falla da lugar a un

soluciones MO de forma cerrada se discute en el capítulo 7. estudios paramétricos

equivalente sísmica coeficiente para el diseño de la pared. A medida que la altura

y ejemplos de aplicaciones de diseño a las paredes representativos incluidos los

de la pared de retención y la dimensión lateral del aumento de la masa, un grado

efectos de pared de altura y análisis de deformación (discutido en las Secciones

cada vez mayor de contenido de alta frecuencia del movimiento del suelo será

4.2. 2 y 4.2.3, respectivamente), junto con ejemplos comparativos usando los

eliminado. Por lo tanto, la sísmica coeficiente para la determinación de presión de

métodos existentes de diseño AASHTO, también se discuten en el Capítulo 5 y 6.

la tierra debe ser una función de la altura de la pared, así como una función del contenido de frecuencia de la ficha movimiento del suelo. movimientos de tierra de alta frecuencia ricos tienden a ser más incoherente y resultar en una menor coe fi ciente sísmico. Esta observación también significa que la sísmica coeficiente

4.2.2 Altura del muro dependiente Coef sísmico deficiente

debería disminuir por el contenido bajo, a largo plazo de los registros de movimiento de CEUS en comparación con WUS,

La siguiente área de desarrollo de la metodología de análisis que participan un procedimiento técnico adecuado para la selección del coeficiente sísmico para ser utilizado en el método de equilibrio límite. La práctica actual en la selección del

Este desarrollo analítico para cuantificar los efectos de la incoherencia (también

coeficiente sísmico asume rígida suelo cuerpo respuesta de reposición en el que el

conocida como la dispersión o la dispersión de ondas en este Informe Final) que

coeficiente sísmico se define por la aceleración del suelo pico que ocurre en un

participan uso de una biblioteca de historias de tiempo spectrumcompatible que

punto en el campo libre. Para alturas de pared en exceso de aproximadamente 30

representan una amplia gama de condiciones, incluyendo la magnitud de los

pies, esta suposición de cuerpo rígido puede ser cuestionada.

terremotos, el suelo frente a los sitios de rock, y CEUS frente WUS ubicaciones. Esta información se utilizó para evaluar la dependencia del coeficiente sísmico en la altura de la pared. Coherencia (onda de dispersión) se realizaron análisis, y luego el tiempo

Figura 4-4 presenta dos diagramas esquemáticos que ilustran las cuestiones relativas

de aceleración se integraron historias para diversos mecanismos de fallo para

a la sísmica coeficiente utilizado para la determinación de presión de la pared en

evaluar la relación de sísmica coeficiente frente a la referencia original PGA y la

comparación con el movimiento de campo de libre en un punto sobre la superficie del

aceleración espectral en 1 segundo (S 1). La onda de dispersión de los análisis se

suelo. Por simplicidad, un muro de contención sin masa se utiliza para eliminar la

realizaron para varias alturas de pared (por ejemplo, 30 pies, 60 pies, y las alturas de

respuesta de inercia de la pared de retención, lo que resulta en un problema

100 pies). La variación en el coeficiente sísmico se estableció como una función del

relativamente simple participa en la respuesta inercial del retenido fi ll que actúa sobre la

tiempo, con lo que de fi nir “coe fi ciente historias de tiempo sísmicos” para diferentes

pared. Para este problema la masa del suelo detrás del muro de contención se rige por la

ubicaciones detrás del muro de contención.

incoherencia en el movimiento del suelo en diferentes puntos de la masa de suelo.

30 Una valiosa fuente de material de referencia sobre este tema se ha

Las historias sísmicas resultantes tiempo coeficiente se utilizaron para la realización de Newmark bloque deslizante los análisis para los estudios de deformación de la pared.

documentado en una Tesis Master of Science de la Universidad de

coeficientes sísmicos más significativos para el diseño de presión de la tierra

Washington por Paulsen (2002), donde se desarrolló un análisis bloque

pseudoestática se establecieron relacionando la relación de la aceleración en el análisis

deslizante equivalente Newmark para acomodar las deformaciones

Newmark a un valor de desplazamiento permanente de limitación (dicen a 6 pulgadas) de

adicionales derivados de refuerzo deformación tira y deslizamiento. Sin

los análisis realizados. El producto resultante de este esfuerzo fue tablas de sísmica

embargo, la selección de parámetros para el modelo era empírico y basado en

coeficiente frente PGA para diferentes alturas de pared. Gráficas de pared dependiente de

las calibraciones de las pruebas de la tabla de centrífuga y agitar. Mientras

la altura sísmica coeficiente versus 5 por ciento amortiguado aceleración espectral en 1

que el modelo era prometedor, era insu fi ciente para su puesta en práctica en

segundo (S 1) También se han desarrollado. Las últimas cartas podrían tener un mejor valor

este momento. FLAC análisis también se han realizado para evaluar el

técnico como se comentó anteriormente en relación con las diferencias fundamentales entre

comportamiento de la deformación bajo carga sísmica, y puede ser aplicable

la PGA frente a S 1.

para el análisis de casos especiales. Sin embargo, con respecto a AASHTO Especi fi caciones, la metodología analítica intentado relacionar analiza la propuesta pseudo-estática de equilibrio límite a criterios de rendimiento deformación de un modo empírico, basado en las historias de casos existentes y las pruebas de modelo, y el enfoque descrito por Ling et. Alabama. (1997).

4.2.3 Análisis de deformación Como parte de este esfuerzo, una metodología analítica actualizado fue desarrollado para la estimación de las deformaciones de la pared durante la carga sísmica como una función de la aceleración de rendimiento. Este enfoque se dejó dentro de los vigentes en ese momento (2006) AASHTO Especi fi caciones; sin embargo, la ecuación utilizada para estimar los desplazamientos se basa en una base de datos limitada.

4.3 La evolución de taludes y terraplenes

El siguiente enfoque se tomó de la metodología analítica actualización:

La siguiente área importante de desarrollo involucrado métodos para evaluar el comportamiento sísmico de taludes de corte y terraplenes llenar. En relación con las necesidades de desarrollo de los muros de contención, estas necesidades no eran

1. paredes Semi-gravedad: Utilizando las historias de tiempo calculado asociados con

tan significativa. En la mayoría de los casos metodologías analíticas adecuadas ya

los estudios fi cientes altura pared cientes sísmica, Newmark correderas gráficos de

existían para la evaluación de la respuesta sísmica de taludes y terraplenes, pero

bloques que muestran desplazamientos frente a la relación de la aceleración de

estos métodos no fueron documentados en la AASHTO modi fi caciones LRFD diseño

rendimiento a la aceleración máxima del suelo ( k a / a k max) fueron determinados. (Tenga

de puente, lo que sugiere que gran parte del trabajo relacionado con taludes y

en cuenta que k y es la aceleración que se traduce en un factor de seguridad de 1,0; k máx

terraplenes consistió en adaptar las metodologías actuales en un LRFD especí fi

es la PGA ajustado por efectos de sitio locales. los k máx plazo es equivalente a una s en

cación y el comentario.

el actual AASHTO modi fi caciones LRFD diseño de puente. El coe fi ciente sísmico

A pesar de que las necesidades de desarrollo de taludes y terraplenes fueron

para retener diseño de la pared es comúnmente se define en términos de k en lugar de la PGA para indicar una dimensión sísmica coeficiente. El uso de k para definir

menores que para las otras dos zonas, se requieren tres desarrollos, que se resumen a

coef sísmica fi ciente durante pared de diseño es seguido en este proyecto.) Estas

continuación:

cartas son una función de S 1,

•

Desarrollar un sólido conjunto de tablas de desplazamiento de Newmark para las evaluaciones de desplazamiento pendiente, reflectante diferencias entre ambos WUS y

que se refiere fuertemente a PGV. Las tablas a su vez se utilizaron para reevaluar la

CEUS y la influencia de la altura del talud. En este sentido, el enfoque de análisis fue

idoneidad del factor de reducción de 50 por ciento en pico de aceleración incluidas

similar a la descrita anteriormente para las paredes. Sin embargo, se necesitan

dentro AASHTO para el diseño de la pared pseudo-estática. Como se señaló

parámetros adicionales en el examen de la coherencia de las cargas inerciales sobre los

anteriormente, la reducción del 50 por ciento se basa en criterios de desplazamiento

posibles masas deslizantes, incluyendo el ángulo de inclinación y velocidades de las

horizontal aceptables, donde las paredes están libres para deslizarse. Para las paredes

ondas de cizalla de material pendiente, y parámetros de resistencia que van desde

soportados por pilotes, los límites de desplazamiento deben ser integrados con los

aquellos para los taludes de corte a LLS fi. El programa de análisis utilizado para la

criterios de rendimiento pila asociados con la capacidad de la pila. En estos casos,

dispersión de la onda analiza involucrados QUAD-4M (1994).

también es necesario considerar las cuestiones relativas a acumular fuerzas fijación y su influencia en las aceleraciones de rendimiento del sistema de pared pila.

•

Desarrollar un método de cribado para determinar las zonas que no requieren análisis sísmico. El método de selección depende de una combinación del nivel y

2. MSE paredes: Deformación analiza para evaluar los criterios de rendimiento para las

la duración de los temblores de tierra, la geometría de la pendiente, y la

paredes de MSE son claramente más compleja que para paredes semi-gravedad

capacidad de reserva que la pendiente tiene bajo carga estática. Una

debido a la flexibilidad del sistema de pared.

consideración crítica en

31

•

el desarrollo de un método de selección fue la identificación de potenciales licuado

-

Validación de los gráficos de diseño por análisis numérico.

fi suelos capaces y cómo se manejan estas condiciones en la evaluación.

-

Aplicar procedimientos para un rango establecido de problemas.

Directrices han sido desarrolladas para el proyecto NCHRP 12-49 para el

- Desarrollar normas de revisión de proporcionar una base para la selección de

tratamiento de la estabilidad de LLS enfoque internet, ubicada en licuado fi suelos

alcantarillas y tuberías en relación con su necesidad de una evaluación sísmica

capaces; estos métodos sirven como punto de partida para este proyecto también.

(es decir, definen el “no-análisis requeridos” criterios).

Como no existe un enfoque LRFD para el diseño estático de pistas existe, un comentario

•

Identificar los procedimientos de análisis para el desplazamiento pico suelo.

-

que se dirigió a la selección de parámetros para el diseño de la fuerza estática y sísmica y

Directrices sobre la selección de los parámetros de desplazamiento de tierra pico de diseño (por ejemplo, la distribución espacial de los movimientos del terreno y los

era coherente con los criterios para el diseño de muro de contención fue desarrollado

parámetros de la rigidez del suelo).

como parte de este proyecto.

-

Efectos de hundimiento del suelo de pendiente, la propagación lateral de licuefacción inducida y los asentamientos, y ruptura de la falla.

Basándose en la revisión de la literatura y la identificación de las lagunas de conocimiento que se resumen en los capítulos 2 y 3, el trabajo en pendientes y terraplenes se limitó a las condiciones del suelo y no incluye pendientes rocosas. La

4.4.1 Procedimientos de Análisis para TGD

estabilidad de taludes en roca durante la carga sísmica es controlado por los patrones específicos fi co fracturamiento de la roca, por lo que un enfoque genérico para la evaluación de la estabilidad sísmica de taludes en roca más allá de lo que podría lograrse por este proyecto. Por esta razón, se concluyó que el tema de la estabilidad de taludes de roca durante la carga sísmica deben ser tratadas por evaluaciones de sitio-específico.

La respuesta de una estructura lineal enterrado se puede describir en tres tipos principales de deformaciones: (a) las deformaciones axiales, (b) deformaciones de curvatura, y (c) la ovalización (para la sección transversal circular) o trasiego (por sección transversal rectangular) deformaciones como se muestra en las Figuras 4-5 y 4-6.

Las deformaciones axiales y curvatura son inducidos por componentes de ondas sísmicas que se propagan a lo largo del eje de la alcantarilla / tubo. Actuales

4.4 La evolución de las estructuras enterradas El área final del desarrollo implicaba una metodología para hacer frente a las alcantarillas enterradas y las estructuras de tubos. Se reconoció que el riesgo sísmico para alcantarillas y tuberías enterradas puede clasificarse como causado por cualquiera de desplazamiento del suelo de pico o TGD resultante de la propagación de ondas. Sin embargo, no existía una metodología de diseño sísmico existente o directrices para el diseño de estructuras de alcantarillas de tubería en la Sección 12 de

metodologías de análisis y diseño para tuberías y sistemas de túneles se desarrollaron típicamente para estructuras largas, lineales. Alcantarillas y estructuras de tubos para aplicaciones de transporte, sin embargo, son típicamente de longitud limitada. Para esta condición las deformaciones axial / curvatura transitorios deben generalmente tienen pocos efectos adversos sobre las estructuras de alcantarilla / tuberías y, por lo tanto, puede no ser necesaria disposiciones de diseño y análisis de estos dos modos de efectos TGD. Este supuesto preliminar, sin embargo, se evaluó adicionalmente durante la realización de la fase inicial de este estudio y verificable ed por análisis numérico.

la AASHTO modi fi caciones LRFD diseño de puente.

Diseño y análisis de los procedimientos se han propuesto por algunos investigadores e ingenieros de diseño de tuberías (por ejemplo, gas y agua) o túnel (es decir, el transporte o el agua) sistemas. Aunque algunos de estos procedimientos se pueden utilizar para el diseño y análisis de alcantarilla y las tuberías (por ejemplo, el trasiego transversal / ovalización deformación de la sección), otros no se puede aplicar directamente debido a que (1) alcantarillas y tuberías son típicamente de longitud

La ovalización / deformaciones estanterías son inducidos a lo largo de la sección transversal cuando las ondas sísmicas se propagan perpendicularmente al eje de la alcantarilla / tubo. El diseño y análisis metodología desarrollar por Wang (1993) se puede aplicar fácilmente para alcantarillas con secciones transversales circulares o rectangulares. Por ejemplo, la tabla de diseño simple que se muestra en la Figura 4-7 permite determinaciones rápidas de estanterías deformaciones inducidas alcantarilla / tubería / ovalización.

limitada, (2) alcantarillas y estructuras de tubos se construyen típicamente dentro de un terraplén urbanizada, y (3) las características de desplazamiento máxima del suelo y sus efectos sobre la alcantarilla y las tuberías son fenomenológicamente complejo.

observaciones anteriores han sugerido que los tubos de diámetro más pequeño (o pequeñas alcantarillas de la carretera diámetro) son más resistentes a la ovalización deformaciones que las estructuras de alcantarilla más grandes. Se evaluó una investigación adicional de los factores resultantes en este diferente comportamiento

El desarrollo de metodología analítica para estructuras enterradas involucrado los siguientes elementos principales:

entre las estructuras grandes y pequeñas enterrado. Una vez identificados, estos factores se reflejaron en las directrices de cribado descritos anteriormente. Además, el desarrollo de la metodología analítica propuesta intentó identificar procedimientos

•

Desarrollar procedimientos de análisis para TGD.

simplificados para las secciones no circulares y rectangulares. Se anticipó que serían

- Directrices para la selección de los parámetros de diseño TGD.

necesarios análisis numéricos paramétricos para el desarrollo de estos procedimientos

- Los métodos para estimar trasiego transversal / ovalización deformaciones

simplificados.

(proporcionan gráficos de diseño, así como procedimiento recomendado paso a paso).

32

MBF

La Figura 4-5. deformaciones axial / curvatura.

Otro aspecto importante para la evaluación de los efectos TGD en estructuras / tubería

ducido durante temblores de tierra. Esto es particularmente importante porque dado el

de alcantarilla fue determinar los parámetros de movimiento del terreno de diseño

mismo valor de la PGA, la PGV previsto para CEUS sería típicamente mucho menor

apropiadas para caracterizar los efectos de movimiento de tierra. Desde hace tiempo se

que la de los Wu. Resultados basados ​en el estudio de la PGA frente PGV presentado

ha reconocido que la PGA no es un buen parámetro para estructuras subterráneas

anteriormente en el plan de trabajo para los muros de contención, taludes, terraplenes

enterradas. En su lugar, PGV es un buen indicador de la tierra deformaciones (cepas) in-

y se utilizaron para las estructuras de alcantarillas.

Figura 4-6. Ovalización / extracción deformaciones.

33

La Figura 4-7. Terremoto inducida trasiego transitoria estructural / ovalización deformaciones.

Como consideración final, hay una propuesta en curso (NCHRP Proyecto 15-28)

En general, hay tres pasos principales para la evaluación de los efectos de PGD:

para actualizar el programa de ordenador Cande-89 para incorporar la metodología

(1) determinar los patrones de PGD (es decir, distribuciones espaciales) utilizando las

de diseño LRFD. Cande-89 es una herramienta completa de diseño / análisis para

condiciones del subsuelo específicas de sitio se encuentran en la ubicación de

el diseño de la sección transversal y el análisis (en el dominio planestrain dos

alcantarilla; (2) derivan la contabilización de la dinámica rigidez del suelo adecuado,

dimensiones) de estructuras enterradas, en particular alcantarillas. Los efectos

así como efectos cíclicos (por ejemplo, de ablandamiento debido a la licuefacción y

sísmicos de trasiego transitoria / ovalización deformaciones en alcantarillas y

ciclos de carga repetidos; y endurecimiento debido al aumento de velocidades de

estructuras de tubos deben ser considerados adicional a los efectos normales de

deformación); y (3) evaluar la respuesta estructural a la PGD tomando en

carga y preferiblemente podrían incorporarse en el análisis actualizado CANDE. En

consideración suelo-estructura efectos de interacción.

el capítulo 10 recomendaciones sobre metodologías de diseño sísmico propuestas para ser incorporadas en el programa CANDE están hechos. Se prevé que una opción sería necesaria en el programa CANDE para permitir el desplazamiento del suelo pro fi le como una entrada de carga para el análisis CANDE.

En la estimación de los patrones de PGD para propagación de licuefacción inducida lateral, desplomándose pistas / terraplén, y los asentamientos postliquefaction, los procedimientos desarrollados para muros de contención, pistas, y terraplenes pueden ser utilizados. ruptura de la falla tiene una frecuencia relativamente baja ocurrencia. En general, se di fi culto diseñar para los efectos de la ruptura de la falla a menos que el desplazamiento de fallo es pequeño o la parte posterior fi ll dentro de la envolvente del

4.4.2 Procedimientos de Análisis de deformaciones permanentes de tierra (PGD)

suelo consiste en material compresible principalmente de diseñado adecuadamente para acomodar el desplazamiento de fallo. Como parte de este estudio, las directrices generales sobre la estrategia de diseño para hacer frente a la gran PGD, basado en diversas

Se han propuesto varios enfoques para el análisis o el diseño de sistemas de tuberías (por gas y agua) bajo el efecto de PGD incluyendo aquellos para tener en

experiencias de proyectos anteriores adquirida en túnel y diseño de la tubería, se identificaron.

cuenta los efectos de la propagación lateral liquefactioninduced, deformaciones pendiente (asentamiento), asentamientos postliquefaction, y los desplazamientos de fallo. Existe disparidad signi fi cativa entre estos enfoques. También hay diferentes requisitos de rendimiento y criterios de carga que están siendo utilizados o propuestos para diferentes estudios. Todavía no se han desarrollado una metodología y criterios de diseño regular que sea compatible con otros componentes de las instalaciones de la carretera de las estructuras de alcantarillas y tuberías.

4.5 Resumen En resumen, el plan de desarrollo de metodología analítica propuesto resultó en elementos de productos de trabajo mostrados en la Tabla 4-1. Este resumen es una versión modificada fi cado del Anexo 6 ​del Plan de Trabajo para el Proyecto 12-70 NCHRP.

34 Tabla 4-1. Elementos de productos de trabajo.

Tipo de Investigación

Establecer base para determinar tierra mociones adecuados para CEUS y WUS

Propósito

Identifica enfoque coherente para definir los movimientos de tierra de usar para la evaluación sísmica de muros de contención, terraplenes, laderas y y estructuras enterradas, incluyendo modificaciones que dan cuenta de desplazamientos permanentes.

Desarrollar gráficos de diseño para la estimación de

Proporciona una base racional para la selección de coeficiente sísmico como una función tanto de altura

coeficiente sísmico-Altura dependiente

de la pared y la altura de pendiente para diferentes condiciones del suelo.

Gráficos de actualización del diseño para la estimación de la

Proporciona a los usuarios finales de los medios de estimación de los movimientos de pendiente y de la

pendiente y desplazamientos movimiento de la pared

pared como una función de la aceleración de rendimiento, PGA, y PGV.

Evaluar Idoneidad del límite del programa de

Ofrece a los usuarios finales los medios para mejorar la metodología para establecer las magnitudes del empuje del

ordenador de equilibrio basado en el método de

terreno sísmico de diseño para las condiciones del suelo, mezclados pendientes dorsales empinadas, y los

rebanadas para la determinación de presión lateral

movimientos de tierra alta.

Identificar método para diseñar Walls Nongravity

Establece una base para la estimación de presión de tierras sísmicas para utilizar para el diseño de la pared y

voladizo y muros anclados Uso de Límite de

proporciona un enfoque simplificado para la realización de análisis basados ​en desplazamiento.

Equilibrio y métodos basados ​en Desplazamiento

Revisión base para la estimación del rendimiento

Propone revisiones para diseñar una metodología basada en las conclusiones de las evaluaciones

sísmico de Paredes MSE

llevadas a cabo para este proyecto, según el caso.

Enfoque Documento de Evaluación Sísmica de estabilidad de taludes y terraplenes

Proporciona documentación de equilibrio límite y el enfoque basado en el desplazamiento para la

Desarrollar enfoques de diseño para la

Proporciona una guía de diseño y las especificaciones.

permanente y transitoria de tierra Deformación de alcantarillas y tuberías

evaluación de la estabilidad sísmica de pistas.

35

CAPÍTULO 5 Sísmicos movimientos del terreno

En este capítulo se resumen los resultados de estudios de movimiento de tierra

probabilidad de excedencia en 75 años, lo que corresponde aproximadamente a un

completado para el Proyecto. Los objetivos principales de los estudios de movimiento de

período de retorno de 1.000 años; y (2) un cambio en la forma del 5 por ciento

tierra debían

amortiguado espectro de respuesta en el rango de período más largo. La discusión de estos criterios de carga sísmica en esta sección comienza con una revisión de la

•

Proporcionar una base consistente para establecer el movimiento de tierra para su

actualización a la corriente AASHTO modi fi caciones LRFD diseño de puente.

uso durante el análisis sísmico de muros de contención, taludes y terraplenes y

•

•

estructuras enterradas;

Esta opinión es seguido por un resumen de los rangos de movimientos de tierra que

Newmark tablas de actualización para la estimación de los desplazamientos de tierra

se pueden esperar en varias regiones de los Estados Unidos y luego la variación en

permanentes de muros de contención y taludes para ser consistente con los resultados de

los espectros de respuesta para CEUS frente WUS en base a los criterios

estudios de movimiento de tierra para CEUS y WUS; y

recomendados por el Proyecto 20-07 NCHRP.

Establecer correlaciones entre PGV y aceleración espectral en un período de 1 segundo (S 1) para su uso en los análisis sísmicos de muros de contención, taludes y terraplenes y estructuras enterradas.

5.1.1 Actualización a Criteria AASHTO sísmica de movimiento de tierra criterios de carga sísmica utilizados por el Proyecto 12-70 NCHRP fueron

La información en este capítulo sirve como entrada para los estudios de respuesta

tomados de los criterios se están desarrollando para el diseño sísmico de puentes

sísmica discutidos en los capítulos 6 a 9. Estos resultados también forman la base de

dentro del proyecto NCHRP 20-07 Directrices LRFD recomendados para el diseño

las secciones en el Volumen 2 contiene recomendó especificaciones y los

sísmico de puentes de carreteras ( Imbsen, 2006). En el momento en que se

comentarios en la AASHTO

realiza el trabajo de proyecto NCHRP 12-70, información preliminar proporcionada

modi fi caciones LRFD diseño de puente.

por el subcomité T3 AASHTO fue muy favorable hacia el uso del período de retorno de 1.000 años y el concepto NEHRP forma espectral. En lugar de tomar un

5.1 Criterios de carga sísmica El diseño sísmico de puentes en el (2006) vigente en ese momento AASHTO modi

fi caciones Diseño Puente LRFD se basó en las aceleraciones pico y un espectro

enfoque separado o llevar a cabo un desarrollo dual, el Proyecto de NCHRP 12-70 supone que las recomendaciones NCHRP 20-07 serían adoptados en la reunión de la AASHTO en 2007. Los miembros de AASHTO más tarde adoptó los cambios de movimiento de tierra durante una votación en julio de 2007.

de respuesta apropiada para el sitio. Este mismo enfoque general fue revisado durante el 12-70 Proyecto NCHRP para los análisis sísmicos de muros de contención, taludes y terraplenes y estructuras enterradas. Sin embargo, los criterios de la AASHTO modi fi caciones Diseño Puente LRFD se espera que

Hubo varias buenas razones para utilizar los criterios desarrollados para el

cambie con base en las recomendaciones del proyecto NCHRP 20-07. Los cambios

proyecto NCHRP 20-07 para el diseño sísmico de muros de contención, taludes y

clave recomendadas por el Proyecto NCHRP 20-07 incluyen (1) un cambio en el

terraplenes y estructuras enterradas. En primer lugar, sería coherente con el

período de retorno del movimiento del suelo utilizado para el diseño del puente de

enfoque utilizado por la mayoría de las agencias de transporte y ya utilizado en

la probabilidad del 10 por ciento de excedencia existentes en un período de 50

parte dentro de la corriente AASHTO modi fi caciones LRFD diseño de puente. En

años (es decir, el retorno de 475 años período) a un 7 por ciento

segundo lugar, utilizando los mismos criterios que se desarrollaron para el proyecto NCHRP 20-07, había menos posibilidades de

36 confusión entre las directrices que se utiliza para diferentes partes de un proyecto.

temblores de tierra criterios. El espectro se definió sobre la base de la

Por último, muros de contención, taludes y terraplenes y estructuras enterradas son

aceleración espectral (S un) en tres periodos: 0,0, 0,2 y 1,0 segundos

todos los componentes de la red de transporte y utilizando los mismos criterios

correspondiente al espectro uniformrisk 1000-año para una condición de roca

utilizados por los puentes, no había una base común para juzgar riesgo para el

blanda referencia. Los tres períodos definidos la PGA, corto periodo de

sistema de transporte.

aceleración espectral (S s), y la aceleración espectral en 1 segundo (S 1), respectivamente. Estos valores espectrales son para las condiciones del sitio de roca blanda,

A continuación se resumen los aspectos clave del proyecto NCHRP 20-07 relacionada con

donde la velocidad media onda de corte dentro de los superiores de 100 pies

los criterios de movimiento de tierra:

de geológico pro fi le va desde

1. El terremoto de nivel de seguridad se basa en el programa de mapas de riesgo

2500 a 5000 pies por segundo (pies / seg), que se conoce como Clase sitio B.

sísmico USGS / AASHTO. El nivel de riesgo de movimiento de tierra recomendado era una probabilidad de excedencia del 7 por ciento en 75 años,

4. Las tres ordenadas espectrales anteriores (es decir, a 0,0, 0,2 y

que corresponde aproximadamente a un período de retorno de 1.000 años. El

1.0 segundos) se utilizan para anclar una forma de la curva espectral. Figura 5-1

USGS fue contratado por AASHTO para proporcionar mapas de riesgo de 1.000

muestra el espectro de respuesta de diseño aceleración resultante después de

años y un CD de aplicación.

ajustar el espectro de roca blanda que se hace referencia para los efectos del suelo sitio. Los ajustes de efectos de sitio representan cación fi cador o deampli

2. El mapa y la aplicación de CD, con las especificaciones propuestas desarrolladas por

fi cación del movimiento de rock que se hace referencia a las condiciones del

el equipo de proyecto NCHRP 20-07, fueron utilizados por los distintos

suelo en el sitio. Este método de determinar el espectro es generalmente la

departamentos del puente del estado para los diseños de ensayos. Estos ensayos

misma que la anterior propuesta en el Proyecto de NCHRP 12-49 (NCHRP

se llevaron a cabo en 2006 y la votación para su aprobación por la AASHTO se

Informe 472, 2002) y se ha utilizado tanto en el Código Internacional de

celebró en julio de

Construcción 2003 y 2006 (IBC) para regular el diseño de nuevos edificios. La

2007. Como se señaló anteriormente, esto significa que gran parte del proyecto

principal diferencia con el nuevo enfoque adoptado por la AASHTO en julio de

NCHRP 12-70 tuvieron que proceder sobre la base de que las recomendaciones

2007 desde un punto de vista de movimiento de tierra es que se está utilizando

de NCHRP 20-07 serían adoptadas por la AASHTO.

el período de retorno de 1.000 años, en comparación con el período de retorno de 2.475 años se recomienda en NCHRP 12-49 y el IBC IBC 2003 y 2006 . (El

3. Lo que se recomienda en el informe del proyecto NCHRP 20-07 implicó el

IBC

desarrollo de un espectro de diseño de la superficie del suelo de libre campo que sirvió como punto de referencia básico

La Figura 5-1. espectro de respuesta de diseño construida con el método de tres puntos.

37 Tabla 5-1. Valores de F un en función de la clase de sitio y cartografiado de período corto aceleración espectral.

enfoque de diseño también multiplica el espectro resultante por un factor 2 /

factores que deben aplicarse a los dos ordenadas espectrales para otras

tercero para dar cuenta de la “capacidad de reserva” contra el colapso dentro de

categorías sitio suelo / roca. Tabla 5-1 tabula coeficientes sitio ( F un) en el rango

la mayoría de los edificios.) El procedimiento de AASHTO también implica

corto período de tiempo (es decir, en

anclar el espectro de diseño en el período cero (PGA), basado en un

0,0-segundos y los períodos de 0,2-segundo), y en la Tabla 5-2 tabula coe fi

rendimiento de 1.000 años nivel de peligro periodo. Este enfoque se compara

cientes sitio ( F v) en el período de 1 segundo. (AASHTO posteriormente adoptó

con el IBC que supone que la PGA es igual a 0,4 veces la aceleración espectral

una tabla separada para F PGA para ser aplicado a PGA. Valores de F PGA son los

a 0.2 segundos (es decir, la aceleración espectral período corto, S s). La fi ciente

mismos que F a. Tenga en cuenta también que la AASHTO normaliza PGA sea

sitio coef utilizado por AASHTO para ajustar el valor PGA (F PGA) para varias

adimensional. La versión actual de AASHTO muestra la misma F un y F v

clasificaciones del suelo es idéntico al coeficiente usado para el 0,2-segundos, período corto factor de sitio (F un) recomendado por el Proyecto 12-49 NCHRP y

valores pero sin las unidades de aceleración de la gravedad (g)). Los

utilizado por el IBC.

dos factores de coeficiente sitio se aplican a los tres ordenadas espectrales de la nueva AASHTO 1000 años mapas y CD aplicación para diversas categorías lugar en relación con la referencia de

5. Al igual que en NCHRP 12-49 y el IBC 2006, el documento NCHRP 20-07

condición USGS Sitio Clase B.

previstas dos mesas para el sitio de modi fi cación

Tabla 5-2. Valores de F v como una función de la clase de sitio y mapeado 1 segundo periodo de aceleración espectral.

38

-

La ordenada espectral a 0,2 segundos define un fl en la meseta con una

La figura 5-2 muestra los resultados de este análisis; Tabla 5-3 tabula estos

aceleración espectral constante. Esta rama aceleración constante de la curva

resultados. La figura muestra los claramente diferentes formas de los espectros de

espectral comienza a 0,2 T s dónde

respuesta en CEUS frente al WUS. En esta figura, las curvas espectrales para

T s se define por la relación de S un a 0.2 segundos a S un en 1 segundo. El

sitios ubicados en los WUS más activos son mostrados por las líneas continuas, y

límite de período largo del espectro se rige por la intersección de la rama

los sitios para el CEUS menos activo se denotan mediante líneas de trazos. La

aceleración constante de la curva y la disminución de rama aceleración

diferencia entre WUS y CEUS se produce a lo largo de un límite distintivo (véase la

espectral de la curva del espectro de respuesta anclado en la 1-segundo

figura 4-1) a lo largo de las Montañas Rocosas de Estados Unidos. Al oeste de este

de ordenadas.

límite se conoce como el WUS más actividad sísmica, y este es el CEUS menos activo. En general, temblor de tierra es mayor en WUS en comparación con CEUS,

-

La gama de periodo largo (disminuyendo la aceleración espectral) es definida

especialmente en períodos más largos (por ejemplo, 0,5 segundos o más).

por la ordenada espectral a 1 segundo, junto con el supuesto de que la forma de la curva es inversamente proporcional al periodo ( T); es decir, S un α 1 / T. Esta 1 / T disminución es consistente con la suposición de la velocidad espectral constante. También corresponde con un desplazamiento espectral que

Otras observaciones con respecto a la variación de la intensidad de movimiento de

aumenta linealmente con el período de movimiento. (Tenga en cuenta que la

tierra entre CEUS y WUS también se hicieron desde el estudio de sensibilidad, tal como

corriente IBC 2006 tiene una disposición adicional en la que el 1 / T disminuir

se resume aquí. Estas observaciones tienen la forma adecuada a la demanda espectral

cambia a un 1 / T 2 disminución. El período de este cambio difiere a través de

en el periodo de 1 segundo, siguiendo el enfoque adoptado en el Proyecto de NCHRP

los Estados Unidos, que van desde 4 segundos a 16 segundos. El cambio de

20-07, que hace uso de la demanda espectral a 1 segundo para cuanti fi cación de la

1 / T a 1/ T 2 se introdujo para el diseño de estructuras de período largo, tales

categoría de diseño sísmico.

como edificios de varios pisos, y por chapoteo de depósitos de agua de gran diámetro. Un enfoque similar no ha sido tomada por la AASHTO para el diseño de puentes de periodo largo. Los mapas en IBC 2006 no son

1. En general, la agitación nivel movimiento del suelo esperado en período de 1

aplicables debido a que representan un período de retorno de 2.475 años en

segundo (S 1), tal como se mide por la aceleración espectral 5 por ciento

comparación con el período de retorno de 1.000 años de ser recomendado

amortiguada para WUS varía típicamente de 0,3 a

dentro de los nuevos mapas de AASHTO. Se presume que el diseño sísmico

0,6 g. En contraste para CEUS, el nivel de agitación es mucho menor para S 1 -normalmente

de puentes de tramo largo utilizaría métodos de evaluación fi co

no más de 0,2 g, incluso para zonas sísmicas activas relativas cerca de las ciudades

sitio-específica en ausencia de mapas similares a los de 2006. IBC)

de Memphis y Charleston. Para muchos de los centros de población, incluyendo Nueva York y Boston, S 1 es muy por debajo de 0,1 g, a menudo siendo 0,05 g o menos.

2. Parece que hay una gama más amplia en los temblores de tierra para los sitios de CEUS en comparación con WUS. Por ejemplo, el diseño S 1 para Seattle o Salt Lake City es aproximadamente el 50 por ciento de San Francisco y Los Ángeles,

5.1.2 Rango de los temblores de tierra Los niveles en los Estados Unidos para referenciada Rock suave

las regiones más activas. En contraste para CEUS, la población se centra en el noreste

Un análisis de sensibilidad se llevó a cabo durante el Proyecto NCHRP 12-70 para determinar el suelo sacudiendo niveles para la

período de retorno de 1.000 años en diversos lugares de los Estados Unidos. Sitio condición de referencia roca blanda Clase B se utilizó para llevar a cabo este análisis. El propósito del estudio fue establecer el rango de los niveles de los temblores de tierra que se deben considerar durante el diseño sísmico de muros de contención, taludes y terraplenes y estructuras enterradas-basa en las recomendaciones dadas en el proyecto NCHRP 20-07. Los espectros de peligro 1.000 años utilizado en este estudio de sensibilidad se generaron mediante el uso de la página web interactiva USGS, en lugar de los resultados del Programa de Cartografía USGS de 1.000 años. Aunque el programa USGS estaba muy cerca de su final en el momento de este trabajo, los resultados de los datos de 1.000 años no estaban disponibles en el momento en que se realizaron los análisis (otoño de 2005). Apéndice C proporciona información básica sobre el sitio web interactivo USGS.

La Figura 5-2. La variación en el índice de referencia espectros roca blanda de 1.000 años en los Estados Unidos.

39 Tabla 5-3. 1000 años de la roca blanda ordenadas espectrales.

5% de aceleración amortiguado espectral (g)

Sitios WUS

Colón

0,952

0,397

0,200

0,406

0,101

0,040

0,015

0,091

1.995

0,916

0,474

0,910

0,240

0,094

0,031

0.20

1,431

1,405

0,985

1.139

0,116

1,687

0,746

0,407

0,713

0,184

0,090

0,033

charlestón

Minneapolis

Nueva York

0,051

0,986

Evansville

0,492

0,861

Memphis

0,443

1,306

nuevo Madrid

0,593

1.107

Fénix

0,607

0.10

Salt Lake City

los Angeles

0.01

Período (Segunda)

Seattle

San Francisco

Sitios EUS

0.30

1,361

1.393

0,856

1,034

0,102

1,368

0,588

0,326

0,547

0,132

0,077

0,030

0.50

1.102

0,998

0,647

0,776

0,071

0,920

0,391

0,220

0,348

0,078

0,059

0,024

1.00

0,686

0,671

0,328

0,433

0,039

0,437

0,191

0,113

0,158

0,038

0,038

0,016

2.00

0,363

0,247

0,149

0,194

0,021

0,190

0,085

0,052

0,066

0,017

0,021

0,010

7.9

7.9

7.2

7.0

6.6

7.7

7.7

7.7

7.3

7.0

7.7

7.7

11.5

12.0

7.0

1.7

171,0

17.2

59,7

164,2

23.5

413,9

616,6

939,3

Magnitud DEAg en 1 segundo

DEAg Distancia (Km)

Nota: Los valores espectrales se muestran en negrita corresponden a los puntos S DS y S D1 en la Figura 5-1.

son menos del 25 por ciento de lo que se esperaría para Memphis y

Las formas espectrales se muestran en la Figura 5-3 reflejan las variaciones en las formas

Charleston (sin considerar la mucho mayor agitación a la ubicación en

espectrales (es decir, espectros de respuesta después de la normalización por el PGA diseño)

el epicentro de New Madrid).

a través de los Estados Unidos para un suave condición roca clasi fi ed referencia como sitio de clase B por el USGS. Sin embargo, para los sitios donde se producen depósitos de suelo,

La relación entre las aceleraciones espectrales en 1 segundo y el PGA se

los espectros de roca blanda tiene por qué ser modificados con el fin condiciones locales del

observa también a diferir entre el CEUS y el WUS. Una buena regla empírica

suelo sitio. Para los sitios de suelo típico (comúnmente encontradas en las condiciones de

es suponer que para el suelo de roca blanda Clase B temblor, PGA está

diseño prácticas), tiende a haber un mayor nivel de ampli fi cación para el período intermedio

relacionado con S 1 por la siguiente relación: (1) WUS Clase B Rock Sitios,

de respuesta alrededor de 1 segundo.

PGA ≈ S 1;

y (2) CEUS Clase B Rock Sitios, PGA ≈ 2S 1.

Se evaluaron los efectos de suelo local ampli fi cación en las formas espectrales se muestran en la Figura 5-3 también. Siguiendo las directrices del Proyecto NCHRP

5.1.3 Variación de las formas espectrales de suelo y roca sitios en WUS frente a CEUS Los espectros de respuesta de diseño se muestra en la sección anterior se han

20-07, se hicieron ajustes para las ordenadas espectrales a 0.2 períodos (cortas) y 1-segundo (largo). Para esta evaluación un factor de ajuste para las condiciones del sitio Clase de Sitio E (arena suelta o arcillas blandas con V s < 650 pies / seg.) Se utilizó para evaluar los efectos potenciales máximos de ampli suelo fi cación en las formas

desarrollado desde el sitio web USGS Mapeo de Amenazas para las condiciones de roca

espectrales. A niveles más bajos que sacuden donde se produce la máxima sitio ampli

blanda que se hace referencia. Figura 5-3 presenta los formas de curva espectral normalizada

fi cación, los factores de ajuste sitio eran 3,5 y 2,5, respectivamente, para el corto

para los espectros se muestra en la Figura 5-2.

período y los factores de ajuste de periodo largo.

Las diferencias entre las formas de las curvas espectrales para CEUS (mostrado en líneas de trazos) frente a WUS (mostrado en líneas continuas) es bastante evidente en

Figura 5-4 muestra tres formas de curva espectrales desarrollados a partir de los

esta figura. Más allá de aproximadamente 0,3 segundos, las ordenadas para los sitios de

estudios de sensibilidad anteriormente discutidos. Estas tres curvas se utilizan para

CEUS son generalmente alrededor de la mitad de las ordenadas de los sitios de WUS

ilustrar las variaciones en las formas de las curvas espectrales después de permitir

para el mismo período, con la excepción de la Columbus, Ohio y el Minneapolis,

que las diferencias entre CEUS y movimientos de tierra WUS, así como entre la roca

Minnesota sitios. Estos sitios son extremadamente lejos de fuentes sísmicas son

y del sitio suelo efectos. Los tres curva espectral da forma de fi ne una cota superior

conocidos y de los niveles extremadamente bajos de diseño agitación.

(UB), cota inferior (LB), y el intermedio (Mid) forma- espectrales que representan la combinación de variaciones sismológicos

40

La Figura 5-3. curva espectral da forma a partir de los espectros presentados en la Figura 5-2.

(Es decir, entre WUS y CEUS) y posibles variaciones de las condiciones del suelo (es decir, la categoría B, C, D, y E sitios).

•

La forma de mediana curva espectral es el espectro de roca blanda desarrollado directamente para San Francisco

La representación física de las tres formas se muestra en la Figura 5-4 es: Las ordenadas curva espectral en 1-segundo período ahora reflejan un factor de aproximadamente 4,5 variación entre la UB frente a las condiciones de agitación LB reflejando

• •

La forma de la curva espectral LB fue desarrollado a partir del espectro roca blanda para el

ampli fi cación del período intermedio (es decir, aproximadamente 1 segundo) movimiento

sitio de la ciudad de Nueva York, un sitio de CEUS.

debido a sitio de efectos de respuesta del suelo. Como se discute más adelante, los

La forma de la curva espectral UB fue desarrollado para un sitio de San Francisco, un

movimientos compatible espectro serán generados para las tres formas de la curva

sitio WUS, después de aplicar el factor suelo Clase sitio D con el espectro de roca

espectrales que entonces se utilizarán para la pendiente y la pared de retención de dispersión

blanda referencia de San Francisco.

La Figura 5-4. formas de las curvas espectrales adoptadas para posteriores estudios de movimiento de tierra.

41 (Coherencia) analiza. Los análisis de dispersión se utilizan para examinar los

•

factores de aceleración media altura dependientes.

verticales);

•

5.2 Desplazamiento Newmark correlaciones La siguiente sección proporciona un resumen del trabajo realizado para

Incluir más de 1.800 registros de movimientos fuertes (componentes horizontales y

Contener los registros de la reciente (antes de 2001) terremotos de gran magnitud en todo el mundo (acontecimientos en Japón, Turquía y Taiwán);

•

Representar a los registros del terremoto en WUS y CEUS; y

•

Contener registros de terremotos para condiciones de roca y suelo del sitio.

perfeccionar correlaciones Newmark-desplazamiento que se utilizarán en los muro de contención, taludes y terraplenes, y enterrado estructuras análisis discutidos en

Esta base de datos de movimiento fuerte se ha utilizado para actualizar las correlaciones

capítulos posteriores. Estas correlaciones a menudo se presentan en forma de

entre el desplazamiento sísmico permanente (Newmark correderas Método de Bloqueo) y

gráficos o ecuaciones que pueden ser utilizados por el diseñador para estimar la

fuertes características de registro de movimiento desarrollados durante el proyecto NCHRP

cantidad de desplazamiento en base a una relación de aceleración en un sitio. La

12-49. La actualización implicó que representa la base de datos mucho más grande en

relación de aceleración se define como la relación de la aceleración a la que una

comparación con la base de datos limitada utilizado por Martin y Qiu (1994) en el desarrollo de

pendiente o muro de contención comienza a deslizarse a la aceleración máxima del

los gráficos que se muestran en el informe del proyecto NCHRP 12-49. La base de datos

suelo. La corriente AASHTO

también se utilizó para comprobar relaciones para PGV en base a S 1, como se describe más adelante en este capítulo.

LRFD Puente Especificaciones de Diseño tiene una discusión del método de Newmark en el Apéndice A de la Sección se han hecho 11. Varios cambios de la relación Newmark. Una de las relaciones más recientes se ha desarrollado como parte del proyecto NCHRP 12-49 (Informe NCHRP 472, 2002). Las siguientes

5.2.2 Descripción de la base de datos de movimiento de tierra

subsecciones presentes re fi refinamientos a la NCHRP 12-49 trabajo basado en una base de datos de movimiento fuerte que cubre CEUS, así como WUS.

La base de datos de movimiento del suelo se desarrolló a partir de la fuerte movimiento catálogo compilado como parte de los Estados Unidos Comisión de Regulación Nuclear (NRC) publicación NUREG / CR-6728 Bases técnicas para la revisión

de la Guía Reguladora de Diseño movimientos del suelo específicos del peligro y de

5.2.1 Enfoque para la Actualización de Gráficos Newmark Un paso importante en el establecimiento de criterios de rendimiento para fines de

movimiento de tierra Directrices Spectra-Riesgo consistente ( McGuire et al., 2001). El catálogo está disponible en dos CDs, uno para WUS y el otro para CEUS. Los datos se compilaron en términos de magnitud, la distancia y contenedores de tipo de suelo, como sigue:

diseño es estimar el desplazamiento de una estructura de retención o pendiente debido al sismo de diseño. Cuando una historia momento del terremoto diseño está disponible, desplazamientos earthquakeinduced se pueden calcular utilizando el método de bloque

•

Dos regiones: WUS y CEUS;

deslizante de la Newmark. Este enfoque implica la integración de la ficha terremoto dos

•

Dos condiciones del lugar: roca y suelo;

veces para la región por encima de la aceleración de rendimiento, donde la aceleración de

•

Tres contenedores de magnitud: 4,5-6, 6-7, y 7-8; y

rendimiento es el punto donde el factor de seguridad en deslizamiento es 1,0. Para

•

Cuatro contenedores distancia: 0-10 km, 10-50 km, 50-100 km y 100-200 km.

estructuras de retención o diseños de pendiente de rutina, sin embargo, una historia de tiempo de movimiento de diseño a menudo no está disponible, y el diseñador se basa en

Los registros de terremotos se distribuyen razonable en el rango de interés

los parámetros de movimiento de diseño tales como PGA y PGV.

práctico. Figura 5-5 muestra la distribución de los fuertes registros de movimiento en el catálogo.

Cada registro incluye los siguientes datos:

La investigación ha demostrado que existe una correlación razonable entre estos parámetros de movimiento de tierra y desplazamiento permanente calculado a partir del método de Newmark. Una relación que se ha desarrollado para el

•

Aceleración, velocidad y tiempo de desplazamiento historias;

proyecto NCHRP 12-49 se actualiza utilizando los registros de los terremotos

•

desplazamiento relativo, velocidad relativa, la velocidad relativa de pseudo,

recientes. Para establecer una relación a nivel nacional para el desplazamiento

aceleración absoluta, y la pseudo espectros de aceleración absoluta (5 por

permanente, era necesario el uso de movimientos del terreno con características representativas de CEUS y WUS registros del terremoto en los análisis.

Se utilizó una base de datos de registros de movimientos sísmicos fuertes para estudiar los

ciento amortiguado); y

•

Intervalo de tiempo y la duración de la intensidad de Arias para varias gamas.

Cabe señalar que, debido al número limitado de grabaciones al este de las

criterios de diseño de movimiento de tierra para el proyecto NCHRP 12-70. Las principales

Montañas Rocosas, la mayoría de los registros de CEUS se basan en los registros

características de esta base de datos:

WUS con un factor de escala.

42

Figura 5-5. Distribución de la magnitud y la distancia de la fuente para los registros en el Catálogo de USNRC terremoto.

5.2.3 Datos desplazamiento permanente desplazamiento permanente es una característica de la fuerte grabar el movimiento, así como la relación de la aceleración rendimiento estructura a la aceleración máxima del suelo en la masa deslizante ( k a / a k max) de la estructura sujeto. El uso de las fuertes registros de movimiento en el catálogo NRC,

Newmark deslizamiento método de bloques para el cálculo de los desplazamientos permanentes debido a las historias de tiempo de terremotos.

Base de datos de Microsoft Access 5.2.4 Para evaluar las correlaciones entre los diferentes parámetros del catálogo terremoto

desplazamientos permanentes se han calculado para k a / a k máx valores en el intervalo

NRC, una base de datos ha sido desarrollado. La base de datos consta de dos tablas, una

de 0,01 a 1. Un esquema de desplazamiento no simétrico se supuso en estos

para el almacenamiento de la información básica de grabación (INFOTAB), y una segunda

análisis, lo que significa que el desplazamiento se produce en una dirección y no es

tabla (NEWMARK) para el almacenamiento de datos de desplazamiento permanentes.

reversible. Figura 5-6 muestra el concepto de la

Figura 5-7 muestra un diagrama esquemático para el movimiento de tierra

Figura 5-6. Ilustración del método de Newmark bloque deslizante para la estimación del desplazamiento permanente debido al terremoto.

43 registros tienen amplitudes más altas en alta frecuencia (lowperiod) varía. •

La diferencia en la forma espectral entre WUS y registros de CEUS es más evidente para los discos de rock.

•

Tener mayores amplitudes en períodos largos implica que para el mismo PGA, los registros del terremoto en WUS tendrán mayor PGV, por lo tanto, la inducción de desplazamientos más grandes en la estructura.

5.2.6 Correlación entre PGV y S 1, PGA y M Varios correlaciones entre los parámetros PGV y otra de movimiento de tierra tales como S 1, PGA, y M se desarrollaron durante este estudio. Después de revisar las publicaciones recientes relacionadas con este tema, una forma revisada de una correlación PGV sugerido por Abrahamson (2005) para la estimación de los PGV de aceleración espectral en un segundo (S 1) fue seleccionado para su uso, como se discute en la Sección 5.3.

Se espera que en el futuro, USGS publicará valores PGV recomendadas para los diferentes lugares a nivel nacional. En ese caso el S 1- correlación PGV será sustituido en favor de los valores de diseño PGV, y los diseñadores pueden utilizar Newmark correlaciones de desplazamiento utilizando directamente los valores PGV recomendadas-USGS.

La Figura 5-7. Fuerte información de movimiento modelo de base de datos.

5.2.7 Newmark bloque deslizante de desplazamiento correlaciones Varios investigadores han propuesto diferentes correlaciones para predecir el

base de datos de información, y en la Tabla 5-4 proporciona una descripción de cada campo

desplazamiento permanente de las estructuras de tierra sometidos a la carga sísmica.

en la base de datos Access. La base de datos desarrollada puede utilizarse para fi ciente

Un resumen y comparación de algunas de estas correlaciones se pueden encontrar en

explorar correlaciones entre diferentes características de registro. También puede usarse para

un artículo de Cai y Bathurst (1996). La mayoría de estas correlaciones se basan en los

preparar conjuntos de datos requeridos para diversos análisis estadísticos.

resultados de bloque deslizante Newmark directa análisis en un conjunto de registros de movimientos fuertes.

5.2.5 Características aceleración espectral

Martin y Qiu (1994) utilizaron la siguiente forma general para la estimación de Newmark desplazamiento:

Para comparar los registros de movimientos fuertes de diferente región, la magnitud y contenedores de tipo de suelo, la aceleración espectral normalizada y los gráficos de densidad relativa normalizadas se representan gráficamente para cada bin. Se calculó el espectro medio para cada condición regionsite para diferentes rangos de magnitud. Los espectros normalizados medios se presentan en las Figuras 5-8 y 5-9.

Resultados en las figuras 5-8 y 5-9 muestran las siguientes tendencias:

•

Los registros con magnitudes superiores generalmente tienen una mayor amplitud en el

dC = kk (

Los registros de WUS y CEUS generalmente tienen diferentes formas espectrales. registros WUS tienen amplitudes más alto normalizados en la frecuencia inferior (a largo plazo) varía, mientras que CEUS

máx

) ( 1 - kky

máx

)

un2

AVun3 M un4

( 5-1

un5

)

El uso de una base de datos de registros de terremoto con una rango de magnitud entre 6,0 y 7,5, publicado por Hynes y Franklin (1984), Martin y Qiu concluyeron que la correlación con METRO

(Magnitud) es insignificante. La siguiente ecuación simplificada fi fue propuesto por Martin y Qiu y adoptado en NCHRP 12-49 Proyecto:

re = 6 .82

rango de período largo.

•

un1

y

( kky

máx

)

- 0 .55

( 1 - kky

máx

)

5 .08

dónde d = desplazamiento permanente en pulgadas, k y = aceleración de rendimiento,

AV- 0 .86

- 0 . 886

M. 1 66

( 5-2

)

44 Tabla 5-4. Descripción de los diferentes campos en la base de datos de acceso de movimiento de tierra.

Mesa

Descripción

Campo

INFOTAB

NO

número de evento terremoto

INFOTAB

TERREMOTO

nombre del evento terremoto

INFOTAB

AÑO

evento años

INFOTAB

MODY

Fecha del evento

INFOTAB

HRMN

Hora del evento

INFOTAB

REVISTA

magnitud del sismo

INFOTAB

PROPIO

propietario de la estación

INFOTAB

STNO

Número de Estación

INFOTAB

ESTACIÓN

Nombre de estación

INFOTAB

DIST

Distancia mínima de la fuente

INFOTAB

GEOM

Geomatrix código de clasificación sitio

INFOTAB

USGS

código de clasificación sitio de USGS

INFOTAB

HP

Filtro de frecuencia de corte, alta

INFOTAB

LP

Filtro de frecuencia de esquina, baja

INFOTAB

PGA

aceleración pico

INFOTAB

PGV

velocidad máxima del terreno

INFOTAB

PGD

desplazamiento del suelo Pico

INFOTAB

DUR

Duración

INFOTAB

NOMBRE DEL ARCHIVO

Nombre del archivo de registro

INFOTAB

PAA1S

Pseudo espectral aceleración en 1 segundo

INFOTAB

PRV1S

velocidad relativa Pseudo en 1 segundo

INFOTAB

RD1S

desplazamiento relativo en 1 segundo

INFOTAB

PAAMAX

seudo pico aceleración espectral

INFOTAB

PRVMAX

seudo Pico velocidad relativa

INFOTAB

RDMAX

desplazamiento relativo Pico

INFOTAB

Dur95

5% -95% duración intensidad Arias

INFOTAB

REGIÓN

Región (SUM o CEUS)

INFOTAB

SITIO

Tipo de sitio (suelo / roca)

NEWMARK

NOMBRE DEL ARCHIVO

Nombre del archivo de registro

NEWMARK

REGIÓN

Región (SUM o CEUS)

NEWMARK

SITIO

Tipo de sitio (suelo / roca)

NEWMARK

DIR

dirección Record (horizontal / vertical)

NEWMARK

REVISTA

magnitud del sismo

NEWMARK

PGA

aceleración pico

NEWMARK

KYMAX

k a / a k max ( relación de aceleración rendimiento a PGA)

NEWMARK

DISP

Calculado permanente (Newmark) desplazamiento

Nota: Las definiciones Roca / Suelo ≈ A y B para el rock, C, D y E para suelos basado en la clasificación NEHRP.

k max = la aceleración sísmica máxima en el bloque deslizante, A = aceleración del terreno de pico (en / sec 2), y V = velocidad de tierra pico (en / seg).

() = +

Iniciar DBB sesión

0

+

1

Iniciar( kk sesión y máx

segundo 3 l oog ( k máx

)+

- kky ( 1sesión ) + segundo 2 Iniciar

segundo Iniciar( PGV sesión 4

máx

)

)

( 5-3

El uso de una transformación logarítmica de los datos ayudó a estabilizar la Una correlación basado en la ecuación (5-2), pero en forma logarítmica, se utilizó para la estimación de Newmark desplazamiento de aceleración del terreno

varianza de los residuales y normalizar las variables, mejorando por lo tanto la correlación en toda la gama de los parámetros.

de pico y la velocidad de pico del suelo. Escribir la ecuación (5-2) en forma logarítmica dio como resultado la siguiente ecuación:

Los coeficientes para la ecuación (5-3) se estimaron usando análisis de regresión. Los datos de desplazamiento permanentes de

)

45

Figura 5-8. aceleración espectral normalizada promedio para discos de rock.

Figura 5-9. aceleración espectral normalizada promedio para los registros del suelo.

46 la base de datos se ha mencionado anteriormente se utilizaron en el análisis de regresión.

modi fi ed por el factor de Clase de Sitio para la aceleración máxima del suelo ( F PGA). La

Los análisis de regresión se realizaron para diferentes regiones (WUS / CEU) y condiciones

corriente AASHTO modi fi caciones Diseño Puente LRFD de fi ne la PGA sitio ajustados

del lugar (rock / suelo), resultando en cuatro correlaciones diferentes. Las correlaciones se

como UN s. Para este proyecto k máx

presentan en las ecuaciones (5-4) a (5-7). Las unidades en las ecuaciones (5-4) a (5-7) son

se utiliza en lugar de UN s para ser consistente con la práctica común en ingeniería

de desplazamiento ( re) en pulgadas, PGA en gramo, y PGV en en / seg. WUS-Rock:

geotécnica terremoto de utilizar k como la sísmica coeficiente durante las evaluaciones de presión tierra y de estabilidad de taludes sísmicos.

() =

1 .55 0- 75. Iniciar sesión ( kky

Iniciar re sesión -

-

0 .76

Iniciar( ksesión máx )

máx

)+

3 .05 Iniciar sesión

( 1 - kky

mamá xx

+ 1 .56 Iniciar sesión ( PGV )

) ( 5-4

5.2.8 Comparación entre correlaciones )

Una comparación entre las correlaciones para las diferentes regiones y en el lugar se ha realizado. La comparación se llevó a cabo para dos casos, suponiendo

con un error estándar de 0,22 log 10 unidades. WUS-Suelo:

PGV (en / seg) = 30 × PGA (en / sec 2) y PGV (en / seg) = 60 × PGA (en / sec 2), respectivamente. Estas comparaciones se muestran en las figuras 5-10 a través 5-17. Los resultados

() =

1 .56 0- 72. Iniciar sesión ( kky

Iniciar re sesión -

-

0 .87

Iniciar( ksesión máx )

máx

sesión ( 1 - kky ) + 3 .21Iniciar

mamá xx

+ 1 .62 Iniciar sesión ( PGV )

) ( 5-5

de estas comparaciones se resumen de la siguiente manera:

) •

con un error estándar de 0,22 log 10 unidades.

suelo para la región de WUS [ecuaciones (5-4) y (5-5)] para PGV = 30 × k máx y

CEUS-Rock:

() =

PGV = 60 × k max, respectivamente.

1 .31 0- 93. Iniciar sesión ( kky

Iniciar re sesión -

-

0 .46

Iniciar( ksesión máx )

máx

)+

4 .52 Iniciar sesión

( 1 - kky

mamá xx

+ 1 .12 Iniciar sesión ( PGV )

) ( 5-6

•

Las figuras 5-14 y 5-15 comparar WUS-Rock y CEUS-Rock correlaciones [las ecuaciones (5-4) y (5-6)].

•

1 .0 49- 75. Iniciar sesión ( kky

-

= 60 × k max, respectivamente.

•

CEUS-Suelo:

() =

Las figuras 5-12 y 5-13 muestran la comparación entre la roca y suelo correlaciones forCEUS región [ecuaciones (5-6) y (5-7)] forPGV = 30 × k máx andPGV

)

con un error estándar de 0,31 log 10 unidades.

Iniciar re sesión -

Las figuras 5-10 y 5-11 muestran la comparación entre las correlaciones de roca y

0 .85

Iniciar( ksesión máx )

máx

sesión ( 1 - kky ) + 3 .62Iniciar

+ 1 .61 Iniciar sesión ( PGV )

mamá xx

) ( 5-7

con un error estándar de 0,23 log 10 unidades. Cuando se utilizan las ecuaciones anteriores, el término k máx es el pico aceleración del suelo coeficiente (PGA) en la superficie del terreno

Las figuras 5-16 y 5-17 muestran la comparación entre Martin-Qiu correlación y WUS-Rock correlación [ecuaciones (5-2) y (5-4)].

) Estas comparaciones muestran que la correlación CEUS-Rock da lugar a desplazamientos más pequeños en comparación con otras correlaciones, incluyendo la correlación Martin-Qiu. Debería ser

Figura 5-10. Comparación entre correlaciones WUS-de suelo para PGV WUS-Rock y = 30 k máx.

Figura 5-11. Comparación entre correlaciones WUS-de suelo para PGV WUS-Rock y = 60 k máx.

Figura 5-12. Comparación entre CEUS-Rock y CEUS-suelo correlaciones para PGV = 30 k máx.

Figura 5-13. Comparación entre CEUS-Rock y CEUS-suelo correlaciones para PGV = 60 k máx.

48

Figura 5-14. Comparación entre WUS-Rock y CEUS-Rock correlaciones para PGV = 30 k máx.

5.2.9 Con Nivel confianza

observaron que las correlaciones para otras regiones (es decir, CEUSSoil, WUS-Rock, y WUS-Soil) dan lugar a niveles de desplazamiento relativamente

Las correlaciones de desplazamiento discutidos en las secciones anteriores se

similares ligeramente mayor que la correlación Martin-Qiu.

basaron en una curva de regresión media en los datos observados. Para fines de diseño un nivel más alto con fi anza de la curva media (la curva media corresponde a

En consecuencia correlaciones se combinaron para estos datos conducen a una

50 por ciento nivel de confianza con fi) se selecciona a menudo. Una práctica común

correlación de desplazamiento media dada por:

es usar la curva media más una desviación estándar, que corresponde

Todos los datos, excepto CEUS-Rock:

() =

1 .51 0- 74. Iniciar sesión ( kky

Iniciar re sesión -

-

0 .80

Iniciar( ksesión máx )

aproximadamente a un nivel de confianza fi con de 84 por ciento. Las figuras 5-18 y máx

)+

3 .27 Iniciar sesión

+ 1 .59 Iniciar sesión ( PGV )

( 1 - kky

mamá xx

) ( 5-8

5-19 muestran los intervalos de confianza del 84 por ciento para el desplazamiento

)

permanente basado en sitio ajustados pico aceleración del suelo coeficiente de 0,3 y PGV = 30 × k máx y

con un error estándar de 0,23 log 10 unidades.

Figura 5-15. Comparación entre WUS-Rock y CEUS-Rock correlaciones para PGV = 60 k máx.

49

Figura 5-16. Comparación entre Martin-Qiu y correlaciones WUS-de suelo para PGV = 30 k máx.

PGV = 60 × k max, respectivamente, con respecto a la curva media de diseño dado por la ecuación (5-8).

5.3 Correlación de PGV con S 1 Un procedimiento para establecer la PGV para el diseño de la aceleración

5.2.10 Recomendaciones de diseño Para las aplicaciones de diseño, la ecuación (5-8) para los sitios de suelos y rocas

espectral en un segundo (S 1) También fue desarrollado para el proyecto. Para estructuras de tierra y enterrados, PGV proporciona una medida directa de la deformación del suelo (en contraposición a los temblores de tierra parámetros

para WUS y CEUS y la ecuación (5-6) para los sitios de rock CEUS se recomiendan.

representados por la amplitud espectral) y es un parámetro más significativo que PGA

Las curvas de regresión se muestra en la figura 5-18 y la Figura 5-19 sugieren que

o aceleraciones espectrales para el diseño contra carga cinemática inducida por

los niveles de confianza del 84 por ciento en evaluaciones de desplazamiento podrían

deformación del suelo. También PGV es un parámetro clave que se utiliza para el

razonablemente aproximados multiplicando la curva media por un factor de 2.

análisis de Newmark deformación, como se describe en la Sección 5.2.

Figura 5-17. Comparación entre Martin-Qiu y correlaciones WUS-de suelo para PGV = 60 k máx.

50

Figura 5-18. La media de Newmark desplazamiento y el nivel de confianza 84%, PGA = 0,3 g, PGV = 30 k máx.

El enfoque inicial tomada para desarrollar el PGV-S 1 correlación implicó la realización de estudios estadísticos de la base de datos NRC. Sin embargo, la correlación resultante exhibió considerable dispersión. Posteriormente una correlación siendo desarrollado por el Dr. Norma Abrahamson, de la Pacific Gas and Electric Group en San Francisco se identificó mediante conversaciones con los

basado en la aceleración espectral en 1 segundo (S 1) y la magnitud ( METRO) del terremoto. En ( PGV

)

=

3 .97 0+ 94. En + 0 .063

()S + 1

0 .013 En

()S 1+ (

2 .93 )

2

METRO

( 5-9

sismólogos que participan en estudios de movimiento de tierra. El Dr. Abrahamson envió un proyecto de papel que estaba escribiendo sobre el tema. (Una copia del

donde PGV está en unidades de cm / seg, S 1 es la aceleración espectral en

borrador del documento fue originalmente incluido en el Apéndice D. restricciones de

T = 1 seg en unidades de g, y METRO es la magnitud. Dr. Abrahamson informado de que

copyright impedido la inclusión de este proyecto como parte del Informe Final para el

esta ecuación tiene una desviación estándar de 0,38 unidades log naturales.

Proyecto de NCHRP 12-70).

Debido a que la base de datos de movimiento fuerte usado en la regresión del Dr. Abrahamson analiza consta de la base de datos exclusivamente WUS, se

En el proyecto de papel de la Abrahamson, la siguiente ecuación de regresión fue recomendado para la determinación PGV

realizó una evaluación para determinar si la ecuación de regresión anterior sería válido para representante

Figura 5-19. La media de Newmark desplazamiento y el nivel de confianza 84%, PGA = 0,3 g, PGV = 60 k máx.

)

51 registros de CEUS. Los datos de movimiento fuertes NUREG / CR-6728, como se

cluded que la correlación PGV podría ser signi fi simplifica significativamente ed

discute en la Sección 5.2.4, se utilizó para evaluar la validez de la ecuación

eliminando el parámetro M de la ecuación (5-9). El Dr. Abrahamson estuvo de

Abrahamson PGV se muestra arriba. Las figuras 520 a través de 5-24 comparaciones presentes entre los resultados de la ecuación Abrahamson PGV y la fuerte base de datos de movimiento de NUREG / CR-6728.

acuerdo con esta sugerencia. 3. Durante las discusiones con el Dr. Abrahamson, se examinaron varias otras versiones de la ecuación predictiva PGV. Otras versiones involucran el uso de aceleración espectral en el período de 3 segundos. Estas ecuaciones son más adecuados para

Las siguientes conclusiones se pueden hacer de las figuras 5-20 a través 5-24:

la captura de la velocidad pico suelo si hay un fuerte impulso de velocidad a partir de los registros de terremotos de falla cercana. Sin embargo, para aplicaciones que implican todos los Estados Unidos, especialmente para CEUS, estas ecuaciones de

1. La ecuación Abrahamson PGV da predicciones razonables utilizando la base de datos NUREG / CR-6728, a pesar de que la base de datos de movimiento fuerte

atenuación de falla cercana no se cree que sea pertinente o apropiado en este momento.

de CEUS se caracteriza por mucho menor contenido de movimiento de tierra de período largo. Parte de la razón es que la aceleración espectral a 1 segundo se ha utilizado como una variable dependiente en la ecuación de regresión. La

El Dr. Abrahamson informó que su investigación encontró que la PGV está

razonabilidad de las comparaciones se produce cuando las condiciones de roca

fuertemente correlacionada con la aceleración espectral a 1 segundo (S 1); Por lo tanto,

y suelo se separan para la CEUS y el WUS.

la ecuación de atenuación utiliza S 1 para anclar la ecuación de regresión. Dr. Abrahamson comentó que además de la 1-segundo ordenada aceleración espectral, otros valores espectrales alrededor de 1 segundo pueden ser utilizados para mejorar la

2. Magnitud (M) parece desempeñar un papel muy pequeño en afectar el

predicción PGV; sin embargo, de su experiencia, el PGA (es decir, la aceleración

resultado predicho PGV. Por ejemplo, hay muy poco cambio (es decir,

máxima del terreno o aceleración espectral en período zerosecond) tiene una

apenas 10 por ciento) en el valor PGV resultante como la magnitud M

frecuencia demasiado lejos para correlacionar con PGV, y esta diferencia tiende a

cambios de 5,5 a 7,5. La insensibilidad de magnitud, así como el potencial

aumentar el error en la ecuación de regresión. A partir de estas observaciones, se

de di fi cultad y / o ambigüedad en el establecimiento del parámetro de

tomó la decisión de utilizar la ecuación PGV basado únicamente en el 1 segundo

magnitud desagregado por muchos sitios de CEUS, donde las fuentes

ordenada aceleración espectral (S 1). En todas las figuras presentadas, las amplitudes de

sísmicas no están bien de fi nido, se discutió con el Dr. Abrahamson (2005).

la PGA se representan en cuatro categorías diferentes.

Desde una perspectiva práctica, era con-

Figura 5-20. Comparación entre la ecuación Abrahamson PGV con todos los datos en NUREG / CR-6728.

52

Figura 5-21. Comparación entre la ecuación Abrahamson PGV con datos CEUS roca NUREG / CR-6728 solamente.

Figura 5-22. Comparación entre la ecuación Abrahamson PGV con datos de suelo CEUS NUREG / CR-6728 solamente.

53

Figura 5-23. Comparación entre la ecuación Abrahamson PGV con CR-6728 de datos sólo NUREG / WUS roca.

WUS-SUELO

100

10 0,0